一种灌注桩混凝土液面实时监控装置及其监测方法与流程

1.本技术涉及建筑工程施工技术领域，更具体地说，涉及一种灌注桩混凝土液面实时监控装置。还涉及一种应用于上述灌注桩混凝土液面实时监控装置的监测方法。


背景技术：

2.在钻孔灌注桩浇筑混凝土过程中，当浇筑液面接近护筒底部时，需要精确控制浇筑量，浇筑过少则桩头的质量得不到保证，浇筑量过多则会造成大量混凝土浪费，导致成本增加；由于钻孔灌注桩浇筑过程是在泥浆内完成，施工人员无法用肉眼直接观测混凝土浇筑液面的具体位置，通常借助工具进行检测。
3.目前，市面上的液位计大多依据磁吸作用原理，采用磁性装置使浮球受磁性吸合，将液面位置转化为电信号，实现液位测量。由于在灌注桩基础中存在大量的钢筋笼，利用磁性装置进行测量则会干扰磁性装置的正常运作，影响测量结果的精准度。


技术实现要素：

4.本技术提供一种灌注桩混凝土液面实时监控装置，其结构简单，操作便捷，精准度高，能够精准监控混凝土灌注液面，保证施工效果。本技术中的灌注桩混凝土液面实时监测方法，实现了混凝土灌注液面的实时精准监控。
5.本技术提供一种灌注桩混凝土液面实时监控装置，包括安装于桩机平台的支架，所述支架上安装有电动机、雷达信号收集及处理器、滑轮组和牵引绳支撑架，所述滑轮组的牵引绳架设于牵引绳支撑架；还包括设置于钢筋笼内部的应力传感器保护筒、与所述应力传感器保护筒的下部滑动密封配合的液面探测护筒，所述牵引绳的下端伸入至所述应力传感器保护筒内部连接上弹簧，所述上弹簧的下端依次连接应力传感器和雷达信号发射器，所述应力传感器和雷达信号发射器的底部通过下弹簧连接于所述液面探测护筒的筒底内壁，所述应力传感器用以接收拉力信号并转化为电信号传输至所述雷达信号发射器，所述雷达信号收集及处理器通讯连接所述雷达信号发射器和电动机，所述滑轮组连接显示器。
6.在一些实施例中，所述滑轮组包括两个滑轮和安装于滑轮上的牵引绳，所述滑轮内部设置圈数记录仪，所述显示器设有数字信号处理器和显示屏，所述圈数记录仪通过电线连接数字信号处理器，所述数字信号处理器的输出端连接显示屏。
7.在一些实施例中，所述支架的支腿长度可伸缩调节。
8.在一些实施例中，所述应力传感器保护筒的内壁密封安装用以阻挡泥浆和液体进入于所述应力传感器和雷达信号发射器的挡板。
9.在一些实施例中，所述液面探测护筒的容重介于泥浆与混凝土之间。
10.在一些实施例中，所述电动机为微型充电式电动机。
11.在一些实施例中，所述应力传感器和雷达信号发射器设有密封式防水保护外壳。
12.本技术所提供的灌注桩混凝土液面实时监控装置，具有如下技术优点：
13.1、本技术能够较好地适应钻孔灌注桩水下混凝土浇筑施工环境，提升检测性能的
稳定性和精准性；
14.2、本技术能够连续、实时地监测混凝土液位，且采用数显方式，显示更加直观，监测更加方便快捷；
15.3、本技术结构简单，装配方便，操作便捷，成本不高。
16.除此之外，本技术还提供一种灌注桩混凝土液面实时监测方法，应用于上述灌注桩混凝土液面实时监控装置，包括步骤：
17.根据弹簧拉力的变化获得拉力信号；
18.将拉力信号转化为电信号，并传输至雷达信号发射器；
19.将电信号发送到雷达信号收集及处理器，并启动电动机将牵引绳上提；
20.获得滑轮的转数，计算并转化为数字信号的液位高度传输至显示器。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
22.图1为本技术所提供的灌注桩混凝土液面实时监控装置的示意图；
23.图2为图1的局部放大图。
24.其中，1-支架、2-电动机、3-雷达信号收集及处理器、4-牵引绳支撑架、5-牵引绳、6-滑轮、7-钢筋笼、8-应力传感器保护筒、9-液面探测护筒、10-上弹簧、11-应力传感器和雷达信号发射器、12-下弹簧、13-显示器、14-挡板。
具体实施方式
25.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
27.请参考图1和图2，图1为本技术所提供的灌注桩混凝土液面实时监控装置的示意图；图2为图1的局部放大图。
28.本技术提供一种灌注桩混凝土液面实时监控装置，主要包括支架1、电动机2、雷达信号收集及处理器3、滑轮组、牵引绳支撑架4、应力传感器保护筒8、液面探测护筒9、上弹簧10、下弹簧12、应力传感器器和雷达信号发射器和显示器13。
29.支架1安装在桩机平台上，支架1上安装有电动机2、雷达信号收集及处理器3、滑轮组和牵引绳支撑架4，滑轮组的牵引绳5穿过滑轮6，其中部架设在牵引绳支撑架4上，应力传感器保护筒8设置于钢筋笼7的内部，牵引绳5的下端伸入至应力传感器保护筒8内部与上弹簧10相连接，上弹簧10的下端依次连接应力传感器和雷达信号发射器11，应力传感器和雷达信号发射器11的底部通过下弹簧12连接于液面探测护筒9的筒底内壁。应力传感器保护
筒8的下部与液面探测护筒9上部滑动密封配合。利用应力传感器接收拉力信号并转化为雷达信号传输至雷达信号发射器，雷达信号收集及处理器3通讯连接雷达信号发射器和电动机2，滑轮组连接显示器13。
30.上弹簧10与应力传感器与雷达信号发射器连接后通过下方簧与液面探测护筒9相连接，当液面探测护筒9接触到下方混凝土液面时，液面探测护筒9带动下弹簧12在弹力回缩的作用下，应力传感器受到的拉力变小，应力传感器将应力信号转化为电信号传输至雷达信号发射器，雷达信号发射器向上方的雷达信号收集及处理器3发射信号，雷达信号收集及处理器3接收到该信号后，自动启动电动机2，电动机2驱动滑轮6带动牵引绳5上提，在牵引绳5上提过程中，滑轮6转数传输至显示器13，由显示器13将滑轮6转动圈数处理并转化为数字信号直接显示在显示器13屏幕上。当上提的高度刚好脱离混凝土液面时，此时应力传感器将该信号给雷达信号发射器，雷达信号收集及处理器3控制电动机2停止运行。由此可以有效地实现混凝土浇筑液面的实时监控。
31.本技术的工作原理为：在混凝土灌注过程中，利用弹簧机械变形引起应力变化，从而转换成雷达信号控制电动机2运转，通过获得滑轮组的圈数实时显示液面的高度，最终实现钻孔灌注桩混凝土液面浇筑的实时监控。
32.应用本技术，能够实现复杂地层结构内的钻孔灌注桩混凝土浇筑量的精准控制，可以极大地减少因拔管高度过长而导致的断桩事故的发生，增加施工安全系数，提高施工质量。
33.根据本技术一种具体实施例，滑轮组包括两个滑轮6和牵引绳5，滑轮6内置圈数记录仪，显示器13设有数字信号处理器和显示屏，圈数记录仪记录滑轮6转动圈数，圈数记录仪通过电线连接数字信号处理器，数字信号处理器存储滑轮6直径等数据，接收并处理转化为数字信号，处理器的输出端连接显示屏，将液面高度数据显示在显示屏上。
34.为了适应不同高度的作业环境，支架1可以设置为长度可调节的伸缩支架1，支架1的支腿可以通过滑轨和螺栓连接，也可以为多档位卡扣连接，以实现伸出长度的调节。
35.为了保证上方应力传感器与雷达信号发射器11不受水下泥浆影响，可以在应力传感器保护筒8的内壁安装挡板14，挡板14与筒壁的挡板14安装槽通过密封件或者密封胶相密封连接。挡板14的设置可以阻挡泥浆和液体进入于应力传感器保护筒8的上部空间，有效地保护应力传感器和雷达信号发射器11，延长应力传感器和雷达信号发射器11的使用寿命。
36.为了进一步提升防水性能，应力传感器和雷达信号发射器11的外部设有密封式防水保护外壳，可以保护应力传感器和雷达信号发射器11，防止因接触水或者泥浆而发生破坏。
37.优选的，液面探测护筒9的容重应介于泥浆与混凝土之间，从而保证探测护筒能够准确地探测到混凝土液面。
38.此外，电动机2为微型充电式电动机，由此实现电动机2的轻便化安装。
39.本技术中的灌注桩混凝土液面实时监控装置，通过弹簧拉力的变化经应力传感器感应以及雷达信号传输，控制电动机2运转，下放和回收绳索，随着应力传感器应力的变化发射信号控制电动机2的运转，能够适应不同深度的钻孔灌注桩，适用范围广泛，准确度较高。
40.除此之外，本技术还提供一种灌注桩混凝土液面实时监测方法，包括步骤：
41.根据弹簧拉力的变化获得拉力信号；
42.将拉力信号转化为电信号，并传输至雷达信号发射器；
43.将电信号发送到雷达信号收集及处理器3，并启动电动机2将牵引绳5上提；
44.获得滑轮6的转数，计算转化为数字信号的液位高度并传输至显示器13加以实时显示。
45.测量前，在钻孔灌注桩完成二次清孔后，依次将支架1放置在桩机平台上，将牵引绳5穿过滑轮6架设在牵引绳支撑架4上，牵引绳5穿过应力传感器保护筒8后与内部上弹簧10连接，上弹簧10与应力传感器与雷达信号发射器连接后通过下方弹簧与液面探测护筒9相连。
46.测量时，当液面探测护筒9接触到下方混凝土液面时，在弹簧力回缩作用下，应力传感器受到的拉力变小，应力传感器将该信号转化为电信号传递雷达信号发射器向上方发射雷达信号，雷达信号收集及处理器3接收到该信号后自动启动电动机2将牵引绳5上提，滑轮6的转动圈数通过显示屏处理后转化为数字信号直接显示在屏幕上，当上提的高度刚好脱离混凝土液面后，此时应力传感器将该信号给雷达信号发射器引导电动机2停止工作，通过该种方法可以实现混凝土浇筑液面的实时、高精准监控。
47.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
48.以上对本技术所提供的灌注桩混凝土液面实时监控装置及其监测方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。