本发明属于建筑行业技术领域，具体涉及一种桩基成孔形状及垂直度检测装置，进一步地本发明还提供一种桩基成孔形状及垂直度检测装置的检测方法。
背景技术：
由桩和连接桩顶的桩承台（简称承台）组成的深基础或由柱与桩基连接的单桩基础，简称桩基。若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。高层建筑中，桩基础应用广泛。
钻孔灌注桩是建设工程常用的基础类型，成孔后的孔垂直度（水平偏差/深度）及形状（设计为圆形，实际成孔后有偏差）直接影响桩基承载力。
在现有技术中一般只能对钻孔的深度进行测量，如一种钻井绞车测量钻探深度装置，申请号为201820599014.3，只能对钻孔的深度进行测量进行检测，难以对孔的垂直度及形状进行检测。
技术实现要素：
钻孔
本发明的目的在于提供一种桩基成孔形状及垂直度检测装置及其检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种桩基成孔形状及垂直度检测装置，包括导向架结构、吊杆机构、探测器、终端处理显示器，所述导向架结构设置在钻孔的上方，所述吊杆机构通过所述导向架结构固定，所述探测器安装在所述吊杆机构的底部，所述吊杆机构的顶部与底部分别安装有激光接收器和激光发射器；
所述吊杆机构通过圆管组装而成，且所述圆管上设有防水结构；
所述探测器包括安装柱，所述安装柱固定安装在所述吊杆机构的下方，所述安装柱的底部等角度安装有四个第一防水电伸缩杆，所述第一防水电伸缩杆的活塞杆的外端固定安装有测距传感器，所述探测器还包括平衡机构；
所述测距传感器、所述第一防水电伸缩杆、所述激光接收器和所述激光发射器均通过线缆与所述终端处理显示器电性连接。
通过采用上述技术方案，终端处理显示器自动记录几个方向的径向距离及探测器下沉深度；下沉过程中，终端处理显示器通过吊杆机构底部的激光发射器向上发射激光，吊杆机构的顶部有激光接收器，接收到激光即代表竖直，以检验吊杆竖直状态；为了保持探测器的水平，设有平衡块及移动轨道，第二防水电伸缩杆带动平衡块在终端处理显示器控制下实时前后移动以保持平台平衡、水平状态；检测结束后，终端处理显示器根据吊入深度及几个方向的径向距离变化拟合出桩孔的三维空间形状，并自动计算出桩基垂直度。
优选的，所述平衡机构包括四个第二防水电伸缩杆，四个所述第二防水电伸缩杆分别安装在所述第一防水电伸缩杆的上方，所述第二防水电伸缩杆的外端均固定安装有平衡块，所述第二防水电伸缩杆均通过线缆与所述终端处理显示器电性连接。
通过采用上述技术方案，第二防水电伸缩杆带动平衡块在终端处理显示器控制下实时前后移动以保持平台平衡、水平状态，有利于探测器保持平衡。
优选的，所述安装柱的外壁均等角度固定安装有矩形滑轨，所述平衡块底部均开设有与所述矩形滑轨配合插接的矩形滑槽；所述安装柱的底部外部通过连接杆固定安装有圆环，所述第一防水电伸缩杆的活塞杆搭在所述圆环的上方。
通过采用上述技术方案，平衡块顺着矩形滑轨滑动，有利于平衡块的平稳移动。
优选的，所述圆管的顶部与底部分别一体成型有第一圆板和第二圆板，所述第一圆板的上端面至少等距一体成型有两个环形螺纹板，所述第二圆板底部开设有与所述环形螺纹板一一对应的环形螺纹孔。
通过采用上述技术方案，通过多个环形螺纹板和多个环形螺纹孔配合连接，有利于圆管之间的密封性，提高了防水效果。
优选的，所述环形螺纹孔的顶部内壁均设有环形密封圈。
通过采用上述技术方案，通过环形密封圈的作用，进一步提高了圆管之间的密封性。
优选的，所述导向架结构包括支架，所述支架架设在钻孔的上方，所述支架的中部固定安装有导向管，所述吊杆机构穿过所述导向管的内部，所述支架的左右两侧均至少焊接有两个竖板，所述竖板的顶部横向开设有矩形孔，所述矩形孔的内部活动插接有横板，所述横板的内端均一体成型有弧形板，所述弧形板抵在所述第一圆板的下方。
通过采用上述技术方案，通过弧形板的搭载作用，有效的防止吊杆机构下落，方便添加圆管，当上面一个圆管安装完成后，向外抽拉弧形板，使得弧形板与圆管脱离，圆管自动下落，然后再将弧形板抵在第一圆板的下方，如此反复安装圆管，方便圆管的安装，应当说明的是，测距传感器、第一防水电伸缩杆和激光发射器的线缆均为预先穿在多个圆管的内部，最下面的圆管的底部为密封设置，线缆穿出最下面的圆管，接口处设有密封圈等其他密封结构。
优选的，所述横板的外端均焊接有手拉杆，所述手拉杆和所述竖板之间安装有弹簧。
通过采用上述技术方案，通过手拉杆方便抽拉横板，松开手拉杆时，在弹簧的弹力的作用下，弧形板会自动抵在第一圆板的下方。
优选的，所述弹簧的左右两端均一体成型有挂钩，所述手拉杆和所述竖板之间均安装有挂环，所述挂钩和所述挂环挂接。
通过采用上述技术方案，挂钩和挂环挂接，方便弹簧的安装。
优选的，所述挂钩的缺口设有弧形弹片，所述弧形弹片与所述挂钩固定连接，所述弧形弹片不固定连接。
通过采用上述技术方案，通过弧形弹片的限位作用，有效的防止挂钩和挂环之间发生脱离。
本发明还提供一种桩基成孔形状及垂直度检测装置的检测方法：
s1:先安装导向架结构，然后将吊杆机构穿过导向管，然后将探测器安装在吊杆机构的底部；
s2:进入孔内后由探测器周边对称布置的第一防水电伸缩杆前端的测距传感器探知孔壁位置并适时伸长和回缩，保持测距传感器与孔壁位置为1cm状态，不直接接触是避免刮到土壁探测器的摇晃；
s3:终端处理显示器自动记录几个方向的径向距离及探测器下沉深度；
s4：下沉过程中，终端处理显示器通过吊杆机构底部的激光发射器向上发射激光，吊杆机构的顶部有激光接收器，接收到激光即代表竖直，以检验吊杆竖直状态；
s5：为了保持探测器的水平，设有平衡块及移动轨道，第二防水电伸缩杆带动平衡块在终端处理显示器控制下实时前后移动以保持平台平衡、水平状态；
s6：在检测平台到达桩孔底部后，顺时针旋转45度，提升检测平台并测量径向距离变化及相应深度；
s7、根据检测装置平台下吊及提升两个阶段所测深度及径向距离变化，拟合出桩孔的三维空间形状，并自动计算出桩基垂直度。
本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种桩基成孔形状及垂直度检测装置，与现有技术相比，具有以下优点：
1.本方案，终端处理显示器根据吊入深度及几个方向的径向距离变化拟合出桩孔的三维空间形状，并自动计算出桩基垂直度，测量精度高；
2.进入孔内后由探测器周边对称布置的第一防水电伸缩杆前端的测距传感器探知孔壁位置并适时伸长和回缩，保持测距传感器与孔壁位置为1cm状态，不直接接触是避免刮到土壁探测器的摇晃，提高了测量精度；
3.下沉过程中，终端处理显示器通过吊杆机构底部的激光发射器向上发射激光，吊杆机构的顶部有激光接收器，接收到激光即代表竖直，以检验吊杆竖直状态，进一步提高了测量精度；
4.为了保持探测器的水平，设有平衡块及移动轨道，第二防水电伸缩杆带动平衡块在终端处理显示器控制下实时前后移动以保持平台平衡、水平状态，进一步提高了测量精度。
附图说明
图1为本发明使用状态时的主视切面图；
图2为图1中的a部放大图；
图3为本发明使用状态时的探测器俯视图；
图4为本发明的圆管在组装时的主视切面图；
图5为本发明的圆管在组装时的结构示意图；
图6为图5中的b部放大图；
图7为图1中的c部放大图；
图8为图7中的d部放大图。
图中：1、导向架结构；101、支架；11、导向管；12、竖板；121、矩形孔；13、横板；131、弧形板；14、弹簧；141、挂钩；1411、缺口；1412、弧形弹片；142、挂环；15、手拉杆；2、吊杆机构；21、圆管；211、第一圆板；2111、环形螺纹板；212、第二圆板；2121、环形螺纹孔；3、探测器；31、安装柱；311、第一防水电伸缩杆；312、测距传感器；32、第二防水电伸缩杆；321、平衡块；322、矩形滑轨；323、矩形滑槽；33、圆环；4、处理显示器；5、激光接收器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图1-图8，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1、图2、图3和图7所示的一种桩基成孔形状及垂直度检测装置，包括导向架结构1、吊杆机构2、探测器3、终端处理显示器4，导向架结构1设置在钻孔的上方，吊杆机构2通过导向架结构1固定，探测器3安装在吊杆机构2的底部，吊杆机构2的顶部与底部分别安装有激光接收器5和激光发射器；
吊杆机构2通过圆管21组装而成，且圆管21上设有防水结构；
探测器3包括安装柱31，安装柱31固定安装在吊杆机构2的下方，安装柱31的底部等角度安装有四个第一防水电伸缩杆311，第一防水电伸缩杆311的活塞杆的外端固定安装有测距传感器312，探测器3还包括平衡机构；
测距传感器312、第一防水电伸缩杆311、激光接收器5和激光发射器均通过线缆与终端处理显示器4电性连接。
通过采用上述技术方案，终端处理显示器4自动记录几个方向的径向距离及探测器3下沉深度；下沉过程中，终端处理显示器4通过吊杆机构2底部的激光发射器向上发射激光，吊杆机构2的顶部有激光接收器5，接收到激光即代表竖直，以检验吊杆竖直状态；为了保持探测器3的水平，设有平衡块321及移动轨道，第二防水电伸缩杆32带动平衡块321在终端处理显示器4控制下实时前后移动以保持平台平衡、水平状态；检测结束后，终端处理显示器4根据吊入深度及几个方向的径向距离变化拟合出桩孔的三维空间形状，并自动计算出桩基垂直度。
如图1、图2和图3所示，进一步地，平衡机构包括四个第二防水电伸缩杆32，四个第二防水电伸缩杆32分别安装在第一防水电伸缩杆311的上方，第二防水电伸缩杆32的外端均固定安装有平衡块321，第二防水电伸缩杆32均通过线缆与终端处理显示器4电性连接。
通过采用上述技术方案，第二防水电伸缩杆32带动平衡块321在终端处理显示器4控制下实时前后移动以保持平台平衡、水平状态，有利于探测器3保持平衡。
如图1、图2和图3所示，进一步地，安装柱31的外壁均等角度固定安装有矩形滑轨322，平衡块321底部均开设有与矩形滑轨322配合插接的矩形滑槽323；安装柱31的底部外部通过连接杆固定安装有圆环33，第一防水电伸缩杆311的活塞杆搭在圆环33的上方。
通过采用上述技术方案，平衡块321顺着矩形滑轨322滑动，有利于平衡块321的平稳移动。
如图4、图5和图6所示，进一步地，圆管21的顶部与底部分别一体成型有第一圆板211和第二圆板212，第一圆板211的上端面至少等距一体成型有两个环形螺纹板2111，第二圆板212底部开设有与环形螺纹板2111一一对应的环形螺纹孔2121。
通过采用上述技术方案，通过多个环形螺纹板2111和多个环形螺纹孔2121配合连接，有利于圆管21之间的密封性，提高了防水效果。
如图4所示，进一步地，环形螺纹孔2121的顶部内壁均设有环形密封圈。
通过采用上述技术方案，通过环形密封圈的作用，进一步提高了圆管21之间的密封性。
如图1、图7所示，进一步地，导向架结构1包括支架101，支架101架设在钻孔的上方，支架101的中部固定安装有导向管11，吊杆机构2穿过导向管11的内部，支架101的左右两侧均至少焊接有两个竖板12，竖板12的顶部横向开设有矩形孔121，矩形孔121的内部活动插接有横板13，横板13的内端均一体成型有弧形板131，弧形板131抵在第一圆板211的下方。
通过采用上述技术方案，通过弧形板131的搭载作用，有效的防止吊杆机构2下落，方便添加圆管21，当上面一个圆管21安装完成后，向外抽拉弧形板131，使得弧形板131与圆管21脱离，圆管21自动下落，然后再将弧形板131抵在第一圆板211的下方，如此反复安装圆管21，方便圆管21的安装，应当说明的是，测距传感器312、第一防水电伸缩杆311和激光发射器的线缆均为预先穿在多个圆管21的内部，最下面的圆管21的底部为密封设置，线缆穿出最下面的圆管21，接口处设有密封圈等其他密封结构。
如图1、图7所示，进一步地，横板13的外端均焊接有手拉杆15，手拉杆15和竖板12之间安装有弹簧14。
通过采用上述技术方案，通过手拉杆15方便抽拉横板13，松开手拉杆15时，在弹簧14的弹力的作用下，弧形板131会自动抵在第一圆板211的下方。
如图1、图7、图8所示，进一步地，弹簧14的左右两端均一体成型有挂钩141，手拉杆15和竖板12之间均安装有挂环142，挂钩141和挂环142挂接。
通过采用上述技术方案，挂钩141和挂环142挂接，方便弹簧14的安装。
如图1、图7、图8所示，进一步地，挂钩141的缺口1411设有弧形弹片1412，弧形弹片1412与挂钩141固定连接，弧形弹片1412不固定连接。
通过采用上述技术方案，通过弧形弹片1412的限位作用，有效的防止挂钩141和挂环142之间发生脱离。
本发明还提供一种桩基成孔形状及垂直度检测装置的检测方法：
s1:先安装导向架结构1，然后将吊杆机构2穿过导向管11，然后将探测器3安装在吊杆机构2的底部；
s2:进入孔内后由探测器3周边对称布置的第一防水电伸缩杆311前端的测距传感器312探知孔壁位置并适时伸长和回缩，保持测距传感器312与孔壁位置为1cm状态，不直接接触是避免刮到土壁探测器3的摇晃；
s3:终端处理显示器4自动记录几个方向的径向距离及探测器3下沉深度；
s4：下沉过程中，终端处理显示器4通过吊杆机构2底部的激光发射器向上发射激光，吊杆机构2的顶部有激光接收器5，接收到激光即代表竖直，以检验吊杆竖直状态；
s5：为了保持探测器3的水平，设有平衡块321及移动轨道，第二防水电伸缩杆32带动平衡块321在终端处理显示器4控制下实时前后移动以保持平台平衡、水平状态；
s6：在检测平台到达桩孔底部后，顺时针旋转45度，提升检测平台并测量径向距离变化及相应深度，原四个方向拟合，现在为八个方向拟合，提高精准度；
s7、根据检测装置平台下吊及提升两个阶段所测深度及径向距离变化，拟合出桩孔的三维空间形状，并自动计算出桩基垂直度。
因此本方案，终端处理显示器4根据吊入深度及几个方向的径向距离变化拟合出桩孔的三维空间形状，并自动计算出桩基垂直度，测量精度高。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种桩基成孔形状及垂直度检测装置的检测方法，包括导向架结构（1）、吊杆机构(2)、探测器(3)、终端处理显示器(4)，其特征在于：所述导向架结构(1)设置在钻孔的上方，所述吊杆机构(2)通过所述导向架结构(1)固定，所述探测器(3)安装在所述吊杆机构(2)的底部，所述吊杆机构(2)的顶部与底部分别安装有激光接收器(5)和激光发射器；
所述吊杆机构(2)通过圆管(21)组装而成，且所述圆管(21)上设有防水结构；
所述探测器(3)包括安装柱(31)，所述安装柱(31)固定安装在所述吊杆机构(2)的下方，所述安装柱(31)的底部等角度安装有四个第一防水电伸缩杆(311)，所述第一防水电伸缩杆(311)的活塞杆的外端固定安装有测距传感器(312)，所述探测器(3)还包括平衡机构；
所述测距传感器(312)、所述第一防水电伸缩杆(311)、所述激光接收器(5)和所述激光发射器均通过线缆与所述终端处理显示器(4)电性连接；
所述平衡机构包括四个第二防水电伸缩杆(32)，四个所述第二防水电伸缩杆(32)分别安装在所述第一防水电伸缩杆(311)的上方，所述第二防水电伸缩杆(32)的外端均固定安装有平衡块(321)，所述第二防水电伸缩杆(32)均通过线缆与所述终端处理显示器(4)电性连接；
s1:先安装导向架结构(1)，然后将吊杆机构(2)穿过导向管(11)，然后将探测器(3)安装在吊杆机构(2)的底部；
s2:进入孔内后由探测器(3)周边对称布置的第一防水电伸缩杆(311)前端的测距传感器(312)探知孔壁位置并适时伸长和回缩，保持测距传感器(312)与孔壁位置为1cm状态，不直接接触是避免刮到土壁探测器(3)的摇晃；
s3:终端处理显示器(4)自动记录几个方向的径向距离及探测器(3)下沉深度；
s4：下沉过程中，终端处理显示器(4)通过吊杆机构(2)底部的激光发射器向上发射激光，吊杆机构(2)的顶部有激光接收器(5)，接收到激光即代表竖直，以检验吊杆竖直状态；
s5：为了保持探测器(3)的水平，设有平衡块(321)及移动轨道，第二防水电伸缩杆(32)带动平衡块(321)在终端处理显示器(4)控制下实时前后移动以保持平台平衡、水平状态；
s6：在检测平台到达桩孔底部后，顺时针旋转45度，提升检测平台并测量径向距离变化及相应深度；
s7、根据检测装置平台下吊及提升两个阶段所测深度及径向距离变化，拟合出桩孔的三维空间形状，并自动计算出桩基垂直度。
技术总结