一种可靠的水下混凝土灌注桩标高控制预警装置[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 211773679 U(45)授权公告日 2020.10.27

(21)申请号 202020218597.8(22)申请日 2020.02.27

(73)专利权人 济南百士岩土工程有限公司

地址 250100 山东省济南市历下区山大路

204号1-404室(72)发明人 万更军　万千　代学燕　刘青港　(74)专利代理机构 济南舜科知识产权代理事务

所(普通合伙) 37274

代理人 杜忠福(51)Int.Cl.

E02D 15/06(2006.01)E02D 33/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图2页

(54)实用新型名称

一种可靠的水下混凝土灌注桩标高控制预警装置(57)摘要

本实用新型公开了一种可靠的水下混凝土灌注桩标高控制预警装置，包括传导杆、受料筒、声光报警器、受料筒内设置比重远大于泥浆的重力滑块及霍尔磁性开关。所述传导杆为中空状，上端安装声光报警器，本实用新型的有益成果：（1）本装置可以根据实际情况任意加接传导杆，装卸方便，操作便捷，且重复利用效率高，结实耐用；（2）能在水下混凝土灌注过程中快速、准确地控制混凝土的灌注标高。（3）能在混凝土灌注全过程中进行实时测量，避免了因装置重复插拔造成的测量误差，有效地解决了水下混凝土灌注桩的超灌和欠灌问题。

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权　利　要　求　书

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1.一种可靠的水下混凝土灌注桩标高控制预警装置，其特征在于，包括传导杆、受料筒、声光报警器、受料筒内设置比重远大于泥浆的重力滑块及霍尔磁性开关；

所述传导杆为中空状，上端安装声光报警器，传导杆下端与受料筒固定连接；所述受料筒为圆柱状，其侧壁上开设有四个限位槽，同时用作泥浆出口槽，该槽宽度小于混凝土粗骨料粒径且大于泥浆粒径，保证泥浆出口只允许泥浆透过而不能透过混凝土粗骨料。

2.如权利要求1所述的水下混凝土灌注桩标高控制预警装置，其特征在于，传导杆每节长1.5m且在传导杆外表面设有刻度层，节与节之间通过丝扣连接，可以任意加接。

3.如权利要求1所述的水下混凝土灌注桩标高控制预警装置，其特征在于，所述重力滑块设置在受料筒内腔中并可自由上下活动，在受料筒上端设置霍尔磁性开关。

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说　明　书

一种可靠的水下混凝土灌注桩标高控制预警装置

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技术领域

[0001]本实用新型涉及建筑工程设备相关技术领域，特别是涉及一种便捷可靠的水下混凝土灌注桩标高控制预警装置及其使用方法。

背景技术

[0002]钻孔灌注桩基础是工程建设中常见的一种基础形式，是指在工程现场通过机械在地基土中钻孔形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、浇筑混凝土而成的桩。由于地下空间开发的需要，桩顶标高往往在地面以下，加之混凝土灌注过程中由于泥浆混合物的存在，造成混凝土灌注面的真实标高难以正确定位控制，经常出现理论计算的标高与实际不符的情况，形成灌注桩的超灌或欠灌等不良工程问题，在高层建筑基础钻孔灌注桩的施工过程中尤其明显。实际标高偏高将导致混凝土超灌，一方面造成混凝土资源的严重浪费，同时又加大了基础开挖的难度；实际标高偏低则导致灌注桩砼灌注不到设计桩顶标高，达不到设计要求。[0003]灌注桩水下砼灌注的标高定位对避免砼资源浪费、节省建设成本、降低基础开挖难度、减少环境污染、确保工程质量等有重要的现实意义。[0004]水下混凝土灌注如何控制好灌注桩桩顶标高，达到设计灌注标高的要求，至今在国内还没有较好的监测控制方法。混凝土面的测量主要依靠施工人员的经验来进行确定。传统的确定混凝土灌注桩桩顶标高的测量方法主要有三种：

1、采用测锤+测绳来测定水下混凝土界面的方法，该方法操作设备和方法简单易学，得到了广泛应用，但是由于碎石、浮渣和混凝土都是非均匀介质，加之现场条件的种种局限，钻孔灌注桩桩顶标高无法准确定位。[0005]2、采用杆探法进行测定，即用一根长竹竿在混凝土即将达到灌注标高的时候伸入泥浆之中，凭借现场工作人员的经验来判断粗骨料所在的高度。这种方法完全依赖施工人员的经验，极易造成严重的超灌现象；并且需要每隔一定的时间进行探测工作，极大地拖延了施工进度。[0006]3、采用电阻率法进行测试，这种方法需要电阻率测试的整套装置，并且混凝土和泥浆的电阻率变化受施工环境的影响比较大，使得这种方法的操作难度比较大。[0007]现有技术中，已经展开对混凝土灌注桩桩顶标高控制装置的研究，主要分为两类：

一类装置是基于泥浆和混凝土的比重差异，通过将混凝土灌注到设计标高后引起的一系列变化转化成电信号输出，从而达到控制混凝土灌注标高的目的；

另一类装置是在不同泥浆密度和混凝土密度施工条件下，当混凝土骨料上升到设计标高后，微电机的电动机阻转产生激增电流信号，从而产生报警信号。[0008]以上两类测试装置的参数均需要进行现场标定，所以装置的可靠性和准确性会受到实际施工条件的影响。

[0009]如何设计一种轻巧灵活、使用便捷的装置，既能在水下混凝土灌注过程中快速、准确地控制混凝土的灌注标高，又能在灌注全过程中进行实时测量，避免因装置重复插拔造成测量误差、影响施工进度，是目前急需解决的问题。

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实用新型内容

[0010]本实用新型提出了一种便捷可靠的水下混凝土灌注桩标高控制预警装置，既能在水下混凝土灌注过程中快速、准确地控制混凝土的灌注标高；又能在混凝土灌注全过程中进行实时测量，避免了因装置重复插拔造成的测量误差，有效地解决了水下混凝土灌注桩的超灌和欠灌问题。

[0011]本装置可以根据实际情况任意加接传导杆，装卸方便，操作便捷，且重复利用效率高，结实耐用。

[0012]为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：

一种可靠的水下混凝土灌注桩标高控制预警装置，包括传导杆、受料筒、声光报警器、受料筒内设置比重远大于泥浆的重力滑块及霍尔磁性开关。[0013]所述传导杆为中空状，上端安装声光报警器，每节长1.5m且在传导杆外表面设有刻度层，节与节之间通过丝扣连接，可以任意加接，传导杆下端与受料筒固定连接；所述受料筒为圆柱状，其侧壁上开设有四个限位槽，同时用作泥浆出口槽，该槽宽度小于混凝土粗骨料粒径且大于泥浆粒径，保证泥浆出口只允许泥浆透过而不能透过混凝土粗骨料；

所述重力滑块设置在受料筒内腔中并可自由上下活动，在受料筒上端设置霍尔磁性开关；使用时，将受料筒预先下放到设计标高处，当混凝土灌注高度超出设计标高一定高度后，混凝土压入受料筒内推动重力滑块移动、泥浆从受料筒侧壁的限位槽排出，而混凝土粗骨料在压力作用下继续上升，进而推动重力滑块向上运动，当重力滑块上设置的永久磁体作用于固定在受料筒上部的霍尔磁力开关接通形成闭合回路，最终引起声光报警器发出警报。

[0014]本实用新型的有益成果：

（1）本装置可以根据实际情况任意加接传导杆，装卸方便，操作便捷，且重复利用效率高，结实耐用；

（2）能在水下混凝土灌注过程中快速、准确地控制混凝土的灌注标高。[0015]（3）能在混凝土灌注全过程中进行实时测量，避免了因装置重复插拔造成的测量误差，有效地解决了水下混凝土灌注桩的超灌和欠灌问题。[0016]（4）将本装置应用于水下混凝土灌注标高的监测控制，可极大程度上节省建设成本、降低基础开挖难度，对减少环境污染、确保工程质量等有重要的现实意义。附图说明

[0017]图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1中a-a向结构视图图中：1、声光报警器；2、传导杆；3、无线信号发射器；4、霍尔磁性开关；5、永久磁体；6、限位槽；7、重力滑块；8、限位销；9、受料筒。具体实施方式

[0018]下面结合附图以及具体实施方式对本技术方案进行详细说明

如图所示，一种可靠的水下混凝土灌注桩标高控制预警装置，包括传导杆2、受料筒9、声光报警器1、受料筒9内设置比重远大于泥浆的重力滑块7及霍尔磁性开关4。

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所述传导杆2为中空状，上端安装声光报警器1，每节长1.5m且在传导杆2外表面设

有刻度层，节与节之间通过丝扣连接，可以任意加接，传导杆2下端与受料筒9固定连接；所述受料筒9为圆柱状，其侧壁上开设有四个限位槽6，同时用作泥浆出口槽，该槽宽度小于混凝土粗骨料粒径且大于泥浆粒径，保证泥浆出口只允许泥浆透过而不能透过混凝土粗骨料；

所述重力滑块7设置在受料筒9内腔中并可自由上下活动，在受料筒9上端设置霍尔磁性开关4；使用时，将受料筒9预先下放到设计标高处，当混凝土灌注高度超出设计标高一定高度后，混凝土压入受料筒内推动重力滑块移动、泥浆从受料筒侧壁的限位槽6排出，而混凝土粗骨料在压力作用下继续上升，进而推动重力滑块向上运动，当重力滑块上设置的永久磁体5作用于固定在受料筒上部的霍尔磁力开关4接通形成闭合回路，最终引起声光报警器1发出警报。

[0020]也可以将霍尔磁性开关4与无线信号发射器3相连接，当永久磁体使霍尔磁性开关接通形成闭合回路，无线信号发射器向声光报警器发出信号，最终引起声光报警器发出警报。

[0021]进一步地，所述重力滑块轴线方向呈180度设置两个限位销8，限位销直径4mm，长度5mm。

[0022]进一步地，所述限位销8活动在同时作为限位槽6的泥浆排除槽中，可在受料筒9内壁上下自由滑动。

[0023]该预警装置的工作方法，包括：

（1）根据传导杆读数，将装置下放至设计桩顶标高处；（2）当混凝土灌注量超过设计桩顶标高一定高度后，在压差作用下，混凝土推动重力滑块移动、泥浆从受料筒侧壁的泥浆槽排出，而混凝土粗骨料在压力作用下继续上升，进而推动重力滑块向上运动，当永久磁体与固定在受料筒上部的霍尔磁性开关接通形成闭合回路，最终引起声光报警器发出警报。经现场反复试验验证，该方法可准确判断泥浆与混凝土分界面，有效减少混凝土超灌量。[0024]（3）当探测杆拔出时，一旦离开混凝土重新进入泥浆当中，这时重力滑块会下落，霍尔磁性开关断开，声光报警器停止发出警报，所以该装置可反复监测混凝土关注高度。[0025]所述声光报警器1，采用普通的便携式微型声光报警器；

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

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说　明　书　附　图

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图1

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图2