一种钻孔垂直度检测方法及桩身垂直度检测方法

摘要

本发明涉及工程质量检测的技术领域，公开了一种钻孔垂直度检测方法，采用一种钻孔及桩身垂直度测量装置，包括圆形环体、绳线及标记物，所述绳线一端连接于圆形环体的中心，所述标记物可移动地设于所述绳线上；所述检测方法包括以下步骤：对桩身进行钻孔取芯后，朝所述钻孔内注满水；将所述圆形环体放入所述钻孔，下放所述绳线并使所述标记物露出水面；一旦所述圆形环体贴近所述钻孔孔壁，则停止下放所述绳线；测量所述标记物与所述钻孔的中心的距离S，测量水面以下所述绳线的长度L，则所述钻孔的倾斜角：α＝arc tan(S/L)。通过下放圆形环体至钻孔，直至圆形环体贴近钻孔的孔壁，推算出钻孔的倾斜角，结构简单，测量方便。

说明书

技术领域

本发明专利涉及工程质量检测的技术领域，具体而言，涉及一种钻孔垂直度检测方法及桩身垂直度检测方法。

背景技术

在工程建设中应控制好桩的垂直度，桩身太倾斜的话，存在容易倾倒的风险。技术标准通常要求垂直度偏差、即桩的倾斜率(水平偏差量与桩长之比)不得超过0.5％～1.0％，在地面上的桩身的垂直度较易测量，但是有的桩身是埋置在地底下的。因埋置在地层中的桩身的垂直度难以测量，故实际垂直度通常不知道，也就不知道其偏差是否满足技术标准要求。另外，成桩后通常要钻孔对桩质量进行检测，长桩中钻孔偏出桩身的概率很大，桩身越长，钻孔从桩身偏出的机率越大、越难钻到底，出现这种情况时，很难判断是桩打偏了、孔钻偏了还是两者都有，往往会引起纠纷。

现有技术中缺乏对钻孔垂直度或者埋设在地底下的桩身垂直度进行有效检测的简便方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻孔垂直度检测方法及桩身垂直度检测方法，旨在解决现有技术中难以对钻孔垂直度或者对埋设在地底下的桩身垂直度进行有效检测的问题。

本发明是这样实现的，一种钻孔垂直度检测方法，所述检测方法采用了一种钻孔及桩身垂直度测量装置，所述测量装置包括圆形环体、绳线及标记物，所述绳线一端连接于圆形环体的中心，所述标记物可移动地设于所述绳线上；所述检测方法包括以下步骤：

(1)对桩身进行钻孔取芯后，朝所述钻孔内注满水；

(2)将所述圆形环体放入所述钻孔，下放所述绳线时随时调整所述标记物位置，使所述标记物露出水面；一旦所述圆形环体贴近所述钻孔的孔壁，则停止下放所述绳线；

(3)测量所述标记物与所述钻孔的中心的距离S，测量水面以下所述绳线的长度L，则所述钻孔的倾斜角：α＝arc tan(S/L)。

进一步的，所述测量装置还包括十字架，在步骤(2)后，将所述十字架放在所述钻孔的孔口上，使得所述十字架中心与所述钻孔的中心重合。

进一步的，围绕所述十字架中心旋转所述十字架，使得所述标记物与所述十字架的一条边贴合。

进一步的，采用罗盘测量所述标记物的方位角。

进一步的，所述十字架上具有刻度线，用于测读所述标记物与所述十字架中心的距离。

进一步的，所述绳线上具有刻度线，用于测读水面以下所述绳线的长度。

进一步的，在步骤(1)至(3)中，若所述钻孔内水不满，则往所述钻孔内补充水。

一种桩身垂直度检测方法，采用了如权利要求1-7任意一项所述的一种钻孔垂直度检测方法，测得所述钻孔的倾斜角α；

若所述钻孔顺利钻至桩身底部，则所述桩身的垂直度偏差已满足技术标准要求，不需要测量；

若所述钻孔从所述桩身的侧壁偏出，则按以下步骤进行检测：

若所述钻孔的倾斜率大于技术标准允许范围，则重新钻孔检测，保证钻孔垂直度；

若所述钻孔的倾斜率不大于技术标准允许范围，则测量桩身的半径r；测量所述钻孔在所述桩身内的长度h；

当所述钻孔的倾斜方向与所述桩身的倾斜方向相同时，所述桩身的倾斜角为：θ＝arc tan(r/h)+arc tan(S/L)；

当所述钻孔的倾斜方向与所述桩身的倾斜方向相反时，所述桩身的倾斜角为：θ＝arc tan(r/h)-arc tan(S/L)。

进一步的，所述钻孔的倾斜率的技术标准允许范围是：tanα≤1％。

进一步的，若所述钻孔从所述桩身的侧壁偏出，且所述钻孔的倾斜率不大于技术标准允许范围，则补打一个钻孔以进一步查明桩身倾斜率。

与现有技术相比，本发明提供的检测方法采用了一种钻孔及桩身垂直度测量装置对钻孔的倾斜率进行检测，在钻孔内注满水，可容易且准确地将绳线上的标记物标记在钻孔的钻口位置；通过下放圆形环体至钻孔，直至圆形环体贴近钻孔的孔壁，可以确定绳线与钻孔中心的偏离距离及偏离方向，可以测得水面以下绳线的长度，从而推算出钻孔的倾斜角，结构简单，测量方便。

附图说明

图1是本发明提供的一种钻孔垂直度检测的示意图；

图2是本发明提供的一种钻孔垂直度检测及钻孔偏斜方向检测的示意图；

图3是本发明提供的一种钻孔及桩身垂直度测量装置的立体示意图；

图4是本发明提供的一种钻孔及桩身垂直度测量装置的连接头的立体示意图；

图5是本发明提供的一种桩身垂直度检测过程中钻孔钻至桩底的剖面示意图；

图6是本发明提供的一种桩身垂直度检测过程中钻孔的倾斜率过大而桩身竖直的剖面示意图；

图7是本发明提供的一种桩身垂直度检测过程中钻孔竖直而而桩身倾斜率过大的剖面示意图；

图8是本发明提供的一种桩身垂直度检测过程中钻孔及桩身都倾斜的剖面示意图。

附图标记说明：

桩身1，钻孔2，测量装置3；

圆形环体10，绳线20，标记物30，十字丝40，连接头50，水平管件51，水平管件51a，竖直管件52，十字架60。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1-8所示，为本发明提供的较佳实施例。

一种钻孔垂直度检测方法，采用了一种钻孔及桩身垂直度测量装置3，测量装置3包括圆形环体10、绳线20及标记物30，绳线20一端连接于圆形环体10的中心，标记物30可移动地设于绳线20上；钻孔垂直度检测方法包括以下步骤：

(1)对桩身1进行钻孔取芯后，朝钻孔2内注满水，如果水不满，则往钻孔2内补充水；

(2)将测量装置3的圆形环体10放入钻孔2，下放绳线20时随时调整标记物30位置，使标记物30露出水面；一旦圆形环体10贴近钻孔2的孔壁，则停止下放所述绳线20；

(3)测量标记物30与钻孔2的中心的距离S，测量水面以下绳线20的长度L，则钻孔2的倾斜角：α＝arc tan(S/L)。

本实施例提供的检测方法采用了一种钻孔及桩身垂直度测量装置3对钻孔2的倾斜率进行检测，在钻孔2内注满水，可容易且准确地将绳线20上的标记物30标记在钻孔2的钻口位置；通过下放圆形环体10至钻孔2，直至圆形环体10贴近钻孔2的孔壁，可以确定绳线20与钻孔2中心的偏离距离及偏离方向，可以测得水面以下绳线20的长度，从而推算出钻孔2的倾斜角，结构简单，测量方便。

参见图3-4，本实施例中所采用的一种钻孔及桩身垂直度测量装置3，包括：

圆形环体10，圆形环体10的中心轴线上设置有连接头；圆形环体10的外径比钻孔2的直径略小，一般可以小3-10mm；钻孔2的直径约10cm。

绳线20，绳线20的底端连接在连接头上；

及标记物30，标记物30可移动地设置在绳线20上。

在本实施例中，采用圆形环体的结构使其在下放过程中比较顺畅，圆形环体10不易卡在钻孔2中，可下放的深度较大，从而提高钻孔倾斜率的测量精度。通过绳线20悬挂在圆形环体10的中心轴线上的连接头，保证绳线20在测量时处于圆形环体10的中心轴线，同时使得圆形环体10处于水平面上，使得绳线20与圆形环体10的外表面之间的径向距离都是圆形环体10外径的一半；通过设置在绳线20上的可移动的标记物30，可以方便地确定测量装置3伸入到环体的深度及方位，以便测量出钻孔2的倾斜程度及方位，进一步可推测出桩身1的偏斜程度及方位，从而实现对桩身1垂直度的测量。

圆形环体10可由钢棒、钢筋等材料弯曲制成，钢棒直径10～30mm；也可用金属材料铸造而成。在圆形环体10上安装有两根互相垂直的钢丝形成十字丝40，十字丝40的中心在圆形环体10的中心轴线上，钢丝直径0.5～2.0mm。绳线20可以是鱼线，把绳线20的一端固定在十字丝40的中心，在绳线20的另一端安装标记物30，标记物30可以是浮漂，浮漂穿设在绳线20上。互相垂直布置在圆形环体10上的钢丝，可以较为简单地确定圆形环体10的中心，同时使得圆形环体10不容易产生侧翻。当不施加外力时，浮漂会停留在绳线20上保持不动；当施加外力时，浮漂可在绳线20上移动。下放一定长度绳线20的同时，将浮漂同时在绳线20上移动一定长度，从而可测量到圆形环体10伸入到钻孔2中的深度。本实施例的提供的一种钻孔及桩身垂直度测量装置3，结构简单，方便大量生产制作，取材简单，测量方便。

测量装置3可包括一连接头50，连接头50包括两根互相垂直布置的水平管件和一根竖直布置的竖直管件，竖直管件位于两根水平管件的垂直交汇处。水平管件的管内径略大于钢丝的直径，竖直管件的管内径略大于绳线20的直径。

在安装时，两根互相垂直的钢丝分别穿设于两根互相垂直的水平管件51和51a，这样两根互相垂直的钢丝不容易跑偏，更容易确定并保持圆形环体10的中心。绳线20穿过竖直管件52后固定连接在连接头50上，竖直管件52的管内壁限制了绳线20发生翻转，从而保证在测量过程中，圆形环体10不容易发生翻转，绳线20可保持在圆形环体10的中心轴线上，以保证测量装置3的测量精度。

测量装置3的标记物30可移动地设置在绳线20上。在标记物30上可设置有扣合部，扣合部可通过弹簧进行弹性扣合。当扣合部打开时，标记物30可在绳线20上自由移动；当扣合部关闭时，标记物30锁紧在绳线20上。通过具有弹性扣合部的标记物30的打开或扣合，可方便地实现标记物30在绳线20上移动或锁紧，避免绳线20及标记物30发生磨损或磨损过快。

测量装置3的另一实施例中，一种钻孔及桩身垂直度测量装置3，包括：

圆形环体10，圆形环体10的中心轴线上设置有连接头；圆形环体10的外径比钻孔2的直径略小，一般可以小3-10mm；

绳线20，绳线20的底端连接在连接头上；

及标记物30，标记物30可移动地设置在绳线20上；

圆形环体10包括有多个连接件，多个连接件的一端均匀地布置在圆形环体10上，多个连接件的另一端交汇于圆形环体10的中心轴线。

圆形环体10的多个连接件可以是刚性的等长辐条，等长辐条的一端均匀地布置在圆形环体10的内侧圆周上，另一端交汇于圆形环体10的中心，等长辐条与圆形环体10可以是一体成形的，绳线20连接在圆形环体10的中心。绳线20可始终保持在圆形环体10的中心，始终不会跑偏。

或者，圆形环体10的多个连接件可以是三根以上等长的钢丝，例如可在圆形环体10的圆周上均匀布置四根等长的钢丝，钢丝的长度大于圆形环体10的半径，钢丝的顶端与绳线20的底端连接。由于均匀布置的钢丝是等长的，所以钢丝顶端与绳线20底端的连接处位于圆形环体10的中心轴线上。多根等长钢丝的均匀布置，一方面较易确定圆形环体10的中心轴线，另一方面提供给圆形环体10较好的稳定性，不易发生翻转。

在等长钢丝的顶端与绳线20的连接处可设置一连接头，多根等长钢丝的顶端均连接在连接头下方，在连接头上方设置有一段竖直管件，绳线20穿过竖直管件连接在连接头上，从而使得测量装置3不易反生翻转，保证其测量的准确度。

通过绳线20悬挂在圆形环体10的中心轴线上的连接头，保证绳线20在测量时处于圆形环体10的中心轴线，同时使得圆形环体10处于水平面上，使得绳线20与圆形环体10的外表面之间的径向距离都是圆形环体10外径的一半；通过设置在绳线20上的可移动的标记物30，可以方便地确定测量装置3伸入到环体的深度及方位，以便测量出钻孔2的倾斜程度及方位，进一步可推测出桩身1的偏斜程度及方位，从而实现对桩身1垂直度的测量。

在本发明的实施例中，绳线20上可设置有刻度线，有利于测读长度，方便地测读出圆形环体10伸入到钻孔2中的深度。

测量装置3还包括十字架60，十字架60包括互相垂直的两条杆，两条杆的中点重合形成十字架60的中心。十字架60杆的长度不小于钻孔2的直径，这样十字架60可以安置在钻孔2的表面，十字架60的中心与钻孔2的中心重合，方便配合指南针、罗盘等确认绳线20偏离钻孔2中心的方位，方便测量绳线20偏离钻孔2中心的距离。十字架60上具有刻度线，有利于测读绳线20偏离钻孔2中心的距离。

测量装置3还包括绳线20的卷线收纳装置，卷线收纳装置包括卷线滚筒和手摇把手，绳线20连接在卷线滚筒的卷线槽内，手摇把手和卷线滚筒传动连接。当手摇把手转动时，卷线滚筒随着转动或反向转动，同时绳线20被卷线收拢至卷线槽内或者从卷线槽内放出，这样使得绳线不容易缠绕在一起，收纳和使用都方便得多。

测量装置3的构造及机械构件简单，方便大量生产制作。在采用测量装置3测量钻孔垂直度时操作也比较方便，单人可完成。

在采用本实施例中的一种钻孔及桩身垂直度测量装置对钻孔垂直度进行检测过程中，在步骤(2)之后，将十字架60放在所述钻孔2的孔口上，使得十字架60中心与钻孔2的中心重合。这样可以确定钻孔2中心的位置，从而可以确定绳线20与钻孔2中心偏离的距离及偏离的方向，比较方便。

可以使用钢尺测量出绳线20与钻孔2中心偏离的距离，以及水面以下绳线20的长度(即圆形环体10贴近钻孔2的孔壁时，圆形环体10下降到钻孔2中的深度)。

在检测过程中，可围绕十字架60中心旋转十字架60，使得标记物30与十字架60的一条边贴合，使得测量绳线20与钻孔2中心的距离更为方便，也方便测量标记物30所在位置的方位角。

采用罗盘、指南针等来测量所述标记物30的方位角。罗盘、指南针等可清楚地指明东南西北的地理方位，以钻孔2中心为中心，可在钻孔2的孔口标明东南西北的方位。当十字架60的一条边贴近标记物30时，十字架60这条边的方位角就是标记物30的方位角，也代表钻孔2的倾斜方向。

在检测过程中，十字架60上具有刻度线，用于测读所述标记物30与所述十字架60中心的距离，使得测量更加方便快捷。

在检测过程中，绳线20上具有刻度线，用于测读水面以下所述绳线20的长度，使得测量更加方便快捷。

在检测过程中，在步骤(1)至(3)中，若所述钻孔2内水不满，则往所述钻孔2内补充水。使得标记物30始终处于水面上，同时也处于钻孔2的孔口位置，测量更方便，精确度更高。

在钻孔的过程中，要正确地控制压力并适量给水，当钻具超过一定重量时，还需考虑减压措施。

在钻孔的过程中，用力的大小和方向要得当，力求孔径均匀，不要忽大忽小，以免带入太多测量误差。

埋设在底面下的桩身可达几米、十几米甚至几十米，对桩身垂直度有一定的要求，如果桩身倾斜过大，则受桩身重力的影响，有发生倾倒、断裂、塌陷等风险。

参见图5-8，一种桩身垂直度检测方法，采用了以上实施例中的一种钻孔垂直度检测方法，测得钻孔2的倾斜角α及钻孔2的倾斜方向；

参见图5，若钻孔2顺利钻至桩身1底部，则工程中一般认为桩身1的垂直度偏差已满足技术标准要求，不需要测量；

若钻孔2从桩身1的侧壁偏出，钻孔2在桩身1内的长度小于桩身1的长度，桩身1的长度一般为已知或可测量得到，钻孔2在桩身1内的长度可测量得到。

这种情况有3种可能：①钻孔2倾斜率过大导致的偏出；②桩身1倾斜率过大导致的偏出；③钻孔2及桩身1均倾斜导致的偏出。

此时需要通过测量钻孔2垂直度偏差来判断是钻孔2倾斜过大的原因还是桩身1倾斜过大的原因。

则按以下步骤进行检测：

若钻孔2的倾斜率大于技术标准允许范围(钻孔2的倾斜率的技术标准允许范围一般为：0.5％-1％)，则重新钻孔2检测，保证钻孔2垂直度；技术标准通常要求垂直度偏差、即桩的倾斜率(水平偏差量与桩长之比)不得超过0.5％～1.0％。

若钻孔2的倾斜率不大于技术标准允许范围，则测量桩身1的半径r；测量钻孔2在桩身1内的长度h；

如果已知、可测得或可判断桩身1的倾斜方向，则

当钻孔2的倾斜方向与桩身1的倾斜方向相同时，桩身1的倾斜角为：θ＝arc tan(r/h)+arc tan(S/L)；

当钻孔2的倾斜方向与桩身1的倾斜方向相反时，桩身1的倾斜角为：θ＝arc tan(r/h)-arc tan(S/L)。

如果桩身1的倾斜方向未知，在这种情况下，再补打一个钻孔2，按相同办法来测量钻孔2的倾斜率、倾斜方向和桩身1的倾斜率，可以根据前后测得的不同倾斜方向的钻孔2的倾斜率及桩身1倾斜率来判断出桩身1的倾斜方向，从而进一步确定桩身1的倾斜率。例如，当前一次钻孔2的倾斜方向与桩身1的倾斜方向相同，后一次钻孔2的倾斜方向与桩身1的倾斜方向相反，那么就可以从前后两次推算出的桩身1倾斜率来分辨出桩身1的实际倾斜方向，提高桩身1垂直度的测量精度。

参见图7，如果钻孔2的倾斜角为0，即钻孔2是竖直的，那么说明桩身1的倾斜比较大使得钻孔2从桩身1侧壁偏出，桩身1的倾斜角为：θ＝arc tan(r/h)。

本实施例提供的检测方法采用了一种钻孔及桩身垂直度测量装置对钻孔2的倾斜率进行检测，在钻孔2内注满水，可容易且准确地将绳线20上的标记物30标记在钻孔2的钻口位置；通过下放圆形环体10至钻孔2，直至圆形环体10贴近钻孔2的孔壁，可以确定绳线20与钻孔2中心的偏离距离及偏离方向，可以测得水面以下绳线20的长度，从而推算出钻孔2的倾斜角；再根据钻孔2与桩身1的位置关系及钻孔2在桩身1内的长度来判断出桩身1的倾斜率，结构简单，测量方便。

在工程检测中，本身允许存在一定的误差，但要将检测误差控制在一定范围内，检测值应能反映被检测标的的主要情况，参考检测值可对被检测标的做一定程度的评估。应用本实施例中的检测方法所测量到的钻孔倾斜率及桩身倾斜率对工程质量检测具有很好的价值，可被广泛应用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。