[发明专利]桩机施工监控装置及方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种桩机用监控装置，具体的说是一种能够实时监控桩机工作过程中混凝土灌注情况、并及时反馈灌注信息、针对施工情况进行报警的桩机施工监测装置及方法。

背景技术

众所周知，桩机是建筑工地中常用的设备，灌注成桩是指直接在所设计的桩位上开孔，其截面为圆孔，成孔后在孔内加放钢筋笼，灌注混凝土而成的成桩方法，由于灌注桩具有施工时无振动、无挤土、噪音小、宜于在城市建筑物密集地区使用等优点，在建筑施工过程中得到较为广泛的应用，根据成孔工艺的不同，灌注桩可以分为干作业成孔的灌注桩、泥浆护壁成孔的灌注桩和人工挖孔的灌注桩等。

在打桩施工过程中，工作人员通过操作桩机向钻孔中灌注混凝土，完成打桩。此时，施工人员需要先通过孔深计算泵送次数、总泵入量、孔眼容积等桩机施工参数，然后依据计算量，向钻孔内灌注混凝土。在灌注的过程中一旦发生孔眼坍塌或者产生气泡，会导致泵入量不足，打桩质量不合格，给施工企业带来损失，而目前针对成桩质量的检测只能通过灌注完毕后，计算理论灌注量与实际灌注量的差值得出。尚未有能够准确可靠的对打桩施工进行实时监控、并及时对施工失误情况进行报警装置，导致无法及时对品质不合格的桩进行矫正，给施工企业带来损失。

发明内容

本发明针对现有技术中的缺点和不足，提出一种在桩机工作过程中能够实时监测和记录桩孔的深度、计算出桩孔的环空体积、根据环空体积计算出需要灌注混凝土的量和混凝土泵需要工作的冲数等、记录混凝土泵的冲数并根据冲数换算泵出混凝土的总量、以上参数可以显示在一块7寸液晶显示屏上、所有的信息通过无线数据传输及时反馈的能有效提高打桩成功率的桩机施工监测装置及方法。

本发明可以通过以下措施达到：

一种桩机施工监测装置，包括用于记录注灰泵实际工作参数的施工值记录模块，用于根据桩孔实时深度计算出桩孔实时混凝土需量和注灰泵实时工作冲数的理论值记录模块，分别与理论值记录模块、施工值记录模块相连接的用于接收施工值和理论值并对二者进行比对的比较模块，以及与比较模块相连接的显示模块，其特征在于所述理论值记录模块包括与绞车上滑轮输出轴经插座相连接的编码器，与编码器的输出端相连接的理论值计算模块，与理论值计算模块的输入端相连接的输入模块，还设有与比较模块输出端相连接的存储模块。

本发明中所述施工值记录模块，包括用于检测注灰泵每个活塞的工作次数的电磁感应式传感器，与电磁感应式传感器的输出端相连接的用于结合缸套直径与行程计算出泵的排量的计算模块，以及与计算模块相连接的用于将记录的活塞工作次数及总排量上传至比较模块的无线通信模块，无线通信模块的输出端与比较模块的信号输入端相连接。

本发明中所述显示模块可以采用液晶屏实现，用于输出桩机施工过程中的工作参数和比较结果。

本发明中还设有与比较模块相连接的报警模块，报警模块为声光报警器，当比较模块中比较结果的差值超出阈值，可以通过报警模块向外输出报警信号。

本发明中还设有桩机水平度检测模块，其中设有与桩机相连接的串口输出双轴倾角传感器，与串口输出双轴倾角传感器的输出端相连接的数据处理模块，数据处理模块的输出端分别与存储模块、显示模块相连接。

本发明中还设有持地层到达判断模块，持地层到达判断模块内设有用于采集桩机动力头电流的电流采集电路，用于采集桩机绞车钢丝绳受力数据的张力/拉力传感器，张力/拉力传感器和电流采集电路的信号输出端分别与相连接的数据处理模块，数据处理模块的输出端分别与存储模块、显示模块相连接。

本发明在实际运用过程中，上述计算模块、数据处理模块、存储模块等均可由单板机及其外围电路实现，与计算模块相连接的输入模块可由键盘或触摸屏实现；本发明中所述的比对模块可以由计算机实现，与比对模块相连接的输出模块可以设有液晶屏或触摸屏，也可以根据需要设有声光报警器。

本发明中所述编码器为绝对值编码器，绝对值编码器为每个单轴的位置提供单个独一无二的编码数字值，特别是在定位控制应用中，绝对值编码器减轻了电子接收设备的计算任务，从而省去了复杂的和昂贵的输入装备，并且，当机器合上电源或电源故障后再接通电源，不需要回到位置参考点，就可利用当前的位置值，本发明中使用的多圈绝对值编码器的圈数为12位，最大有4096圈可被识别，能够满足对桩孔深度信息采集记录的需求。

一种桩机施工监测方法，其特征在于包括以下步骤：