[發(fā)明專利]基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的攪拌樁施工質(zhì)量自適應(yīng)監(jiān)控方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810827324.0
• 申請(qǐng)日: 2018-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108951725A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王琛;宋爽;姚鴻梁;徐輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海同禾土木工程科技有限公司
• 主分類號(hào): E02D33/00
• 分類號(hào): E02D33/00
• 代理公司: 上海浦東良風(fēng)專利代理有限責(zé)任公司 31113
• 代理人: 龔英

1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的攪拌樁施工質(zhì)量自適應(yīng)監(jiān)控方法，所述的自適應(yīng)監(jiān)控方法采用的監(jiān)控系統(tǒng)包括攪拌樁施工設(shè)備，所述的攪拌樁施工設(shè)備包括攪拌樁機(jī)，所述的攪拌樁機(jī)主要包括通過(guò)漿液管順序連接的制漿機(jī)、儲(chǔ)漿桶、泵和攪拌桿，所述的攪拌桿安裝于攪拌樁機(jī)三角架頂端，其特征在于：所述的自適應(yīng)監(jiān)控方法采用的監(jiān)控系統(tǒng)還包括攪拌樁施工設(shè)備的施工參數(shù)的采集儀器和軟件平臺(tái)，所述的施工參數(shù)的采集儀器包括密度傳感器、流量傳感器、壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、深度傳感器和用于數(shù)據(jù)交流的集成控制網(wǎng)關(guān)，所述的軟件平臺(tái)為安裝于計(jì)算機(jī)上的程序算法和監(jiān)控平臺(tái)，通過(guò)計(jì)算機(jī)展示數(shù)據(jù)結(jié)果和修正施工參數(shù)、控制施工質(zhì)量；所述的自適應(yīng)監(jiān)控方法具體步驟為：

A、數(shù)據(jù)采集：在成樁施工的過(guò)程中，通過(guò)安裝在攪拌樁機(jī)的儲(chǔ)漿桶內(nèi)的密度傳感器實(shí)時(shí)對(duì)儲(chǔ)漿桶內(nèi)的漿液密度進(jìn)行測(cè)量，測(cè)得的密度數(shù)據(jù)為漿液的質(zhì)量，用于判定當(dāng)前漿液的水泥用量，安裝在攪拌樁機(jī)的漿液管壁上的流量傳感器實(shí)時(shí)對(duì)漿液管中的漿液流量進(jìn)行測(cè)量，測(cè)得的流量數(shù)據(jù)用來(lái)反映一定壓力下的噴漿量，安裝在攪拌樁機(jī)的漿液管壁上的壓力傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量漿液管的噴漿壓力，測(cè)得的壓力數(shù)據(jù)用以反映噴漿力度，同時(shí)結(jié)合所述的流量數(shù)據(jù)來(lái)綜合反映實(shí)際噴漿量，安裝在攪拌樁機(jī)的攪拌桿上的轉(zhuǎn)速傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量攪拌桿的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，測(cè)得的轉(zhuǎn)速反映攪拌樁樁身強(qiáng)度的均勻性，安裝在攪拌樁機(jī)的攪拌桿上的所述深度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量攪拌桿的鉆進(jìn)深度，通過(guò)鉆進(jìn)深度數(shù)據(jù)反映樁身的長(zhǎng)度；

B、數(shù)據(jù)傳輸：步驟A中5個(gè)傳感器測(cè)得的5項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)分別為漿液密度、漿液流量、噴漿壓力、攪拌速度和鉆進(jìn)深度，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后順序通過(guò)線纜、集成控制網(wǎng)關(guān)，經(jīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至計(jì)算機(jī)；

C、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理：由計(jì)算機(jī)上安裝的攪拌樁施工質(zhì)量自適應(yīng)監(jiān)控軟件平臺(tái)對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行展示，同時(shí)與預(yù)先輸入的設(shè)計(jì)值進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果修正施工參數(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)施工質(zhì)量的控制，所述的自適應(yīng)監(jiān)控軟件平臺(tái)由程序算法和監(jiān)控平臺(tái)組成；

所述的展示是將集到的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)報(bào)表、曲線、列表的形式展現(xiàn)在監(jiān)控平臺(tái)的顯示界面上，供管理人員隨時(shí)查看，進(jìn)行攪拌樁施工的全過(guò)程監(jiān)控；

所述的計(jì)算機(jī)在對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行展示的同時(shí)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)指標(biāo)與預(yù)先輸入的設(shè)計(jì)值進(jìn)行對(duì)比，若超出設(shè)計(jì)值范圍，所述自適應(yīng)監(jiān)控軟件平臺(tái)將發(fā)出停止打樁指令，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，還同步發(fā)送報(bào)警信息到自適應(yīng)監(jiān)控軟件平臺(tái)中預(yù)先設(shè)定的指定手機(jī)上，提示管理人員進(jìn)行干預(yù)；

所述修正施工參數(shù)的具體步驟為：

由于不同區(qū)域不同地層深度的地質(zhì)條件有差異，所以需要用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法在試樁階段初步確定修正系數(shù)k₁和k₂的變化范圍，先根據(jù)鉆進(jìn)深度和地層的變化具體情況對(duì)任意i時(shí)刻的噴漿壓力P_i和鉆進(jìn)提升速度V_i進(jìn)行修正，使各區(qū)域各深度的噴漿量達(dá)到設(shè)計(jì)值，在進(jìn)入工程樁施工階段，自適應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集各項(xiàng)參數(shù)的指標(biāo)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，對(duì)修正系數(shù)k₁和k₂按不同深度和不同地質(zhì)情況進(jìn)行二次微調(diào)，從而對(duì)噴漿壓力P和鉆進(jìn)提升速度V進(jìn)行修正，最終控制噴漿量m符合設(shè)計(jì)要求，

其中，：深度修正系數(shù)，

：地質(zhì)修正系數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的攪拌樁施工質(zhì)量自適應(yīng)監(jiān)控方法，其特征在于：所述的集成控制網(wǎng)關(guān)與所述的計(jì)算機(jī)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，并基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

3.一種應(yīng)用權(quán)利要求 1 或2所述基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的攪拌樁施工質(zhì)量自適應(yīng)監(jiān)控方法的監(jiān)控系統(tǒng)，包括攪拌樁施工設(shè)備，所述的攪拌樁施工設(shè)備包括攪拌樁機(jī)，所述的攪拌樁機(jī)主要包括通過(guò)漿液管順序連接的制漿機(jī)、儲(chǔ)漿桶、泵和攪拌桿，所述的攪拌桿安裝于攪拌樁機(jī)三角架頂端，其特征在于：所述的監(jiān)控系統(tǒng)還包括攪拌樁施工設(shè)備的施工參數(shù)的采集儀器和軟件平臺(tái)，所述的施工參數(shù)的采集儀器包括密度傳感器、流量傳感器、壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、深度傳感器和用于數(shù)據(jù)交流的集成控制網(wǎng)關(guān)，所述的軟件平臺(tái)為安裝于計(jì)算機(jī)上的程序算法和監(jiān)控平臺(tái)；

所述的施工參數(shù)的采集儀器安裝在攪拌樁機(jī)的相應(yīng)位置，所述的密度傳感器安裝在攪拌樁機(jī)的儲(chǔ)漿桶內(nèi)，用于測(cè)量?jī)?chǔ)漿桶內(nèi)的漿液密度，所述的流量傳感器和壓力傳感器安裝在攪拌樁機(jī)的漿液管壁上，分別用于測(cè)量漿液管中的漿液流量和漿液壓力，所述的轉(zhuǎn)速傳感器和深度傳感器安裝在攪拌樁機(jī)的攪拌桿上，分別用于測(cè)量攪拌桿的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和鉆進(jìn)深度，所述的集成控制網(wǎng)關(guān)安裝在所述攪拌樁機(jī)三角架上，并與所述的密度傳感器、流量傳感器、壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器及深度傳感器通過(guò)線纜連接。