[发明专利]静压桩机施工过程桩基安全性监测及数据显示、记录设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于岩土工程静压桩机施工过程“桩基”安全性监测及数据显示、记录设备。

背景技术

静压桩(预制桩)以其质量优、工期短、噪音小等优势迅速占领市场。由于地质历史上地层沉积条件复杂，造成地层变化大，物理力学性质变化大，现行的勘察设计规范中，采用钻探为主的勘探方法，以目估野外描述为主要手段划分土层，绘制钻孔地层剖面图，以少量土样为代表的岩土参数确定方法，无法给出精确地层软硬变化数据，这样，会造成对地层情况了解不充分，在地层变化较大的情况下，很易漏掉进行“土力学”分析计算起十分重要作用的“薄夹层”，给工程设计带来很大困难。岩土工程勘察的首要任务是探查清楚地层剖面分布，提供地层柱状图，然后才是探清各层的物理力学特性。对地层分布的任何疏忽都会造成工程失败，或施工中产生稳定破坏或使用期间产生不能容许的大变形沉降。特别是“薄夹层”的存在，无论是在硬土层内存在的软夹层或软土层的硬夹层，其危害性都是非常大的。但在现有实际勘察手段方法中，往往会产生疏漏，事后原因分析才发现问题的症结所在。这在国内外工程界多有发生。

虽然岩土工程勘察提供较为详细的钻、触探资料，但受到钻、触探孔间距范围规范的局限性及目前对预制桩研究落后的影响，造成岩土勘察方面确定单桩承载力的局限性。

同时静压预制桩的施工与设计要求对地层情况有详细的了解，以便进行沉桩的可行性分析。目前的勘察报告中，沉桩可行性分析几乎全部是根据以往的施工经验为依据的半定性结果，根本达不到定量的评价，而地层分布复杂，在粘性土地层中夹杂着不同厚度、不同强度、分布不均的粉土粉砂透镜体，给静力压桩沉桩的可行性分析带来很大的难度。

目前静压预制桩(包括预应力混凝土管桩、预制方桩)已经成为主要的基桩类型。但根据调查，其信息化施工程度仍然非常落后，现场施工记录仍然以人工记录为主，存在很大的人为性，且不能完全真实反映在沉桩过程中桩身所受的压力情况，及地层对沉桩产生的阻力。而静压预制桩工艺的采用，很多方面能代替地层勘察的不足，如果在静力压桩机上安装数字化实时监测及数据记录系统，可使静压装机达到地层软硬变化跟踪测试平台的作用。

发明内容

本发明采用把专业设计的“循环式数字编码压桩深度传感器”，安装在可上下移动的压桩平台上，当压桩平台带动桩体压入地层时，每压入地层一厘米，“循环式数字编码压桩深度传感器”输出一组数字编码，传送给监控及数据记录系统设备。“循环式数字编码压桩深度传感器”是本专利的关键技术，是创新点之一。为连续跟踪检测压桩力值，本发明采用把专业设计的“高精度压力传感器”，安装在液压缸工作主液压油路中，连续跟踪检测主液压油路中压力值，这是本专利的关键技术，这是创新点之二。当压桩平台带动桩体压入地层时，每压入地层一厘米，“压桩深度传感器”输出一组深度数字编码和安装在液压缸工作主液压油路中的“压力传感器”输出一组压力值数字编码，传送给监控及数据显示、记录系统设备，供现场施工人员，实时对施工过程进行监控。这是本专利的关键技术，这是创新点之三。

本专科优点：

1.该系统具有压桩力实时数据、曲线显示与记录功能，在施工中可以高精度地实时了解桩身的受力情况，提高了压桩力的测量精度。由于相隔一定深度(该深度间隔可以根据需要进行调整从0.01米～0.5米)的压桩力值被系统记录并显示，而且原始数据现场无法人为更改，保证了压桩力记录的真实性。在施工过程中，特别在试桩施工过程中，一旦发现沉桩问题，可以在现场将压桩过程中的压力值曲线重新完整显示，为解决沉桩问题或下一步施工分析提供定量化的依据。

2.准确定量确定地层单桩承载力(瞬时状态下)，由于能采集到准确每厘米深度值和压力值，可以及时反映单桩承载力和持力层选择的合理性，并对岩土工程勘察报告进行补充和校核，同时根据瞬态承载力依据统计经验参数或指标，根据实验即能确定单桩实际承载力。

3.确定拟建物场区地层物理力学不均性造成单桩承载力的变化，避免建物产生不均匀的形变和开裂。

由于记录仪可实时监测，可在拟建桩基施工中对单桩承载力进行对比和控制并及时发现问题，便于“工程监理”及“设计人员”根据问题及时进行调整，以减少拟建物因地基承载力不均匀而产生开裂，同时对建筑物开裂原因提供检查依据。

4.由于静压桩真实模拟现场桩的工作特性，记录仪记录的参数具有很高的精确度和真实度，相当于对每根单桩都进行了载荷试验检测。这样就可以为地下隐蔽工程的安全可靠性，提供了准确的科学数据，也为业主和投资方减少不必要的浪费，降低投资风险。