一种孔底沉渣的检测装置及其检测方法与流程

本发明涉及建筑检测技术领域，特别涉及一种孔底沉渣的检测装置及其检测方法。

背景技术：

钻孔桩的施工过程，是在土层基础中先成孔，再下钢筋笼进行混凝土浇筑，而在成孔过程中，孔底沉渣是不可避免的。孔底沉渣是指钻孔和清孔过程中沉淀或塌孔留下的沉淀物。孔底沉渣的存在会影响凝固后的混凝土桩的承载力，因此需要对孔底沉渣的深度进行测量，确定其是否在合适的范围内，如果超过了范围，就需要对沉渣进行清理。

现有公开号为cn101482385a的中国发明专利申请公开了一种灌注桩沉渣检测仪，使用方法为：当探针接触桩底沉渣时，受配重棒重量的作用，探针在沉渣中继续向下移动；带动位于沉渣之上的单向板等同步向下移动，当单向板下移至沉渣的上表面时，由于单向板的表面积比较大，故单向板停留在桩底沉渣表面，沉渣对单向板产生向上的力，单向板对与之相连接的弹簧片的一端提供向上的推力，使弹簧片趋向水平形变，弹簧片与探针之间的接触减小，从而有利于弹簧片以及单向板相对于探针向上运动。当探针探到桩底，碰到桩底的坚硬土层，即停止向下移动，此时向上回收检测仪时，受单向板重量的影响，使与单向板连接的弹簧片的一端产生向下移动的倾向，而迫使弹簧片倾斜度变大，从而使弹簧片被紧紧地卡在探针上而无法相对于探针作向下的移动，实现单向板只能上不能下的移动方式、实现测定沉渣厚度目的。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：该发明的单向板充当测量起点，当单向板接触沉渣的最高点时即停止移动；孔底沉渣的顶面一般不会平整，可能会有一定高度的凸起物，这就导致沉渣厚度的测量不够客观，测量人员无法了解孔底真实的沉渣情况，存在测量不够精确的缺陷。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的在于提供一种孔底沉渣的检测装置，测量人员能够了解孔底真实的沉渣情况，具有测量精确度高的优势。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种孔底沉渣的检测装置，包括拉绳、设于拉绳一端的装置本体，所述拉绳上连有拉力计，所述装置本体包括顶板、固定于顶板下板面的薄膜袋，所述薄膜袋内填充有琼脂，所述顶板上沿竖直方向滑动设置有滑套，所述薄膜袋的顶面设有供滑套穿过的穿孔一，所述薄膜袋的底面设有供滑套穿过的穿孔二，所述滑套通过外壁与穿孔一的孔口固定并密封，所述滑套通过底端与穿孔二的孔口固定并密封，所述薄膜袋的顶面位于穿孔一处下凹；

所述滑套内滑动设置有检测杆，所述检测杆的顶端高于顶板并固定有重块，所述重块的尺寸无法进入滑套，所述检测杆的下端呈渐缩状，所述顶板上设有刷头，所述刷头的刷毛压于检测杆的外侧壁。

通过上述技术方案，测量步骤如下：对薄膜袋进行加热，使琼脂变为液态，在刷头的刷毛上浸湿颜料。使用吊运设备拉住拉绳背离顶板的端部，将装置本体吊运入待检测的孔内。观察拉力计的示数，当拉力计的示数减少时，即表示装置本体已接触孔底。继续缓慢下放装置本体，并使拉力计保有超过拉绳、顶板总重力的示数；检测杆因重力穿入孔底沉渣内。等待3~5分钟后，继续缓慢下放装置本体，并使拉力计仍保有超过拉绳、顶板总重力的示数，薄膜袋开始触及孔底沉渣，薄膜袋的底部贴合孔底的形状产生自适应形变。检测杆不会继续下沉，检测杆在相对于滑套产生滑动的同时，刷头在检测杆上刷出痕迹。

当拉力计显示的重力进一步减轻后，说明薄膜袋、琼脂的重力已经大部分由孔底沉渣承受。等待20~30分钟，使琼脂冷却凝固。上拉拉绳，将装置本体拉出测量孔，人员拨动检测杆的位置，使刷头回到检测杆上划出痕迹的最低处，该位置即在孔底测量完成时检测杆相对于顶板的位置。人员根据检测杆底端的高度状态，结合薄膜袋底部的形状，能够对孔底沉渣的深度、沉渣量作出客观且准确的评判，具有测量精确度高的优势。

优选的，所述顶板上设有振动器，所述振动器与顶板间通过设置弹簧建立连接，所述振动器上固定有连杆，所述连杆固定有套筒，所述套筒套设于检测杆外，所述检测杆能在套筒内滑动；所述振动器连接有电源线，所述电源线的长度方向沿拉绳的长度方向，所述电源线固定于拉绳侧壁。

通过上述技术方案，在下放装置本体的过程中，当拉力计的示数减少时，即表示装置本体已接触孔底，此时接通振动器的电源，使振动器产生振动。振动器的振动通过连杆、套筒作用于检测杆，使检测杆能更可靠地穿透孔底沉渣；弹簧用于在振动器和顶板间建立减振，弹簧能减少振动器作用于顶板的能量损耗。

优选的，所述刷头位于套筒与滑套之间，沿所述检测杆的长度方向，所述刷头与套筒、滑套间均设有间距。

通过上述技术方案，测量完成后，人员拨动检测杆的位置，使刷头回到检测杆上划出痕迹的最低处，该位置即在孔底测量完成时检测杆相对于顶板的位置。刷头与套筒、滑套间的间距，用于方便人员对刷头划出的痕迹进行观察。

优选的，所述滑套、检测杆沿顶板的周向设有至少两套。

通过上述技术方案，孔底沉渣的硬度可能存在区别，检测杆不一定能完全穿透孔底沉渣。将滑套、检测杆设为多个，人员对孔底沉渣的厚度评定有更多的依据可以参考，能够减少测量误差。

优选的，所述拉绳靠近顶板的端部分支为至少三根子绳，所述拉绳通过子绳与顶板连接；所述子绳分别固定于顶板周向靠近外边缘的位置。

通过上述技术方案，当装置本体位于拉绳下方并处于自然下垂状态时，拉绳垂直于顶板的板面，多根子绳的拉力作用于顶板边缘，顶板不易产生晃动。

优选的，所述顶板上固定有磁铁棒，所述磁铁棒长度方向的中点位于顶板的中心，所述磁铁棒的长度方向与顶板的板面平行。

通过上述技术方案，磁铁棒使顶板具有指南针的功能，当人员上拉或下放顶板时，顶板不易产生自发转动。

优选的，所述顶板的外边缘朝向薄膜袋方向弯曲形成护边，所述薄膜袋的外缘位于护边下方的投影内。

通过上述技术方案，当顶板和薄膜袋在待检测的孔内升降时，护边能保护薄膜袋不与孔壁摩擦，防止薄膜袋破裂。

优选的，所述薄膜袋内设有若干用于承托琼脂重量的弹性绳，所述弹性绳的两端分别固定于薄膜袋的内顶壁和内底壁。

通过上述技术方案，当琼脂凝固、人员向上拉起顶板后，薄膜袋的外底壁失去孔底沉渣的支撑，弹性绳的弹力能为薄膜袋的底壁提供向上的拉力，凝固后的琼脂不易碎开。

本发明的第二目的在于提供一种检测方法，能完成孔底沉渣量的检测，具有精确度高的优势。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种检测方法，包括以下步骤：

步骤一：对薄膜袋进行加热，使琼脂变为液态，在刷头的刷毛上浸湿颜料；

步骤二：使用吊运设备拉住拉绳背离顶板的端部，将装置本体吊运入待检测的孔内；

步骤三：观察拉力计的示数，当拉力计的示数减少时，即表示装置本体已接触孔底沉渣，此时接通振动器的电源，使振动器产生振动；

步骤四：继续缓慢下放装置本体，并使拉力计保有超过拉绳、顶板总重力的示数，检测杆因重力穿入孔底沉渣内，等待3~5分钟使检测杆的底端触及孔底；

步骤五：继续缓慢下放装置本体，并使拉力计仍保有超过拉绳、顶板总重力的示数，薄膜袋开始触及孔底沉渣，薄膜袋的底部贴合孔底的形状产生自适应形变；检测杆不会继续下沉，检测杆在相对于滑套产生滑动的同时，刷头在检测杆上刷出痕迹；

步骤六：当拉力计显示的重力进一步减轻后，关闭振动器的电源，等待20~30分钟，使琼脂冷却凝固；

步骤七：上拉拉绳，将装置本体拉出测量孔，人员拨动检测杆的位置，使刷头回到检测杆上划出痕迹的最低处，该位置即步骤六完成时检测杆相对于顶板的位置；人员根据检测杆底端的高度状态，结合薄膜袋底部的形状，对孔底沉渣的深度、沉渣量作出评判。

通过上述技术方案，本检测方法能可靠完成孔底沉渣量的检测，具有精确度高的优势。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：

1、通过设置琼脂和薄膜袋，测量人员能够了解孔底真实的沉渣情况，具有测量精确度高的优势；

2、通过设置多根检测杆，能够减少测量误差；

3、通过设置振动器，检测杆能更可靠地穿透孔底沉渣，提高检测准确性；

4、通过设置磁铁棒，当人员上拉或下放顶板时，顶板不易产生自发转动。

附图说明

图1为实施例一的一种孔底沉渣的检测装置的立体图；

图2为图1的a-a剖视图；

图3为实施例二的检测方法的部分步骤示意图。

图中，10、拉绳；1、顶板；2、薄膜袋；101、子绳；102、拉力计；11、磁铁棒；12、护边；21、琼脂；22、弹性绳；3、滑套；13、滑孔；23、穿孔一；24、穿孔二；4、检测杆；41、重块；5、振动器；51、弹簧；52、连杆；53、套筒；50、电源线；6、刷头。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明，以下所述的方位“上”、“下”，均为本沉渣装置处于使用状态时的位置方向。

实施例一：

参照图1和图2，为本发明公开的一种孔底沉渣的检测装置，包括拉绳10、设于拉绳10一端的装置本体。装置本体包括顶板1、固定于顶板1下板面的薄膜袋2，拉绳10靠近顶板1的端部分支为三根子绳101，拉绳10通过子绳101与顶板1连接，子绳101分别固定于顶板1周向靠近外边缘的位置。当装置本体位于拉绳10下方并处于自然下垂状态时，拉绳10垂直于顶板1的板面，多根子绳101的拉力作用于顶板1边缘，顶板1不易产生晃动。拉绳10上远离顶板1的位置连有拉力计102，使用本装置时拉力计102须位于地面上，拉力计102用于显示拉绳10沿长度方向所受的拉力。

顶板1上固定有磁铁棒11，磁铁棒11长度方向的中点位于顶板1的中心，磁铁棒11的长度方向与顶板1的板面平行。磁铁棒11使顶板1具有指南针的功能，当人员上拉或下放顶板1时，顶板1不易产生自发转动。

薄膜袋2通过外顶壁与顶板1粘贴固定，顶板1的外边缘朝向薄膜袋2方向弯曲形成护边12，薄膜袋2的外缘位于护边12下方的投影内；当顶板1和薄膜袋2在待检测的孔内升降时，护边12能保护薄膜袋2不与孔壁摩擦，防止薄膜袋2破裂。薄膜袋2内充满有琼脂21，琼脂21为加热后液化、冷却后凝固的物质，琼脂21的固化温度在40℃左右。

薄膜袋2内设有若干用于承托琼脂21重量的弹性绳22，弹性绳22的长度方向沿竖直方向，弹性绳22的两端分别固定于薄膜袋2的内顶壁和内底壁。当琼脂21凝固、人员向上拉起顶板1后，薄膜袋2的外底壁失去孔底沉渣的支撑，弹性绳22的弹力能为薄膜袋2的底壁提供向上的拉力，凝固后的琼脂21不易碎开。

顶板1上沿竖直方向滑动设置有三根滑套3，顶板1上贯穿开设有供滑套3穿过滑动的滑孔13，滑套3的轴向与顶板1的板面垂直，三根滑套3沿顶板1的周向对称分布。薄膜袋2的顶面设有供滑套3穿过的穿孔一23，薄膜袋2的底面设有供滑套3穿过的穿孔二24，滑套3通过外壁与穿孔一23的孔口固定并密封，滑套3通过底端与穿孔二24的孔口固定并密封，薄膜袋2的顶面位于穿孔一23处下凹。当薄膜袋2的底面高度相对于顶板1变化时，滑套3能在穿孔二24内自适应滑动，位于穿孔一23处下凹的薄膜袋2顶面用于确保滑套3能够产生滑动。

每根滑套3内均滑动设置有检测杆4，检测杆4的轴线与对应滑套3的轴线重合，检测杆4预设有较长的长度。检测杆4的下端低于薄膜袋2的外底壁，检测杆4的下端呈渐缩状，该端用于穿入待检测孔的孔底沉渣内；检测杆4的顶端高于顶板1并固定有重块41，重块41用于增加检测杆4的重力，使检测杆4能可靠穿入孔底沉渣内。

顶板1的上方设有振动器5，振动器5与顶板1间通过设置弹簧51建立连接，振动器5的底部沿周向固定有三根连杆52，连杆52背离振动器5的端部分别固定有套筒53，套筒53的位置与滑套3一一对应。套筒53套设于检测杆4外并与检测杆4建立滑动连接，套筒53与滑套3端部留有间距。重块41位于套筒53上方，重块41的尺寸无法进入滑套3和套筒53。弹簧51的两端具体分别与连杆52和磁铁棒11相抵，连杆52与顶板1间具有间距。振动器5为电子设备用的小型振动器5，其为现有技术，在此不作赘述；振动器5连接有电源线50，电源线50固定于拉绳10侧壁，电源线50的长度方向沿拉绳10的长度方向，电源线50延伸至拉绳10背离顶板1的端部。

振动器5通电后产生振动，振动器5的振动通过连杆52、套筒53作用于检测杆4，使检测杆4能更可靠地穿透孔底沉渣；弹簧51用于在振动器5和顶板1间建立减振，振动器5的振动不易传递至顶板1，弹簧51也能减少振动器5作用于顶板1的能量损耗。

顶板1上还固定有刷头6，刷头6的数量、位置与检测杆4一一对应，刷头6的刷毛压于对应检测杆4的外侧壁。刷头6的刷毛上浸湿有颜料，当检测杆4在滑套3内滑动后，刷头6在检测杆4上划出痕迹。刷头6位于套筒53与滑套3之间，沿检测杆4的长度方向，刷头6与套筒53、滑套3间均设有间距，该间距用于方便人员对刷头6划出的痕迹进行观察。

实施例二：

一种检测方法，使用了实施例一的孔底沉渣的检测装置，参照图3，包括以下步骤：

步骤一：对薄膜袋2进行加热，使琼脂21变为液态，在刷头6的刷毛上浸湿颜料。

步骤二：使用吊运设备拉住拉绳10背离顶板1的端部，将装置本体吊运入待检测的孔内。

步骤三：观察拉力计102的示数，当拉力计102的示数减少时，即表示装置本体已接触孔底沉渣，此时接通振动器5的电源，使振动器5产生振动。

步骤四：继续缓慢下放装置本体，并使拉力计102保有超过拉绳10、顶板1总重力的示数；检测杆4因重力穿入孔底沉渣内。等待3~5分钟后，在振动器5的振动作用下，检测杆4的下端在很大程度上已穿透孔底沉渣，并触及孔底。

步骤五：继续缓慢下放装置本体，并使拉力计102仍保有超过拉绳10、顶板1总重力的示数，薄膜袋2开始触及孔底沉渣，薄膜袋2的底部贴合孔底的形状产生自适应形变，此时拉绳10仍承受有顶板1的重力，顶板1不易产生倾斜。检测杆4不会继续下沉，检测杆4在相对于滑套3产生滑动的同时，刷头6在检测杆4上刷出痕迹。

步骤六：当拉力计102显示的重力进一步减轻后，说明薄膜袋2、琼脂21的重力已经大部分由孔底沉渣承受。此时关闭振动器5的电源，等待20~30分钟，使琼脂21冷却凝固。

步骤七：上拉拉绳10，将装置本体拉出测量孔，人员拨动检测杆4的位置，使刷头6回到检测杆4上划出痕迹的最低处，该位置即步骤六完成时检测杆4相对于顶板1的位置。人员根据三根检测杆4底端的高度状态，结合薄膜袋2底部的形状，能够对孔底沉渣的深度、沉渣量作出客观且准确的评判。

拉绳10、顶板1的总重力可通过预先测量获得。步骤一加热后的琼脂21温度可在50~60℃内，以加快测量时的凝固速度；步骤六时，由于地下孔底的温度较低，琼脂21冷却凝固的耗时不会太长。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。