[发明专利]一种锤击法管桩施工实时监测系统

说明书

本发明公开了一种锤击法管桩施工实时监测系统，将管桩数据监测采集设备安装在管桩内壁上，无线通信模块的天线安装在管桩外壁上，打开数据监测采集设备的电源，保持和无线通信模块连接正常，通过数据监测后台系统的后台系统可以与采集设备无线连接，当预制管桩沉桩施工时，数据监测采集设备通过加速度传感器采集到管桩下沉的动态变化信号，通过积分算法分析处理采集信号，生成贯入度数据和锤击数数据，利用无线数传模块将数据上传至后台系统，后台系统收到贯入度和锤击数信息后，结合管桩施工设计参数，可以进行数据分析，异常报警，和生产数据报表导出等各项操作，提供更加便捷的自动化施工管理手段。

技术领域

本发明涉及管桩施工技术领域，尤其涉及一种锤击法管桩施工实时监测系统。

背景技术

预制管桩在桥梁桩基等基础工程中得到较广泛使用，其适用地基土质范围较广，易于保证工程质量和工程进度。预制管桩的锤击法施工具有施工简单、施工质量易控制、单桩承载力好、工期短、造价低等特点。随着工程建设环境的趋于复杂化及建筑质量要求的提高，最终完成的工程质量不仅依赖于桩基础材料本身，也有赖于施工过程的严格合理控制。因此对于预制桩的锤击法施工过程的实时监测十分重要。

目前在锤击法打桩过程中，贯入度和锤击数的记录是由测量施工人员来测量和计数，操作麻烦又枯燥而且容易出错。目前有的施工人员通过模拟电路和激光设备自动记录锤击数和贯入度，但是该方法受温度、天气等环境影响较大，性能不稳定。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种锤击法管桩施工实时监测系统，实现对锤击法管桩施工过程的实时监测，可以实时记录管桩入土贯入度和锤击数，实现对管桩施工数据的有效采集和管理，对提升施工管理水平、保证施工质量有积极意义。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种锤击法管桩施工实时监测系统，主要由三个部分组成：安装于管桩壁上的数据监测采集设备、数据通信网络、数据监测后台系统；

所述数据监测采集设备以ARM处理器为控制核心，结合加速度传感器、供电系统构成；

ARM处理器主要完成数据采集、数据处理及通讯方面的任务；

加速度传感器的采集数据经过两级信号处理之后传输给ARM处理器；第一级处理电路将差分信号高质量地转换为输出信号，并提供偏置电压以使输出为正电压信号；第二级处理电路对输出的信号进行缩放；

供电系统采用电池；

所述数据通信网络主要作为通信链路，通信链路配置为无线方式，具体为安装在管桩外壁上的无线通信模块和数据监测后台系统中的无线通信模块；

将管桩数据监测采集设备安装在管桩内壁上；打开数据监测采集设备的供电系统，保持和无线通信模块连接正常；

所述数据监测后台系统，依托无线通信模块，实时获取管桩数据监测采集设备采集的实时数据；然后对监测数据进行有效数据分析，提取贯入度数据和锤击数数据。

本发明的进一步技术：

优选的，所述数据监测采集设备包括加速度计，加速度计安装于预制管桩内壁中，同时，与预制管桩之间加入缓冲装置，该缓冲装置等效为一弹簧阻尼装置；

加速度计与配重块紧密贴合，两者通过一弹簧阻尼装置或者等效于弹簧阻尼装置的结构与预制管桩连接。

优选的，数据监测采集设备通过加速度传感器采集到管桩下沉的动态变化信号，通过积分算法分析处理采集信号，生成贯入度数据和锤击数数据。

优选的，贯入度数据积分算法分析如下：