[发明专利]CFG桩钻孔施工深度检测及施工控制系统和方法

说明书

本发明提出了CFG桩钻孔施工深度检测及施工控制系统和方法，其包括旁压试验系统、数据监测单元、数据转换单元、控制器和终端伺服，数据监测单元用于实时检测终端伺服的工作参数，并将检测的工作参数传输给数据转换单元；数据转换单元用于接收数据监测单元传输的工作参数，并将工作参数进行模/数转换，形成转化后数据，将转化后数据传输给控制器；控制器用于接收数据转换单元传输的转化后数据，并对转换后数据进行对比分析、汇总和储存，并根据对比分析结果实时对终端伺服发送工作指令；终端伺服用于根据控制器发送的工作指令对CFG桩进行钻孔作业和灌桩作业。

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，涉及建筑打桩技术，具体为CFG桩钻孔施工深度检测及施工控制系统和方法。

背景技术

CFG桩英文是Cement Fly-ash Gravel的缩写，意为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械设备制成的可变强度桩。通过调整水泥掺量及配比，可使强度等级在C5-C25之间变化，其是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作，故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。CFG桩一般采用长臂螺旋钻进行钻孔，利用混凝土注浆管内的泵压灌注混凝土、凝固后成桩。施工工艺先进；施工速度很快；成桩过程中使用的机械设备无噪音污染；成桩质量可靠；受地质影响程度相对较小；施工速度较快；可满足单桩承载力较高的高层建筑设计要求。

现有技术中采用长臂螺旋钻进行CFG桩施工的不足之处在于无法精确控制CFG桩的钻孔深度，经常出现超钻超灌的现象，使混凝土的灌注量增加，增加了施工成本。其主要原因是使用的钻孔深度监测控制措施比较落后，现有技术在孔深控制主要是在钻杆平行的机体上用尺子测量并标注好尺寸线，操作人员根据事先标注好的尺寸通过人工手动控制钻进深度，其操作误差大。

发明内容

针对上述现有的长臂螺旋钻进行CFG桩施工时，人工手动控制钻进深度，操作误差大，经常出现超钻超灌的现象，本发明提出了CFG桩钻孔施工深度检测及施工控制系统和方法。

其具体技术方案如下：

CFG桩钻孔施工深度检测及施工控制系统，包括旁压试验系统、数据监测单元、数据转换单元、控制器和终端伺服；

所述旁压试验系统用于测量CFG桩桩孔内对应土层的桩孔孔壁压力与桩孔扩张体积变化关系，并将该桩孔孔壁压力与桩孔扩张体积变化关系传输给控制器；

所述数据监测单元用于实时检测终端伺服的工作参数，并将检测的工作参数传输给数据转换单元；

所述数据转换单元用于接收数据监测单元传输的工作参数，并将工作参数进行模/数转换，形成转化后数据，将转化后数据传输给控制器；

所述控制器用于接收数据转换单元传输的转化后数据和旁压试验系统传输的桩孔孔壁压力与桩孔扩张体积变化关系，并对接收的转化后数据和桩孔孔壁压力与桩孔扩张体积变化关系之间进行对比分析、汇总和储存，根据对比分析结果实时对终端伺服发送工作指令；

所述终端伺服用于根据控制器发送的工作指令对CFG桩进行钻孔作业和灌桩作业。

进一步限定，所述CFG桩钻孔施工深度检测及施工控制系统还包括显示单元，所述数据转换单元将转换后数据传输给显示单元，所述显示单元用于接收转换后数据并进行显示。

进一步限定，所述工作参数包括CFG桩的钻孔深度、CFG桩的灌桩高度以及CFG桩钻杆底部出料口压力。

进一步限定，所述数据监测单元包括红外位移传感器、用于红外位移传感器的电磁波反射装置和位于CFG桩钻杆底部的压力检测传感器。

进一步限定，所述终端伺服包括卷扬机、钻杆钻进驱动装置或压力控制装置。