【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及探孔器，具體為一種砂卵石地層成孔探孔器及探孔方法。
技術介紹
1、砂卵石地層為一種典型的不穩定地層，其結構松散、孔隙度大、滲透性強、黏聚力小。在砂卵石地層的灌注樁施工中，常用成本低廉的粘土護壁成孔技術用以形成泥皮對孔壁進行支撐，但其對地質狀況要求較高，易出現鉆孔坍孔、孔深偏斜、卡鉆等問題，若孔壁坍塌清孔不徹底將造成沉渣過厚，嚴重影響樁身質量，其后續處理非常困難，直接經濟損失和間接的工期損失巨大。
2、因此在灌注樁的施工中，成孔質量的好壞直接影響到混凝土澆筑后的成樁質量，工程中常采用探孔器對灌注樁成孔的孔徑與垂直度進行檢測。傳統的探孔器采用鋼筋焊接形成籠狀結構，由柱體和柱體兩端的錐形端頭組成，通過探孔器對灌注樁孔的孔徑和垂直度檢測，若能順利從孔口放入孔底，則成孔滿足要求，反之，則成孔不滿足要求。
3、傳統探孔器雖然能夠直接判斷出成孔是否滿足施工要求，但是仍存在以下不足：1)探孔器的直徑無法調整，不能滿足任意直徑的成孔檢測；2)無法定量表征孔徑及垂直度，導致成孔后期處理不能精準有效的對樁孔進行快速、高效治理；3)自重較大，檢測操作需機械配合，人工機械成本較高，施工效率低下，不便轉場；4)功能不足，無法對孔底的沉渣厚度進行同步檢測，相關檢測需采用其他手段。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提出一種砂卵石地層成孔探孔器及探孔方法，加強探孔器的結構靈活性及功能特性，能滿足不同孔徑成孔的檢測需求，在探孔過程中還能夠定量檢測，一次探孔即可完成多種檢測作
2、本專利技術采用的技術方案是：一種砂卵石地層成孔探孔器，包括桿狀的探孔器內芯管；
3、沿著所述探孔器內芯管周向布置有不少于兩個的支撐件，支撐件環繞探孔器內芯管排布組成圓形的外支撐筒；
4、探孔器內芯管和支撐件之間通過能帶動支撐件沿探孔器內芯管徑向移動、以調節所述外支撐筒直徑的調節機構連接；
5、沿著所述探孔器內芯管周向等角度布置有四個測距儀，測距儀沿著所述探孔器內芯管的徑向測距；
6、在所述探孔器內芯管下端固定有成像探頭和豎向的沉渣探針。
7、作為優選方案，支撐件為弧形板，弧形板的母線沿著所述探孔器內芯管的軸向。
8、作為優選方案，調節機構包括拉桿滑座、鉸接桿件、支撐彈簧和彈簧控制結構；
9、拉桿滑座不少于三個，且均套在所述探孔器內芯管的中部外側，相鄰的拉桿滑座之間通過鉸接桿件進行連接，每個拉桿滑座軸向兩側設有套在探孔器內芯管上的支撐彈簧，探孔器內芯管的兩端設有擠壓并限制所述支撐彈簧的彈簧控制結構；
10、其中，每個鉸接桿件包括相鄰端鉸接且形成夾角的第一拉桿和第二拉桿，第一拉桿和第二拉桿的相鄰端與對應的支撐件轉動連接，第一拉桿和第二拉桿各自的另外一端分別與相鄰的兩個拉桿滑座鉸接。
11、作為優選方案，所述拉桿滑座包括彈簧卡位板、結構連接管、連接桿固定夾、拉桿連接桿；
12、結構連接管呈圓環狀，用于供所述探孔器內芯管穿過，結構連接管軸向的兩端均固定有與支撐彈簧端部抵接的彈簧卡位板，結構連接管上固定有連接桿固定夾，連接桿固定夾端部通過拉桿連接桿與第一拉桿/第二拉桿的對應端轉動鉸接。
13、作為優選方案，所述結構連接管中部開設有通槽，通槽內設有與所述探孔器內芯管外壁滾動接觸的調節滑動滾珠，調節滑動滾珠沿其徑向設置滾珠固定連通孔，滾珠固定連通孔內穿設固定滾珠軸，固定滾珠軸的兩端與結構連接管固定相連。
14、作為優選方案，彈簧控制結構包括外管、卡位螺母、卡位螺栓和卡位板；
15、所述外管的其中一端固定有環形的卡位板，外管的預留孔內固定有卡位螺母，探孔器內芯管穿過外管后，被與卡位螺母螺紋配合的卡位螺栓擠壓鎖緊。
16、作為優選方案，探孔器內芯管下端側壁的預留孔內固定有探頭卡位螺母，成像探頭插入探孔器內芯管內腔下端后，被與探頭卡位螺母螺紋配合的探頭卡位螺栓鎖緊。
17、作為優選方案，沉渣探針處在所述探孔器內芯管下端偏離其中心線的位置。
18、一種砂卵石地層成孔的探孔方法，所述方法采用砂卵石地層成孔探孔器進行探孔，包括以下步驟：
19、s1、根據成孔直徑，調節探孔器所述外支撐筒的直徑；
20、s2、將探孔器中心與成孔中心對應后，豎向下放探孔器；
21、s3、探孔器下放過程中，通過四個測距儀測量成孔的孔徑及孔壁的垂直度偏差，以判斷是否滿足施工要求；
22、孔徑d的計算公式為：
23、
24、其中：r1、r2和r1′、r2′分別為深度h處相互垂直的兩個方向上由對應測距儀得出的距離數據，l0為測距儀尾端到探孔器內芯管中心線的距離，d0為測距儀的長度；
25、孔壁垂直度偏差δ的計算公式為：
26、
27、測量不同深度處的δ值，選取最大值作為有效值，判斷有效值是否≤1％；
28、探孔器下放過程中，成像探頭對孔壁塌孔進行檢測；
29、s4、探孔器下放至成孔的孔底時，帶刻度的沉渣探針插入至沉渣層底部，通過成像探頭讀取沉渣探針的插入刻度值。
30、作為優選方案，在s4中，平移或旋轉探孔器，調節沉渣探針的位置后插入沉渣層的其他位置，重復插入沉渣層的不同位置并得到對應位置的測量深度z1、z2、z3、z4……，測量深度的平均值z即為沉渣厚度有效值。
31、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
32、1、在探孔器內芯管外圍環繞支撐件，由支撐件構成可調直徑的圓形外支撐筒，能滿足不同孔徑成孔的檢測需求，具有結構更換及維修方便、成本低廉的特點。
33、2、本專利技術通過探孔器結構能夠對灌注樁鉆孔的孔徑、垂直度、沉渣厚度等關鍵數據同步進行測量，能夠適用于各種孔徑工況，改善了傳統探孔器結構笨重、不易人工操作的缺點，結構具有適用性強、操作簡單、安拆方便、經濟節約、能夠重復利用的特點。
34、3、本專利技術結合鉆孔成像技術及沉渣探針結構，通過探針多次插入渣層不同位置，直觀的測量渣層厚度，較傳統的測錐與測盤的方法更具精準性，避免了渣層厚度不均導致的數據誤差，該方法簡單易行、結構簡單，能夠精準、高效的獲得數據。
35、4、探孔器集多種功能于一身，在探孔檢測過程，下降一次探孔器即可完成多種檢測作業，不需要換用其他的檢測手段，人工和機械成本都得到降低，施工效率提高，尤其適合在砂卵石地層的施工環境進行使用。
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1.一種砂卵石地層成孔探孔器，其特征在于：包括桿狀的探孔器內芯管(1)；
2.根據權利要求1所述的一種砂卵石地層成孔探孔器，其特征在于：支撐件(2)為弧形板，弧形板的母線沿著所述探孔器內芯管(1)的軸向。
3.根據權利要求1所述的一種砂卵石地層成孔探孔器，其特征在于：調節機構包括拉桿滑座(6)、鉸接桿件(7)、支撐彈簧(8)和彈簧控制結構(9)；
4.根據權利要求3所述的一種砂卵石地層成孔探孔器，其特征在于：所述拉桿滑座(6)包括彈簧卡位板(601)、結構連接管(602)、連接桿固定夾(603)、拉桿連接桿(604)；
5.根據權利要求4所述的一種砂卵石地層成孔探孔器，其特征在于：所述結構連接管(602)中部開設有通槽，通槽內設有與所述探孔器內芯管(1)外壁滾動接觸的調節滑動滾珠(605)，調節滑動滾珠(605)內沿其徑向設置滾珠固定連通孔(606)，滾珠固定連通孔(606)內穿設固定滾珠軸(607)，固定滾珠軸(607)的兩端與結構連接管(602)固定相連。
6.根據權利要求3所述的一種砂卵石地層成孔探孔器，其特征在于
7.根據權利要求1所述的一種砂卵石地層成孔探孔器，其特征在于：探孔器內芯管(1)下端側壁的預留孔內固定有探頭卡位螺母(101)，成像探頭(4)插入探孔器內芯管(1)內腔下端后，被與探頭卡位螺母(101)螺紋配合的探頭卡位螺栓(102)鎖緊。
8.根據權利要求1所述的一種砂卵石地層成孔探孔器，其特征在于：沉渣探針(5)處在所述探孔器內芯管(1)下端偏離其中心線的位置。
9.一種砂卵石地層成孔的探孔方法，其特征在于：所述方法采用權利要求1-8任一項所述的一種砂卵石地層成孔探孔器進行探孔，包括以下步驟：
10.根據權利要求9所述的一種砂卵石地層成孔的探孔方法，其特征在于：在S4中，平移或旋轉探孔器，調節沉渣探針的位置后插入沉渣層的其他位置，重復插入沉渣層的不同位置并得到對應位置的測量深度z1、z2、z3、z4……，測量深度的平均值z即為沉渣厚度有效值。
...【技術特征摘要】
1.一種砂卵石地層成孔探孔器，其特征在于：包括桿狀的探孔器內芯管(1)；
2.根據權利要求1所述的一種砂卵石地層成孔探孔器，其特征在于：支撐件(2)為弧形板，弧形板的母線沿著所述探孔器內芯管(1)的軸向。
3.根據權利要求1所述的一種砂卵石地層成孔探孔器，其特征在于：調節機構包括拉桿滑座(6)、鉸接桿件(7)、支撐彈簧(8)和彈簧控制結構(9)；
4.根據權利要求3所述的一種砂卵石地層成孔探孔器，其特征在于：所述拉桿滑座(6)包括彈簧卡位板(601)、結構連接管(602)、連接桿固定夾(603)、拉桿連接桿(604)；
5.根據權利要求4所述的一種砂卵石地層成孔探孔器，其特征在于：所述結構連接管(602)中部開設有通槽，通槽內設有與所述探孔器內芯管(1)外壁滾動接觸的調節滑動滾珠(605)，調節滑動滾珠(605)內沿其徑向設置滾珠固定連通孔(606)，滾珠固定連通孔(606)內穿設固定滾珠軸(607)，固定滾珠軸(607)的兩端與結構連接管(602)固定相連。
6.根據權利要求...
【專利技術屬性】
技術研發人員：焦雷，閆鵬洋，劉中欣，李文兵，李建旺，祁文睿，張慶軍，孫丹丹，辛松鶴，杜寧，程霖，李倉，潘恒宇，劉汝輝，
申請(專利權)人：中鐵十五局集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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