[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

说明书

本发明公开了基于视频监测的冲孔灌注桩斜岩测量系统，所述桩机对面设置有用于视频监控的监控模块；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。本申请的系统和方法采用监控模块和标志物结合，安装简易，使用方便，能够低成本高效率的采集到所需的标志物的竖向位移、水平位移数据和倾斜角度，通过上述数据可以快速的计算出斜岩倾斜角度，节省了人力物力，节约了施工成本。

技术领域

本发明涉及基建领域，具体涉及一种基于视频监测的冲孔灌注桩斜岩测量预警系统及方法。

背景技术

桩基础是地基处理中最常用的一种深基础形式，其具有承载力高、基础沉降小的特点。然而，工程实践证明，岩溶地区岩面标高复杂多变，多存在倾斜岩面，穿越斜岩面的桩在入岩施工时经常存在如卡锤、每次进尺小甚至无法进尺的问题，为此造成施工进度过慢、施工成本加大的现实问题。目前针对斜岩倾斜角度的研究仍较少。

传统方法是冲孔灌注桩程控过程中，通过人工观察钢丝绳偏位情况来判断是否存在斜岩，通过偏位方向、偏位振幅以及深度来确定斜岩的方向及倾斜角度。

整个冲孔灌注桩施工过程需要施工人员全程监管，需耗费较大的人力物力，且人为监控存在较大的不稳定因素，无法及时发现施工异常，导致施工质量问题，且效率低，人工成本高。而且桩机的钢丝绳在使用过程中由于磨损老化，需要定期更换，而不同施工环境的磨损情况差异巨大，很难有效把握更换的时机。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种安装简单、效率更高的基于视频监测的冲孔灌注桩斜岩测量预警系统及方法。

为实现该技术目的，本发明的方案是：基于视频监测的冲孔灌注桩斜岩测量系统，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。

作为优选，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。

作为优选，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。

一种用于冲孔灌注桩斜岩施工的测量方法，根据基于视频监测的冲孔灌注桩斜岩测量系统，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。