[发明专利]基于长螺旋钻机的混凝土灌注监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于长螺旋钻机的混凝土灌注监控系统。

背景技术

目前，长螺旋钻孔压灌桩工艺在我国得到了充分发展，这种工艺不仅广泛用在房建领域中的多层和高层建筑复合地基处理上，其还用于在变形要求较严的路基加固上。

尽管该工艺得到了系统发展，并广泛应用在工程实际，但是目前长螺旋施工中的混凝土灌注量没有有效手段进行监控，只能凭借人工经验估测桩身混凝土灌注质量，导致了实际应用中存在以下问题：

（1）混凝土没有到达管底或管内，混凝土量没有达到要求，就开始提钻杆，导致桩端孔壁塌落，降低桩端承载力；

（2）提升钻杆过快，这可能产生缩颈断桩或桩径偏小而达不到设计要求的情况。此种情况当检查出来时，就形成了工程质量事故，造成经济损失；当检查不出来的时候，就会埋伏下工程质量隐患；

（3）拔管过慢又会造成水泥浆分布不均，桩身强度不足或形成混合料离析现象，导致桩身强度不足或管路堵塞，形成资源的浪费与工期的延误；

（4）桩顶灌注不能很好控制，导致超灌，资源浪费；或少灌，导致桩的质量问题。

综上所述，亟需设计一种基于长螺旋钻机的混凝土灌注监控系统，实时监控混凝土灌注量和桩身灌注质量，提升工程施工管理水平。

发明内容

本发明的目的是为解决目前环境质量检测仪测量参数单一，人机交互不方便，实用性差的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于长螺旋钻机的混凝土灌注监控系统，包括监测模块、控制处理模块、远程服务器、显示模块、通讯模块、报警模块及移动终端；

所述监测模块与所述控制处理模块连接，所述监测模块用于检测所述长螺旋钻机的工作状态参数，并将所述工作状态参数传送至所述控制处理模块；

所述控制处理模块用于采集、处理和存储所述工作状态参数，将处理结果发送至所述显示模块，并将处理结果通过所述通讯模块发送至所述远程服务器，所述处理结果包括数据和指令；

所述远程服务器用于接收、存储和处理所述控制处理模块及移动终端发送来的数据及指令；

所述移动终端通过所述通讯模块分别连接至所述控制处理模块和远程服务器，用于发送长螺旋钻机工作所需数据及指令，并用于接收所述控制处理模块和所述远程服务器发来的指令；

所述报警模块包括信号灯和扬声器，用于接收所述控制处理模块发来的报警指令并发出声光提醒信号；

所述监测模块包括混凝土流量监测传感器、孔深监测传感器、动力头转速测量传感器、桅杆倾角传感器、钻机机身姿态传感器、混凝土输送泵端压力传感器和混凝土输送泵端电压电流传感器；

所述控制处理模块对各所述传感器的采集数据进行计算，得出单位桩长混凝土灌注量，并将桩形以图形化方式在所述显示模块上显示，为调整长螺旋钻机的钻杆升降速度提供参考；

所述控制处理模块通过计算各所述传感器的采集数据判断长螺旋钻机的工作状态是否正常，若状态异常，则所述控制处理模块向所述报警模块发出报警指令，并通过所述通讯模块将所述报警指令发送至所述移动终端和远程服务器。

进一步地，所述混凝土流量监测传感器为电磁流量计或超声流量计，其设置在混凝土输送管道、长螺旋钻机动力头或长螺旋钻机钻杆上，用于监测钻孔的混凝土灌注量。

进一步地，所述孔深监测传感器为编码器、成对接近开关、激光测距仪、超声测距仪和红外测距仪中的一种，其设置在长螺旋钻机卷扬或长螺旋钻机桅杆上，用于监测长螺旋钻机的钻进深度。

进一步地，所述桅杆倾角传感器为单轴倾角传感器、双轴倾角传感器、加速度计、固体摆式倾角传感器、液体摆式倾角传感器和气体摆式倾角传感器中的一种，其设置在长螺旋钻机钻杆内部或外部，用于监测长螺旋钻机桅杆的倾斜度。

进一步地，所述钻机机身姿态传感器为陀螺仪、加速度计、电子罗盘、磁传感器中和GNSS设备中的一种，其设置在长螺旋钻机机身内部或外部，用于监测长螺旋钻机机身姿态。

进一步地，所述动力头转速测量传感器为接近开关、磁电式转速传感器、电涡流传感器和激光转速传感器中的一种，其设置在长螺旋钻机动力头上，用于监测长螺旋钻机动力头的转速。

进一步地，所述移动终端为笔记本电脑、手机、PDA和平板电脑中的一种。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：