多功能振动式桩井沉渣检测仪的制作方法

本发明涉及桩井施工与检测术领域，具体涉及一种多功能振动式桩井沉渣检测仪。

背景技术：

桩井挖掘完成后，在浇筑之前应对桩井底部沉渣厚度进行检测，当厚度超过规范要求时，如不清理就进行桩基浇筑，势必会造成桩基下沉，影响上部建筑物的安全。所以若检测到沉渣厚度大于规范限值时，应对沉渣进行清除，以免影响桩基稳定。目前市场上已有的桩井沉渣厚度检测仪工作方法简述如下，首先将厚度检测仪放至井底，然后开启仪器设备，井下检测设备中的电机转动，从而带动一根很细的探针从设备底部穿出，往下锥入沉渣中，当探针触及底部坚硬物体(可能是桩底持力层岩体亦或是桩井底部沉渣中的块石)时，井下设备被探针顶倾斜，测斜传感器检测到井下设备发生倾斜后，即认为探针已经触及桩井底部岩体，探针伸出的长度即为沉渣的厚度。该技术存在如下几个缺点：1、探针在向下锥入的过程中如果沉渣中有块石、碎石等坚硬物体，导致探针无法向下运动，便以为此时的伸出长度就是沉渣厚度，必然会得出一个错误的结论，影响到桩基安全；2、该类型检测设备在沉渣检测的过程中无法对沉渣的物质成分进行判断；3、当沉渣较为松软时，井下检测设备很可能会陷入沉渣中一定深度，导致测试数据不准。

针对目前工程建设过程中的迫切需求以及现有的桩井沉渣厚度检测设备存在的缺陷，同时也避免动用重型钻探这种费时、费力和低效的方法，本发明提出了一种创新性仪器设备来解决前述问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的无法准确判断桩井底部沉渣厚度、无法判断沉渣物质成分的不足，提供一种多功能振动式桩井沉渣检测仪，它能够准确判断桩井底部沉渣厚度，并能判断沉渣物质成分。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种多功能振动式桩井沉渣检测仪，包括顶板、底板、定向导杆、滑台、振动器、计米器、传动带和锥入杆；所述定向导杆的两端分别与所述顶板和底板固定连接；所述顶板通过拉绳与地面上的绞车连接；所述滑台滑动安装于所述定向导杆上；所述传动带的一边与所述滑台连接，所述滑台滑动带动所述传动带转动，传动带再带动所述计米器转动；所述振动器固定安装于所述滑台上；所述锥入杆固定安装于所述振动器的下方，所述底板上设有供锥入杆穿过的通孔；所述锥入杆的底部内设摄像头，所述摄像头处的锥入杆外壁为透明罩。

上述方案中，其特征在于，多功能振动式桩井沉渣检测仪还包括控制显示仪，所述控制显示仪置于地面上，所述摄像头通过视频传输线与所述控制显示仪电连接。

上述方案中，所述振动器通过电缆线与所述控制显示仪电连接。

上述方案中，所述锥入杆的底部还内设测斜传感器，所述测斜传感器与所述控制显示仪电连接。

上述方案中，多功能振动式桩井沉渣检测仪还包括三脚架，所述三脚架固定安装于地面上，所述三脚架的顶部安装拉力传感器，所述拉力传感器通过电缆线与所述控制显示仪电连接；所述拉力传感器的下方安装滑轮，所述拉绳的一端与所述顶板连接，拉绳的另一端穿过所述滑轮与绞车连接。

上述方案中，所述振动器的顶端安装有电磁铁，所述顶板为磁性材料。

上述方案中，所述计米器固定安装于所述顶板上。

上述方案中，所述计米器的转轴外圈设有外齿轮，所述传动带的内圈设有内齿轮，所述外齿轮与内齿轮啮合，所述传动带的另一端与所述底板上的链轮啮合，所述计米器与传动带之间通过齿轮传动。

上述方案中，所述滑台包括滑套和支撑板，所述滑套套设于所述定向导杆上并能沿定向导杆上下滑动；所述支撑板与所述振动器的下端固定连接，所述锥入杆固定于所述支撑板的下端；所述滑套与所述支撑板固定连接。

上述方案中，多功能振动式桩井沉渣检测仪还包括防护罩，所述防护罩的两端分别固定安装于所述顶板和底板上，所述防护罩的外壁位于所述顶板与底板的外沿，所述底板上的通孔处采用油封密封。

本发明的有益效果在于：

1、通过振动器带动锥入杆锥入沉渣层中，即使沉渣中含有卵石、碎石，振动器连接锥入杆的震动亦可将其挤压到一边，继续下探直至桩井底部较硬的坚硬持力层；通过安装在锥入杆底部的摄像头，可以实时观测沉渣的物质成分，当沉渣厚度超过规范限值时，可以采取有针对性的处理措施清除沉渣。

2、在桩井口架设的滑轮部位安装了拉力传感器，在井下设备下放过程中，一旦拉力传感器显示拉力开始减小，便可判断井下设备接触到沉渣层表面，避免井下设备在重力作用下压入松软的沉渣层中，以致沉渣厚度检测不准。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明多功能振动式桩井沉渣检测仪的整体结构图；

图2是图1所示多功能振动式桩井沉渣检测仪的仰视图；

图3是图1所示多功能振动式桩井沉渣检测仪的井下设备的结构图；

图4是图1所示多功能振动式桩井沉渣检测仪的锥入杆底部局部结构图。

图中：100、多功能振动式桩井沉渣检测仪；10、顶板；11、挂钩；20、底板；30、定向导杆；31、滑台；311、滑套；312、支撑板；32、限位块；40、振动器；41、电磁铁；50、计米器；51、传动带；60、锥入杆；61、测斜传感器；62、摄像头；63、透明罩；64、视频传输线；70、拉绳；71、绞车；80、三脚架；81、拉力传感器；82、滑轮；90、控制显示仪；91、电缆线；200、桩井；300、地面；400、沉渣层；500、坚硬持力层。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-4所示，为本发明一较佳实施例的多功能振动式桩井沉渣检测仪100。

本发明提供了一种多功能振动式桩井沉渣检测仪100，包括顶板10、底板20、定向导杆30、滑台31、振动器40、计米器50、传动带51和锥入杆60。定向导杆30的两端分别与顶板10和底板20固定连接；顶板10通过拉绳70与地面300上的绞车71连接；滑台31滑动安装于定向导杆30上；传动带51的一边与滑台31连接，滑台31滑动带动传动带51转动，传动带51再带动计米器50转动；振动器40固定安装于滑台31上；锥入杆60固定于振动器40的下方，底板20上设有供锥入杆60穿过的通孔；锥入杆60的底部内设摄像头62，摄像头62处的锥入杆60外壁为透明罩63。

顶板10的顶端固定安装挂钩11，拉绳70连接在挂钩11上用于吊起整个井下设备。绞车71用于收放拉绳70使振动器40沿定向导杆30上下滑动。锥入杆60在振动器40的带动下锥入沉渣层400中。优选地，锥入杆60的底端为圆锥形，利于锥入沉渣层400。定向导杆30的底部固定安装限位块32，当振动器40下移至限位块32时停止下移。底板20作为一个托盘，使整个井下设备平稳的放在沉渣层400的表面。采用振动器40带动锥入杆60锥入沉渣层400的优点在于即使沉渣层400中有卵石、碎石，在振动器40的振动作用下，锥入杆60可以击碎较软岩或将块石挤压至一边，继续向下锥入，直至穿过沉渣层400到达坚硬持力层500。优选地，振动器40为偏心式振动器。优选地，透明罩63优选为透明玻璃罩或亚克力透明罩。优选地，顶板10和底板20均为圆形，定向导杆30的数量有三根，三根定向导杆30沿顶板10和底板20的周向均匀分布。优选地，拉绳70为钢丝绳。

进一步优化，本实施例中，多功能振动式桩井沉渣检测仪100还包括控制显示仪90，控制显示仪90置于地面300上，用于控制电源开启，以及显示、记录、分析各传感器检测的数据。摄像头62通过视频传输线64与控制显示仪90电连接。透过侧面的透明罩63可以观测、采集沉渣的物质成分的视频信息，当沉渣厚度超过规范要求，需要进行清理沉渣时，可以为选择清理方案提供依据。

进一步优化，本实施例中，振动器40通过电缆线91与控制显示仪90电连接。

进一步优化，本实施例中，锥入杆60的底部还内设测斜传感器61，用来监测整个井下设备的倾斜与否，测斜传感器61与控制显示仪90电连接。

进一步优化，本实施例中，多功能振动式桩井沉渣检测仪100还包括三脚架80，三脚架80固定安装于地面300上，三脚架80的顶部安装拉力传感器81，拉力传感器81通过电缆线91与控制显示仪90电连接；拉力传感器81的下方安装滑轮82，拉绳70的一端与顶板10连接，拉绳70的另一端穿过滑轮82与绞车71连接。拉力传感器81与滑轮82均位于桩井200的正上方。三脚架80起支架作用，撑起拉力传感器81和滑轮82，拉力传感器81用于测试滑轮82所承受的力，监测井下设备与沉渣接触瞬间，防止井下设备在重力作用下压入松软的沉渣层400中，导致沉渣厚度检测不准。

进一步优化，本实施例中，振动器40的顶端安装有电磁铁41，顶板10为磁性材料。电磁铁41用于将振动器40与顶板10吸合在一起，下放设备时避免往下移动。

进一步优化，本实施例中，计米器50固定安装于顶板10上，计米器50的转轴外圈设有外齿轮，传动带51的内圈设有内齿轮，外齿轮与内齿轮啮合，传动带51的另一端与底板20上的链轮啮合，计米器50与传动带51之间通过齿轮传动。计米器50在传动带51的带动下转动，计量长度数据。

进一步优化，本实施例中，滑台31包括滑套311和支撑板312，滑套311套设于定向导杆30上并能沿定向导杆30上下滑动；支撑板312与振动器40的下端固定连接，锥入杆60固定于支撑板312的下端；滑套311与支撑板312固定连接。

进一步优化，本实施例中，多功能振动式桩井沉渣检测仪100还包括防护罩，防护罩的两端分别固定安装于顶板10和底板20上，防护罩的外壁位于顶板10与底板20的外沿以将定向导杆30、振动器40、计米器50以及锥入杆60收容其中，起到防水和防尘的作用。底板20上的通孔处采用油封密封。

综上所述，本发明的多功能振动式桩井沉渣检测仪100包括地上设备和井下设备，地上设备包括绞车71、三脚架80、拉力传感器81、滑轮82以及控制显示仪90；井下设备包括顶板10、底板20、定向导杆30、振动器40、计米器50以及锥入杆60。地上设备与井下设备之间通过拉绳70实现机械连接，通过电缆线91实现电连接。

本发明的多功能振动式桩井沉渣检测仪100的安装方法及工作原理如下：

在进行桩井沉渣检测前，先将多功能振动式桩井沉渣检测仪100进行连接和组装：抽出绞车71中的拉绳70，穿过滑轮82后与挂钩11连接；拉力传感器81上部用螺丝固定在三脚架80顶段，下部与滑轮82连接，吊起滑轮82；电磁铁41与振动器40、锥入杆60等整体上移至与顶板10接触；电缆线91与控制显示仪90连接。

连接完成后开启控制显示仪90，打开电磁铁41开关，电磁铁41与顶板10吸合，然后将井下设备通过绞车71缓慢放入桩井200中，在下放过程中实时观察控制显示仪90，当拉力传感器81所输出的拉力值开始变小时，表明底板20与桩井200底部沉渣接触，此时固定绞车71，关闭电磁铁41的开关，使振动器40与顶板10脱离。然后开启振动器40，振动器40沿垂直方向上下振动，此时在振动力作用下锥入杆60缓慢锥入井底沉渣层400中。由于计米器50的传动带51与振动器40固定在一起，在振动器40及锥入杆60下探过程中，计米器50转动，测量锥入深度数据。在下探过程中，可通过摄像头62实时观测沉渣的物质成分。测斜传感器61实时监测整个井下设备是否倾斜，以及倾斜角度，必要时进行调整或重测。当锥入杆60下探至桩井200底部的坚硬持力层500时，锥入杆60无法锥入，此时计米器50测试数据不再变大，当持续观测数分钟后仍然不变，或计米器50显示数据在mm级微小变大，则测试完成，将井下设备提出井外。控制显示仪90可以自动记录锥入杆60随时间锥入沉渣层400深度数据，绘制时间-深度曲线，以便精准判断沉渣层400的厚度，沉渣的厚度检测精度可到mm级。

本发明所用的振动器40拥有多种规格，功率从10瓦至200瓦，振动力从10kg至1000kg，振动频率最大高达3000次/分钟。锥入杆60锥入深度标准配置为700mm，最大可增大至2000mm。本发明的多功能振动式桩井沉渣检测仪100可根据桩井直径选择相适应的井下设备，直径300mm以上的桩井均可进行测试。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。