本發明一種用于灌注樁的能自動檢測混凝土超灌的裝置及其方法，屬于建筑領域樁基工程技術領域。

背景技術：

在樁基工程中，灌注樁成孔難免有塌孔等各種因素導致孔徑的變化，因此無法通過灌注混凝土的體積，準確計算其是否到達預定標高體積部位。在常規施工中，工人利用測繩掛1kg測錘，撞擊碎石利用手感推算出混凝土灌注標高，但由于混凝土頂面以已經存在較厚的泥漿，商品混凝土碎石粒徑較以前明顯減小，靠手感測量并確定混凝土是否灌注到預定標高的難度比以前明顯增大，且混凝土樁頂埋深越深，空孔越長，其量測誤差也越大，控制不好就超灌2m～5m以上?；娱_挖后，坑內樁身柱高低不一，呈“石林”狀，由超灌引起的混凝土浪費數額相當驚人，損失巨大。在過去，粗放且快速發展的基本建設對這些浪費往往視而不見，但是現在隨著競爭的激烈和環境保護的要求，該問題日益得到了重視，也迫切需要解決。

技術實現要素：

本發明克服了現有技術存在的不足，提供了一種用于灌注樁的能自動檢測混凝土超灌的裝置及其方法，解決了工程領域中的超灌問題，能有效控制樁體的灌注標高問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種用于灌注樁的能自動檢測混凝土超灌的裝置，包括圓柱篩筒、上機械密封箱、下機械密封箱、電阻抗探測陽極頭和電阻抗探測陰極頭，所述上機械密封箱和下機械密封箱分別固定設置在圓柱篩筒的上、下端，所述上機械密封箱的兩側均設置有支撐桿，所述支撐桿的下端固定設置在圓柱篩筒的上端，兩個所述支撐桿的下部分別設置有電阻抗探測陽極頭和電阻抗探測陰極頭，所述上機械密封箱和下機械密封箱內部均設置有驅動裝置，兩個所述驅動裝置均對應通過驅動桿與位于圓柱篩筒內部的上壓板和下壓板連接，通過驅動裝置驅動上壓板和下壓板在圓柱篩筒內相向和相背運動；

所述驅動裝置的結構為：包括步進電機、滾珠絲桿、扭矩限制器、滑塊和激光位移傳感器，所述步進電機和激光位移傳感器均固定設置在上、下機械密封箱、內的底側，所述步進電機的輸出端通過扭矩限制器連接有滾珠絲桿，所述滑塊套裝在滾珠絲桿，所述滑塊用于反射激光位移傳感器發射的激光，所述驅動桿與滑塊連接，并與滑塊同步運動。

所述支撐桿為鋼管，用于穿插電阻抗探測陽極頭和電阻抗探測陰極頭的信號線，兩個所述支撐桿的頂部插裝有u型管，所述u型管的兩端分別對應插入支撐桿內，所述u型管的橫管中部豎直設置有豎管，用于引導電阻抗探測陽極頭和電阻抗探測陰極頭的信號線。

所述步進電機和圓柱篩筒之間設置有導向桿，所述導向桿貫穿滑塊設置，用于給滑塊導向。

本發明一種用于灌注樁的能自動檢測混凝土超灌的裝置的方法，提前設定扭矩限制器的阻力值、激光位移傳感器位移對應的圓柱篩筒碎石體積率以及電阻抗探測陽極頭和電阻抗探測陰極頭位于混凝土內的電阻值，然后按下述步驟實施，第一步：根據工程需要，選擇所需長度的支撐桿或幾節支撐桿拼接，并與u型管組裝，并通過支撐桿將整個裝置放在灌注樁設計標高；

第二步：通過空心的支撐桿和u型管，將數據線、電線與地面上的數控設備連接；

第三步：控制上壓板和下壓板移動至初始位置，即與圓柱篩筒的上下固定板相貼合；

第四步：開始進行灌注樁的澆筑施工，當浮漿或浮漿混凝土混合介質接觸電阻抗探測陽極頭、電阻抗探測陰極頭時，上、下機械密封箱、的驅動裝置均不工作；直至混凝土介質完全包裹電阻抗探測陽極頭、電阻抗探測陰極頭時，機械裝置開始工作，上壓板與下壓板相向而行，同時激光位移傳感器根據滑塊的位移情況將獲得的數據傳輸至數控設備；

第五步：達到設定阻力值后，扭矩限制器工作，上壓板與下壓板停止運動，分析激光位移傳感器傳輸的位移，達到碎石體積率的設定值后，即可停止灌注樁澆筑施工；

第六步：測量結束后，結合提前設定的碎石體積率和電阻值，最終確定混凝土灌注已達到指定標高。

本發明與現有技術相比具有以下有益效果。

1、本發明安裝電阻抗陰極端、電阻抗陽極端，實現了設備在灌注樁內測量接觸介質的電阻抗數值，為機械傳動裝置提供工作信號，機電一體化，實現了自動化控制。

2、本發明中采用上下兩個獨立的機械密封箱，便于拆卸，檢修或更換，在三通連接扣的出口設置外螺紋，可以根據需要，續接實際需要的鋼管長度，使得裝置不與笨重的鋼管相連接，使用攜帶方便，適用范圍廣。

3、本發明步進電機安裝扭矩限制器，當壓板超過設定阻力值，步進電機僅帶動扭矩限制器旋轉，不帶動滾珠絲桿轉動，從而實現空轉，確保壓板停止運動，也保護電機的安全，可靠，造價低。

4、本發明的運動小車帶有擋板，通過激光位移傳感器測出位移，不需要步進電機的轉動參數計算位移，也避免了電機空轉下計算出無效位移，精度高，數據可靠。

附圖說明

下面結合附圖對本發明做進一步的說明。

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明的剖視圖。

圖中：1為圓柱篩筒、2為上機械密封箱、3為下機械密封箱、4為電阻抗探測陽極頭、5為電阻抗探測陰極頭、6為支撐桿、7為驅動裝置、71為步進電機、72為滾珠絲桿、73為扭矩限制器、74為滑塊、75為激光位移傳感器、8為驅動桿、9為上壓板、10為下壓板、11為u型管、12為導向桿。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，本發明一種用于灌注樁的能自動檢測混凝土超灌的裝置，包括圓柱篩筒1、上機械密封箱2、下機械密封箱3、電阻抗探測陽極頭4和電阻抗探測陰極頭5，所述上機械密封箱2和下機械密封箱3分別固定設置在圓柱篩筒1的上、下端，所述上機械密封箱2的兩側均設置有支撐桿6，所述支撐桿6的下端固定設置在圓柱篩筒1的上端，兩個所述支撐桿6的下部分別設置有電阻抗探測陽極頭4和電阻抗探測陰極頭5，所述上機械密封箱2和下機械密封箱3內部均設置有驅動裝置7，兩個所述驅動裝置7均對應通過驅動桿8與位于圓柱篩筒1內部的上壓板9和下壓板10連接，通過驅動裝置7驅動上壓板9和下壓板10在圓柱篩筒1內相向和相背運動；

所述驅動裝置7的結構為：包括步進電機71、滾珠絲桿72、扭矩限制器73、滑塊74和激光位移傳感器75，所述步進電機71和激光位移傳感器75均固定設置在上、下機械密封箱2、3內的底側，所述步進電機71的輸出端通過扭矩限制器73連接有滾珠絲桿72，所述滑塊74套裝在滾珠絲桿72，所述滑塊74用于反射激光位移傳感器75發射的激光，所述驅動桿8與滑塊74連接，并與滑塊74同步運動。

所述支撐桿6為鋼管，用于穿插電阻抗探測陽極頭4和電阻抗探測陰極頭5的信號線，兩個所述支撐桿6的頂部插裝有u型管11，所述u型管11的兩端分別對應插入支撐桿6內，所述u型管11的橫管中部豎直設置有豎管，用于引導電阻抗探測陽極頭4和電阻抗探測陰極頭5的信號線。

所述步進電機71和圓柱篩筒1之間設置有導向桿12，所述導向桿12貫穿滑塊74設置，用于給滑塊74導向。

本發明一種用于灌注樁的能自動檢測混凝土超灌的裝置的方法，提前設定扭矩限制器73的阻力值、激光位移傳感器75位移對應的圓柱篩筒1碎石體積率以及電阻抗探測陽極頭4和電阻抗探測陰極頭5位于混凝土內的電阻值，然后按下述步驟實施，第一步：根據工程需要，選擇所需長度的支撐桿6或幾節支撐桿6拼接，并與u型管11組裝，并通過支撐桿6將整個裝置放在灌注樁設計標高；

第二步：通過空心的支撐桿6和u型管11，將數據線、電線與地面上的數控設備連接；

第三步：控制上壓板9和下壓板10移動至初始位置，即與圓柱篩筒1的上下固定板相貼合；

第四步：開始進行灌注樁的澆筑施工，當浮漿或浮漿混凝土混合介質接觸電阻抗探測陽極頭4、電阻抗探測陰極頭5時，上、下機械密封箱2、3的驅動裝置7均不工作；直至混凝土介質完全包裹電阻抗探測陽極頭4、電阻抗探測陰極頭5時，機械裝置7開始工作，上壓板9與下壓板10相向而行，同時激光位移傳感器75根據滑塊74的位移情況將獲得的數據傳輸至數控設備；

第五步：達到設定阻力值后，扭矩限制器73工作，上壓板9與下壓板10停止運動，分析激光位移傳感器75傳輸的位移，達到碎石體積率的設定值后，即可停止灌注樁澆筑施工；

第六步：測量結束后，結合提前設定的碎石體積率和電阻值，最終確定混凝土灌注已達到指定標高。

上面結合附圖對本發明的實施例作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。