一种能实时监测钻孔灌注桩施工用装置及其使用方法与流程

本发明涉及一种能实时监测钻孔灌注桩施工用装置及其使用方法，属于建设工程施工技术领域。

背景技术：

桩基础为桥梁、房建最常用的基础形式，而钻孔灌注桩为现今建设工程桩基最广泛的施工方法，常见桩基钻孔方式为冲击钻孔、旋挖钻孔、回旋钻孔等，根据地质条件、孔深、孔径及施工工期等因素综合确定，虽然钻孔灌注桩为一项相对比较成熟的施工技术，但实际施工工程中桩基偏位的现象仍频发。

综合分析国内外出现桩基偏位现象的原因，分为以下几种：前期定位失误、桩基成孔方式有误、成孔施工不规范、定位不准确和预防措施不力。

现急需一种钻孔灌注桩施工护筒，不仅可以提供精准的定位，减少人工测量的次数，避免测量误差造成桩基偏位，而且可以测定护壁泥浆的性能，防止泥浆性能变化对灌注桩的施工产生影响，有效预防桩基偏位、塌孔等，保证施工质量。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种能有效预防桩基偏位、塌孔等，保证施工质量的实时监测钻孔灌注桩施工用装置及其使用方法，可以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是：一种能实时监测钻孔灌注桩施工用装置，它包括钢护筒，在钢护筒的筒壁上设有定位装置、垂直度检测装置和泥浆性能检测系统，定位装置、垂直度检测装置和泥浆性能检测系统与计算机连接，计算机通过有线或无线连接监测平台，在计算机上设有定位、倾斜度和泥浆检测值的报警阈值。

前述的能实时监测钻孔灌注桩施工用装置是，所述的定位装置为gps，所述的垂直度检测装置为测斜仪。

前述的能实时监测钻孔灌注桩施工用装置是，所述泥浆性能检测系统为泥浆比重计、扭矩传感器、液面传感器、ph值测量仪。

前述的能实时监测钻孔灌注桩施工用装置是，所述的钢护筒材质为q235，壁厚为10mm，钢护筒的直径比说开设桩孔直径大0.1—0.2m。

前述的能实时监测钻孔灌注桩施工用装置是，在钢护筒上设有回流孔，回流孔距钢护筒顶部25-40cm。

前述的能实时监测钻孔灌注桩施工用装置的使用方法包括以下步骤：

a.放样定位：根据轴线及桩位布置情况，在场地内建立测量控制网，然后依据控制网测放各桩位点；

b.钻孔机位：利用各桩位点布置钻机，钻机就位时必须稳固、竖直、水平，定位准确，钻头中心与桩位中心误差不大于10mm。

c埋设钢护筒

（1）在测量和施工人员的指导下，钻机钻尖对准桩位中心，钻机旋挖至2-10深度取出土后下放钢护筒，观察取土性质，钢护筒长度为粘性土厚度加高出地面的0.3—0.4m所得；钢护筒直径比桩孔直径大0.1—0.2m；

（2）在埋设钢护筒过程中，根据钢护筒显示的桩位信息、垂直度实时调整钢护筒位置，且钢护筒埋设的倾斜度控制在1%以内，确定后钢护筒四周用黏土回填，分层夯实；

下放钢护筒后，核对钢护筒所测中心经纬度、允许偏差、泥浆性能指标控制值技术参数，

d.钻孔：钢护筒安装完成后，开始正常钻孔，钻孔过程中钢护筒上安装的定位装置、垂直度检测装置和泥浆性能检测系统实时监控定位信息、倾斜信息、护壁泥浆性能，若检测到的数据超出阈值，计算机数据报警，则立即停止钻孔，针对异常情况进行纠偏后，正常钻孔，直至钻进至要求孔深；

e.清孔

（1）一次清孔：在终孔后停止进尺，利用泥浆泵持续泵压5至15min，使孔底沉渣随泥浆基本排除达到清孔要求为止；

（2）二次清孔：待安放钢筋笼及导管就绪后，利用泥浆循环，将孔内沉渣带出孔外；

在清孔过程中，实时查看显示系统中泥浆性能指标以及泥浆水位，出现异常应及时调整，避免清孔过程中塌孔现象；

f.吊装钢筋骨架：将加工好的钢筋笼吊装入孔，并牢固定位，保证笼顶标高符合规范要求，防止在灌注水下混凝土过程中下沉或上浮；

g.灌注水下混凝土：灌注水下混凝土前，应先检测混凝土塌落度，并观察泥浆性能指标—比重为1.1-1.2；按照安装导管、灌注首批混凝土、连续灌注至桩顶的顺序施工；

h.拔出护筒：水下混凝土灌注完成后，水下混凝土初凝前，将钢护筒及时拔出。

与现有技术比较，本发明在现有钻孔灌注桩施工过程中设置钢护筒，通过在钢护筒上安装垂直度检测系统、gps定位系统和泥浆性能检测系统，并将上述系统与计算机连接，这样不仅可以提供精准的定位，减少人工测量的次数，避免测量误差造成桩基偏位，而且可以测定护壁泥浆的性能，防止泥浆性能变化对灌注桩的施工产生影响。

钢护筒材质为q235其可避免生锈，进而可以长时间重复使用，壁厚为10mm可以满足正常钻孔灌注桩施工过程的强度，在距钢护筒顶部25-40cm处设有回流孔，其方便泥浆回流。

与计算机连接的gps定位包括有检测经纬度和gps允许偏差，所述gps允许偏差是通过gps定位经纬度、设计桩基中心经纬度计算施工位置与设计位置的偏差值大小，若超出偏差，则系统报警，以便于施工过程中调整桩位；垂直度检测装置与计算机连接，这样测斜装置得出来的数据通过计算机处理，不仅可减少人工测量，而且对偏差实时可见，有利于灌注桩施工中的过程控制，可有效避免桩基偏位、桩基偏斜等现象。

泥浆性能检测装置包括泥浆比重计、扭矩传感器、液面传感器、ph值测量仪和记录分析仪，其测量仪器与记录分析仪通过数据线连接，通过这样的系统装置可快速测定护壁泥浆的比重、粘度、液面高度、ph值等指标，并实时显示数据，不仅可减少人工检测，而且可为钢筋笼吊放、混凝土浇筑提供指导，有效避免塌孔现象。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的工作示意图。

具体实时方式

实时例1.如图1所示，能实时监测钻孔灌注桩施工用装置，它包括钢护筒1，所述的钢护筒1材质为q235，壁厚为10mm，钢护筒1的直径比说开设桩孔直径大0.1—0.2m。在钢护筒1的筒壁上设有定位装置2、垂直度检测装置3和泥浆性能检测系统4，定位装置2、垂直度检测装置3和泥浆性能检测系统4与计算机5连接，计算机5通过有线或无线连接监测平台，在计算机5上设有定位、倾斜度和泥浆检测值的报警阈值。所用的定位装置2为gps，优选北斗gps高精度定位系统，所用的垂直度检测装置3为测斜仪，优选激光测斜仪或优选高精度可伸缩固定式测斜仪；所用泥浆性能检测系统4为泥浆比重计、扭矩传感器检测泥浆流变性和润滑性、液面传感器、ph值测量仪。因钢护筒1端面高度地面面，为不影响回流，在钢护筒1上设有回流孔6，回流孔6距钢护筒1顶部25-40cm。

所述能实时监测钻孔灌注桩施工用装置的使用方法，包括以下步骤：

a.放样定位：根据轴线及桩位布置情况，在场地内建立测量控制网，然后依据控制网测放各桩位点；

b.钻孔机位：利用各桩位点布置钻机，钻机就位时必须稳固、竖直、水平，定位准确，钻头中心与桩位中心误差不大于10mm。

c埋设钢护筒

（1）在测量和施工人员的指导下，钻机钻尖对准桩位中心，钻机旋挖至2-10深度取出土后下放钢护筒，观察取土性质，钢护筒长度为粘性土厚度加高出地面的0.3—0.4m所得；钢护筒直径比桩孔直径大0.1—0.2m；

（2）在埋设钢护筒过程中，根据钢护筒显示的桩位信息、垂直度实时调整钢钢护筒位置，且钢护筒埋设的倾斜度控制在1%以内，确定后钢护筒四周用黏土回填，分层夯实；

下放钢护筒后，核对钢护筒所测中心经纬度、允许偏差、泥浆性能指标控制值技术参数，

d.钻孔：钢护筒安装完成后，开始正常钻孔，钻孔过程中钢护筒上安装的定位装置2、垂直度检测装置3和泥浆性能检测系统4实时监控定位信息、倾斜信息、护壁泥浆性能，若检测到的数据超出阈值，计算机数据报警，则立即停止钻孔，针对异常情况进行纠偏后，正常钻孔，直至钻进至要求孔深；

e.清孔

（1）一次清孔：在终孔后停止进尺，利用泥浆泵持续泵压5至15min，使孔底沉渣随泥浆基本排除达到清孔要求为止；

（2）二次清孔：待安放钢筋笼及导管就绪后，利用泥浆循环，将孔内沉渣带出孔外；

在清孔过程中，实时查看显示系统中泥浆性能指标以及泥浆水位，出现异常应及时调整，避免清孔过程中塌孔现象；

f.吊装钢筋骨架：将加工好的钢筋笼吊装入孔，并牢固定位，保证笼顶标高符合规范要求，防止在灌注水下混凝土过程中下沉或上浮；

g.灌注水下混凝土：灌注水下混凝土前，应先检测混凝土塌落度，并观察泥浆性能指标—比重为1.1-1.2；按照安装导管、灌注首批混凝土、连续灌注至桩顶的顺序施工；

h.拔出护筒：水下混凝土灌注完成后，水下混凝土初凝前，将钢护筒及时拔出。