[发明专利]水泥土搅拌桩远程信息监测及分析的装置与方法

权利要求书

1.一种水泥土搅拌桩远程信息监测及分析系统，其特征在于，由现场数据采集模块、控制模块、服务器模块、显示模块、储存模块、警报模块和信号传输模块构成，控制模块分别与现场数据采集模块、显示模块、信号传输模块和警报模块链接，控制各模块的功能实现，通过施工过程中的精确监测，及时生成项目现场的施工分析报告，并评估现场施工质量，其中：

现场数据采集模块与信号传输模块及储存模块连接，用以得到与土层情况及施工情况有关的信息，该现场数据采集模块包括深度传感器、流量传感器、垂直度传感器、密度传感器，对水泥土搅拌桩的深度、流量、垂直度、密度、钻速指标进行数据采集，并将采集到的相关信息传输至信号传输模块；

信号传输模块与现场数据采集模及储存模块连接，作为监控与分析系统中的对外通信模块，在控制模块的控制下通过无线方式向外界发射无线信号，或者通过移动基站传输编码信息、短信信息，实现装置与云端服务器和远程监测客户端的通信，并将传输的数据转到数据储存模块；

储存模块用以接受信号传输模块与现场数据采集模块所传送的数据，并将数据存储下来，同时储存模块可在控制模块的控制下，通过显示模块对储存的信息进行显示；

服务器模块通过移动信号基站或是无线网络的方式，接收信号传输模块发出的数据信息，并对数据进行处理分析，以供远程监控中心调用信息，并生成施工报告；

显示模块与控制模块及现场数据采集模块连接，由控制模块控制接受现场数据采集模检测的信息，并将这些信息实时显示出来；

警报模块与控制模块及现场数据采集模块连接，在正式施工时通过现场数据采集模块获得的实时施工参数，控制模块同步与初始值进行对比，一旦实测值超出初始设定值的允许误差范围，则发出报警指示。

2.根据权利要求1所述的水泥土搅拌桩远程信息监测及分析系统，其特征在于，所述系统还包括一与控制模块连接的微型计算机处理装置，该计算机处理装置包括接口单元、操作面板和指示单元，其中：

控制模块通过接口单元提供的USB接口与计算机处理装置连接，实现计算机处理装置与控制模块之间的通信；

操作面板以触控式显示屏实现，用以实现控制模块装置的数据清理、重新启动以及对前述现场数据采集模块的调试等操作指令；

指示单元用以监控现场数据采集模块、储存模块、信号传输模块、显示模块及警报模块的工作状况，并表征给用户。

3.根据权利要求1所述的水泥土搅拌桩远程信息监测及分析系统，其特征在于，所述控制模块采用单片机实现，储存模块采用存储介质实现，包括SD卡、TF卡、MMC卡中的至少一种，所述信号传输模块采用无线发射电路实现，所述显示模块采用液晶模块实现。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的水泥土搅拌桩远程信息监测及分析系统实现的水泥土搅拌桩远程信息监测及分析方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S01：通过施工现场数据采集模块采集与土层情况及施工情况有关的变量相关信息，包括钻桩深度、泥浆流速、水泥浆密度、钻速和平均灰量指标，并通过显示模块实时显示；

步骤S02：现场数据采集模块将信息传输至储存模块及信号传输模块，进行本地数据储存；

步骤S03：施工时通过现场数据采集模块监测获得的实时施工参数，系统同步与初始值进行对比，一旦实测值超出初始设定值的允许误差范围，则系统发出报警指示；

步骤S04：信号传输模块通过无线传输的方式，将现场采集到的数据传输到服务器，根据现场施工条件可以采用无线传输或电信基站传输；

步骤S05：使用电子设备通过互联网访问服务器，远程读取施工现场水泥土搅拌桩施工时的各种参数；

步骤S06：将得到的水泥土搅拌桩施工情况及土层情况进行数据整理，对每个水泥土搅拌桩的施工时间、深度、流量、垂直度、密度、钻速指标整理成表进行保存；

步骤S07：通过基于步骤S06所接收到的施工情况有关的变量相关信息，进行水泥土搅拌桩单桩质量综合评价值和水泥土搅拌桩整体场地施工质量综合评价值；

步骤S08：对所有数据整合后，生产水泥土搅拌桩施工报表，准确记录施工水泥土搅拌桩的过程中实时的深度、流量、垂直度、密度、钻速参数以及综合分析的结果，作为监控人员评定各桩施工质量的依据，监管中心对数据进行综合分析，具体来说就是将建议施工控制要素数据与实际监测数据进行对比，结合单桩质量分值评估，对整体及局部施工质量作出定性评价。

5.根据权利要求4所述的水泥土搅拌桩远程信息监测及分析方法，其特征在于，前述的步骤S08中，数据整合包括对每个水泥土搅拌桩的施工时间、深度、流量、垂直度、密度、钻速指标整理成表进行保存，以水泥土搅拌桩施工质量报告的形式呈现，并基于所采集的数据，执行下述评估计算过程：

a)水泥土搅拌桩施工参数标准确定:根据水泥土搅拌桩的国家质量标准确定施工过程中各单桩参数的质量标准限值，包括初始定值的确定和允许误差范围的确定；

b)单桩质量评估：基于所采集的施工情况相关的变量信息，对设计建议值对比后对成桩质量进行分析评估，计算公式如下：

CCPV=ΣΔPi-MPiMPin]]>

其中：CCPV—水泥土搅拌桩单桩质量综合评价值，无量纲；

Δp_i—单个水泥土搅拌桩第i种监测参数的监测值；

MP_i—单个水泥土搅拌桩第i种监测参数的标准限值；

n—每个水泥土搅拌桩监测的参数总类；

c)整体场地施工质量评估：根据步骤b)中对施工控制要素的实时监测与及时分析，得到结合单桩质量分值评估，然后对整体及局部施工质量作出定性评价，水泥土搅拌桩整体场地施工质量综合评价值的计算公式如下：

NCPV=ΣCCPVm]]>

其中：NCPV—水泥土搅拌桩整体场地施工质量综合评价值，无量纲；

m—水泥土搅拌桩的施工数量。