[发明专利]振冲碎石桩施工监控装置

说明书

本发明涉及一种利用高频振动冲压方式实现的建筑工程地基处理振冲碎石桩施工监控质量装置。

振动碎石桩是一种常用的建筑工程中处理地基的方法。对于使用这种方法实施的工程，必须实时监测其造孔深度、密实电流、留振时间、填料量以及施工中的水压等数据。现有的检测技术手段是利用常规仪表显示密实电流、留振时间、水压显示等数据，而对于造孔深度和土方量则依靠估计得出值。监控方式是通过目测进行，没有自动控制设备，均由施工人员利用工作经验、以及人员的管理监督来保证质量数据的监控，而没有任何数字化自动控制设备进行监视控制。为此，中国专利CN2370094Y欲提供一种自动记录报警的监控记录装置。但是该装置利用在桩杆上安装摄像头监视待填的土方量，通过在桩杆上设置深度测量块而测量桩杆的下移，得到造孔的深度。该技术方案不仅涉及到图象信息的存储和采集，处理方式十分复杂，成本较高，而且未给出具体的电路连接关系和控制电路的工作机理，只是提供了局部的传感器设置位置及其连接关系，而这些连接关系则更是尤为不足。如图1所示，在实际工作环境中，由于振冲器6产生振动力巨大，并且振动频率为1450转/分，振重器6与桩杆3之间的减振器无法消除桩杆3的振动，转盘连接在桩杆的顶部，这样整个装置处于高频振动中，在这种环境下摄像不具备工作的条件，无法摄制出清晰的图象，不能将这样的图象进行数字化。另外，安装在桩杆上的深度测量块行程计量器7的计量深度，而桩杆在水冲的施工中不仅在周围充满了水，而且桩杆时常倾斜，因此必然使计量模块产生变形、损坏，无法实现计量的目的。对于这种工作环境，依靠在振冲装置本身设置器件的方式测量造孔的深度，必然会因为实际工作环境条件很差，而难以实现。

本发明的目的在于在于针对现有技术之不足而提供一种振动碎石桩施工监控质量装置，它能够简单、安全地测量造孔深度，同时采集各仪表的原有传感器信号，通过控制电路的集中处理自动监测并记录各项施工质量数据，同时也能够发出报警提示以及关机控制等信号。

本发明的目的是这样实现的：一种振动碎石桩施工监控装置，其特征在于：它包括一控制电路，控制电路的输入端接有深度传感器以及电机的电流、电压以及桩杆水压传感器输出，输出端接有记录显示装置。

所述的深度传感器包括两个接近开关以及与桩杆钢绳连接的卷扬机上的突起部，其中一个接近开关检测卷扬机转动圈数，一个接近开关检测卷扬机转动方向，分别上、下设在卷扬机侧面的固定支架上，卷扬机上突起部对应接近开关的位置。

所述的电流、电压传感器为设在电机电缆上的电流、电压互感器，桩杆水压传感器为设在水管内的压力传感器。

所述的控制电路由可编程控制器可接PC机组成，可编程控制器输入端接深度传感器，电流、电压、压力传感器信号分别经电流、电压变送器、压力变送器接压频转换电路，再接可编程控制器输入端，可编程控制器输出端接关机控制端。

所述的可编程控制器的输出接有报警指示装置。

所述的可编程控制器的输出接三相电流相选择。

根据上述技术方案分析可知，本发明能够完成对各项施工质量数据的监控和记录，测量造孔深度的方式较为简单方便，容易实现。

下面根据附图和具体实施方案对本发明做进一步的详细说明。

图1为现有技术结构示意图；

图2为本发明结构示意图；

图3为本发明可编程控制器电路原理图；

图4为本发明深度传感器安装结构示意图。

参见图2、3、4，本发明一种振动碎石桩施工监控装置，其它包括一控制制电路。如图4所示，深度传感器包括两个接近开关A、B以及与桩杆1钢绳5连接的卷扬机2上的突起部3，施工时，桩杆1向下振冲桩孔6的深度等于钢绳5放下的长度，其中两个接近开关A、B上、下设在卷扬机2侧面的固定支架4上，其中一个接近开关负责检测卷扬机2的转动圈数，一个负责检测卷扬机2的转动方向，以便得到钢绳5放下的实际长度。卷扬机2上的突起部3可为一铁片，对应接近开关A、B的位置，卷扬机2转动，该铁片能够通过接近开关A、B的检测范围。当桩杆1向下位移，卷扬机2放钢绳5而转动时，铁片通过两接近开关A、B，两接近开关A、B发出信号给可编程控制器PLC，可编程控制器PLC对两个开关信号进行先后顺序的判断与计数，从而实时测量造孔深度。对于留振时间的检测是根据电流达到密实电流时，纲绳5是否产生位移的时间来判断。控制电路由可编程控制器PLC输入端X5、X6接深度传感器的两个接近开关A、B的输出信号，PLC根据这两个信号判断放下或收回纲绳的长度，从而得到实际造孔的深度数据。PLC输入端X0接电机A相电流变送器过来的电流互感器信号，X1接电压变送器过来的电压互感器信号，X2接压力变送器过来的压力信号，X3接B相电流变送器过来的电流互感器信号，对于ABC三相电流的检测可通过PLC的Y4选择其中的两相电流。这样关于振冲碎石桩施工过程中的各种必要施工质量数据均能够及时、准确地得到。可编程控制器PLC采集了这些数据，通过控制程序控制管理负责电机的动作，并且可通过COM1与PC机的RS232串口进行数据通信。由作为上位机的PC机负责显示记录数据，通过PC机观察记录实时的施工数据，也可对施工数据进行分析，打印数据、图表等。可编程控制器PLC的输出接有报警指示装置的控制端，例如接远铃报警的中间继电器等，当施工中采集的实时数据超过设定的正常数据，由可编程控制器PLC控制发出报警信号，同时也可由关机控制端直接给停机控制端发送关机信号，切断电机电源，使装置停止工作。