[发明专利]一种打桩偏离实时检测与纠偏系统及方法

说明书

本发明提供一种打桩偏离实时检测与纠偏系统及方法，通过力传感装置对打桩施工时的打桩锤的受力状态进行实时检测，并在偏离超出阈值时通过纠偏装置对桩架角度进行调整，及时进行纠偏，保证施工在一个稳定且安全的要求下进行，克服了传统模式的滞后性。

技术领域

本发明涉及打入桩施工的技术领域，尤其涉及一种打桩偏离实时检测与纠偏系统及方法。

技术背景

打入桩又叫沉入桩，是靠桩锤的冲击能量将预制桩打(压)入土中，使土被压挤密实，以达到加固地基的作用。沉入桩所用的基桩主要为预制的钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩。沉入桩的施工方法主要有：锤击沉桩、振动沉桩、射水沉桩、静力压桩以及钻孔埋置桩等。打入桩施工工艺日趋完善、施工进度较快且有一定的承载能力，因此，近年来发展迅速。但在打桩过程中，场地不平，打桩和导杆不直，稳桩时桩不垂直，桩顶不平，桩帽、桩锤及桩不在同一直线上，桩制作时桩身弯曲超过规定，桩尖偏离桩的纵轴线较大，桩顶桩帽倾斜，均会引起桩身倾斜，桩身倾斜会导致桩达不到设计控制要求，影响桩基础的施工进度和施工质量，从而影响打入桩的使用范围。

专利文献CN103562463A公开了一种用于桩的测量系统，该测量系统包括用于使测量系统与打桩系统接合的安装框架，设置有用于测量桩的垂直度的至少一个测量装置的测量框架，其具体原理为使用倾度计或适于测量垂直度的任何其他装置测量桩或者打桩系统的垂直度。该系统能够测量桩或打桩系统的垂直度，检测打桩偏离，但是该系统存在结构复杂、测量精度受限于倾度计、不能实时反馈测量结果实时调整偏离角度等缺陷。

发明内容

为解决现有技术的上述不足，本发明提供一种打桩偏离实时检测与纠偏系统及方法，本发明通过力传感装置对打桩施工时的打桩锤的受力状态进行实时检测，并在偏离超出阈值时及时进行纠偏，保证施工在一个稳定且安全的要求下进行，克服了传统模式的滞后性。

本发明的具体技术方案如下：

一种打桩偏离实时检测与纠偏系统，所述系统包括传感装置、分析装置及纠偏装置，所述传感装置与所述分析装置连接，所述分析装置还与所述纠偏装置及打桩锤控制系统连接，所述传感装置用于检测桩定点处的受力情况并将所述受力情况发送给所述分析装置，所述传感装置包括多个压力传感器及对应的电路部分，所述压力传感器均匀布置在替打的下表面，所述分析装置根据接收到的桩各个点处的受力情况分析打桩状态，得出偏离角度，在所述偏离角度超出阈值时向所述打桩锤控制系统发出停锤信号，并向所述纠偏装置发出纠偏信号，所述纠偏装置根据所述纠偏信号，对打桩锤进行角度校正。

进一步地，所述压力传感器的数量为2、4、6或8个，数量为2个时，所述两个压力传感器对称分布，数量为4个时，所述4个压力传感器呈正方形排布，数量为6个时，所述6个压力传感器呈正六边形排布，数量为8个时，所述8个压力传感器呈正八边形排布。

进一步地，所述多个压力传感器按顺序连接形成整体，且所述多个压力传感器的引出线端伸出所述替打的下表面。这样可以避免引出线焊点受到打桩锤的直接冲击，延长压力传感器的使用寿命。

进一步地，所述压力传感器为电阻应变片式压力传感器，所述电阻应变片采用阻值为120Ω的箔式应变片，其包括绝缘基底层、应变敏感元件、绝缘覆盖层及引出线。所述绝缘基底层及绝缘覆盖层采用陶瓷材料，绝缘电阻大于5000MΩ。陶瓷材料具有高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动能力。

进一步地，所述电路部分包括电桥、振荡器、放大器、相敏检波器及低通滤波器。

进一步地，所述纠偏装置根据所述偏离角度计算出需要调整的角度，对桩架的角度进行调整实现对打桩锤角度的校正，在调整完成之后，向所述打桩锤控制系统发送偏离纠正完成信号，所述打桩锤控制系统控制打桩锤重新开始工作。

进一步地，所述系统还包括输入装置及输出装置，所述输出装置用于显示打桩状态实时检测结果，所述输入装置用于输入控制信息，如偏离角度阈值等，所述偏离角度的阈值可以由用户根据实际情况进行设置。