[发明专利]基于视频监测的冲孔灌注桩斜岩测量预警系统及方法

权利要求书

1.基于视频监测的冲孔灌注桩斜岩测量预警系统，其特征在于：包括桩机、控制终端，所述桩机对面设置有用于视频监控的监控模块；

所述桩机包括冲锤、钢丝绳、卷扬机、支架和底座，所述底座一侧设置有卷扬机，所述支架上还设置有复数个辅助滑轮，钢丝绳从卷扬机上伸出穿过辅助滑轮与冲锤连接，所述底座一侧设置有桩孔，所述桩孔顶部设置有钢护筒，所述桩孔还通过泥浆泵与泥浆池连通；

所述钢丝绳上还设置有复数个标志物，监控模块能记录标志物的升降位置和摆动位置；

所述监控模块上还设置有通讯模块，所述监控模块通过通讯模块将视频数据传输至服务器，控制终端能从服务器中读取视频数据并进行分析。

2.根据权利要求1所述的基于视频监测的冲孔灌注桩斜岩测量预警系统，其特征在于：所述标志物为反光条、或者LED灯带、或者油漆带中的一种或者多种。

3.根据权利要求1所述的基于视频监测的冲孔灌注桩斜岩测量预警系统，其特征在于：所述桩孔外侧还设置有复数根带有标志物的警戒杆，所述监控模块上还设置有用于报警的扬声器和警示灯。

4.一种用于冲孔灌注桩斜岩施工的测量预警方法，其特征在于：根据权利要求1-3所述的基于视频监测的冲孔灌注桩斜岩测量预警系统，具体步骤如下：

S1数据采集，在桩机冲孔灌注桩施工过程中，监控模块监测记录桩机每次冲锤过程中标志物运动视频，然后将视频数据传输至服务器，控制终端从服务器获取视频数据后分析出标志物在每次冲锤过程的竖向位移H_i，水平位移x_i和倾斜角度θ_i，上述倾斜角度也表示桩身垂直度；

S2倾斜角度计算，斜岩的倾斜角度计算方法为：

其中α_i为斜岩倾斜角度，h为冲锤形状的高度；

S3斜岩预警，当倾斜角度θ_i超过阈值时，则判断存在斜岩，发出警报，提醒施工人员停止施工，同时控制终端上显示斜岩倾斜角度和此时桩孔深度，施工人员根据斜岩倾斜角度和桩孔直径计算抛填片石用量。

5.根据权利要求4所述的用于冲孔灌注桩斜岩施工的测量预警方法，其特征在于：S3斜岩预警中抛填片石用量V＝πR²d+(πR³tanα_i)/8，其中R为桩孔的直径，d为较桩孔内斜岩最高点高出的厚度。

6.根据权利要求4所述的用于冲孔灌注桩斜岩施工的测量预警方法，其特征在于：还包括步骤S4安全警报，当有施工人员靠近警戒杆外侧且桩机正在工作时，扬声器发出短促警报声和警示灯闪烁；

当桩机工作时施工人员进入警戒杆内侧区域，扬声器发出急促警报声和警示灯快速闪烁，并通知桩机控制人员准备停止施工；

当桩机暂停时施工人员进入警戒杆内侧区域，警示灯慢速闪烁，当施工人员离开警戒杆内侧区域后，通知桩机控制人员可以继续施工。

7.根据权利要求4所述的用于冲孔灌注桩斜岩施工的测量预警方法，其特征在于：还包括步骤S5工作记录，通过监控模块能记录冲锤工作次数，根据不同倾斜角度θ_i进行分类，记录不同倾斜角度θ_i出现的次数，制作成工作记录。

8.根据权利要求7所述的用于冲孔灌注桩斜岩施工的测量预警方法，其特征在于：S5的工作记录中当倾斜角度θ_i大于1％时权重值设为a，出现次数为N₁；当倾斜角度θ_i大于0.5％、小于1％时权重值设为b，出现次数为N₂；当倾斜角度θ_i小于0.5％时权重值设为c，出现次数为N₃；

计算总权重值M＝a N₁+b N₂+c N₃，当总权重值大于阈值时，提醒操作人员更换钢丝绳。