一种基于北斗定位的挤密桩质量管控信息化系统的制作方法

本发明涉及挤密桩质量管控技术领域，具体为一种基于北斗定位的挤密桩质量管控信息化系统。

背景技术：

灰土挤密桩是一种传统的复合地基处理手段，主要目的是消除地基湿陷性、提高地基承载力、降低压缩性，通过灰土挤密桩机的柴油锤用冲击或振动的方法，将钢管打入土中，使之侧向挤密成孔，桩孔位置原有土体被强制侧向挤压，从而实现相邻孔间的土体密实度增大，将管拔出后形成桩孔，然后进行素土、灰土、石灰土、水泥等物料的回填和务实，并同原地基一起形成复合地基，灰土挤密桩可以在实现相同密度指标的同时，减少土方开挖和土方回填工程量，缩短至少50％工期，是一种经济使用的复合地基处理手段，但是大多数挤密桩施工管控工作还存在着一些问题；

1、现阶段的挤密桩施工过程，采用人工通过目测进行点位放样的方式，造成实际放样点位和设计点位差别较大，远远大于施工规范的桩孔偏移量，同时，由于生石灰在施工过程中容易被桩机履带损坏或被土掩埋，从而对机手找点造成干扰；

2、目前在灰土挤密桩质量管控过程中，采用人工抽检方式，而人工抽检无法做到百分之百覆盖，同时，抽检人员只能测量到孔深指标，对于孔的垂直度无法进行直观测量，且由于灰土挤密桩机每根桩施工时间较短，技术员工作量过大，可能会出现漏记、错记的情况；

3、并且现阶段灰土挤密桩成孔记录采用现场技术员人工在纸质文档上进行记录，每日工作结束后对每根桩的施工时长、孔深、垂直度、桩位偏差等参数进行记录，大大增加了技术员的工作量，且纸质记录容易被污损。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于北斗定位的挤密桩质量管控信息化系统，以解决上述背景技术中提出的现阶段的挤密桩施工过程，实际放样点位和设计点位差别较大，施工误差较大，无法对质量检查进行百分百覆盖，同时对于孔的垂直度无法进行直观测量，无法保证施工质量，并且数据记录工程量较大的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于北斗定位的挤密桩质量管控信息化系统，所述基于北斗定位的挤密桩质量管控信息化系统由北斗定位系统、传感器采集系统、数据上传系统和数据统计分析系统共同组成，所述北斗定位系统是用于实现桩机引导和孔深测量，所述传感器采集系统是用于实现垂直度测量，所述数据上传系统是用于实现施工过程数据上传，所述数据统计分析系统是用于实现对上传数据的统计分析和可视化展示。

优选的，所述北斗定位系统包括电源模块、北斗定位模块、中央控制模块、无线通信模块、监控模块、信号接收模块、信号推算模块、信号发送模块和tj2210北斗终端模块，在电源模块的驱动下通过中央控制模块的作用，北斗定位系统对数据信息进行接收处理后传送至tj2210北斗终端，并进行实时监控。

优选的，所述传感器采集系统包括电源模块、中央控制模块、存储模块、4g/5g通信模块、数据采集模块、信号转化模块、信号发送模块和信息显示终端，在电源模块的驱动下通过中央控制模块对数据信息采集转化后发送至信息显示终端，同时并通过存储模块对数据信息进行保存。

优选的，所述数据上传系统包括电源模块、主控模块、存储模块、数据读取模块和数据传输模块，在电源模块的控制下，主控模块对数据进行上传。

优选的，所述数据统计分析系统包括电源模块、数据存储模块、数据接收模块、数据分析模块和显示终端，在电源模块的驱动下通过数据接收模块对数据进行接收，经数据分析模块对数据进行分析后，将分析好的数据信息传送至显示终端，同时数据存储模块对数据信息进行存储。

优选的，所述北斗定位系统和传感器采集系统属于车载终端部分，数据上传系统和数据统计分析系统属于平台展示部分，车载终端部分负责现场传感器数据与北斗定位数据的处理、采集和上传，平台展示部分负责和终端进行数据交互、数据可视化和数据持久化存储。

本发明提供另一种技术方案是提供一种基于北斗定位的挤密桩质量管控信息化系统的方法，包括如下步骤：

s1：将北斗定位天线安装在桩机柴油锤上；

s2：将北斗定位天线安装在桩机驾驶室上，并将倾角传感器安装在桩架上，同时将tj2210北斗终端安装在驾驶室内；

s3：工作人员将施工现场的桩点设计文件导入平台系统中，并将桩点设计文件下发到桩机的tj2210北斗终端上；

s4：在驾驶室上的tj2210北斗终端的引导下，机手进行寻点打桩；

s5：北斗定位系统引导桩机到达桩点后开始将桩管打入土体中，在北斗定位系统的控制下，通过安装在驾驶室上方的定向天线和桩机驾驶室离地高度，获取地面标高；

s6：在北斗定位系统的控制下，通过定位天线的实时高程和地面标高之差，并根据tj2210北斗终端可得到当前孔深；

s7：安装在挤密桩桩架上的倾角传感器，检测桩架在平面x和y俩个维度的变化量δx和δy，通过公式：

vertical＝(tanδx²+tanδy²)^1/2*100％

计算出垂直度；

s8：通过4g网络将施工过程数据采集后上传到后台服务器；

s9：数据统计分析系统进行数据接收后，对接收的数据信息进行统计分析和持久化存储，并形成电子版报表；

s10：通过打印装置打印纸质版报表。

优选的，所述s9步骤中的数据统计分析和持久化存储，可对每根桩的施工数据进行采集上传，从而解决现场质量管控由人工抽检的问题，保证了灰土挤密桩施工的质量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于北斗定位的挤密桩质量管控信息化系统；

1、通过北斗高精度定位系统，根据安装在桩机柴油锤上的北斗定位天线实现桩机引导，可以实现无需放样即可进行工作的目的，并确保孔位偏移在规范范围内，并且在施工过程中，可通过北斗定位天线准确记录每根桩的孔深；

2、通过安装在桩身的倾角传感器，可以实时获取桩施工过程中，垂直度的变化情况，解决了传统手段该指标无法测量的问题，确保了施工质量；

3、通过安装在桩机驾驶室的北斗定向天线和安装在桩机柴油锤上的北斗定位天线，实现终端当桩尖打入地面即可自动开始记录施工过程数据的目的，无需机手进行干预；

4、通过4g网络将施工过程数据上传到后台服务器，进行数据统计分析和持久化存储后进行展示，同时可形成报表进行导出，作为三检资料。

附图说明

图1为本发明基于北斗定位的挤密桩质量管控信息化系统构成示意图；

图2为本发明北斗定位系统构成示意图；

图3为本发明传感器采集系统构成示意图；

图4为本发明数据上传系统构成示意图；

图5为本发明数据统计分析系统构成示意图；

图6为本发明系统架构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种基于北斗定位的挤密桩质量管控信息化系统，基于北斗定位的挤密桩质量管控信息化系统由北斗定位系统、传感器采集系统、数据上传系统和数据统计分析系统共同组成，北斗定位系统是用于实现桩机引导和孔深测量，传感器采集系统是用于实现垂直度测量，数据上传系统是用于实现施工过程数据上传，数据统计分析系统是用于实现对上传数据的统计分析和可视化展示。

北斗定位系统包括电源模块、北斗定位模块、中央控制模块、无线通信模块、监控模块、信号接收模块、信号推算模块、信号发送模块和tj2210北斗终端模块，在电源模块的驱动下通过中央控制模块的作用，北斗定位系统对数据信息进行接收处理后传送至tj2210北斗终端，并进行实时监控。

传感器采集系统包括电源模块、中央控制模块、存储模块、4g/5g通信模块、数据采集模块、信号转化模块、信号发送模块和信息显示终端，在电源模块的驱动下通过中央控制模块对数据信息采集转化后发送至信息显示终端，同时并通过存储模块对数据信息进行保存。

数据上传系统包括电源模块、主控模块、存储模块、数据读取模块和数据传输模块，在电源模块的控制下，主控模块对数据进行上传。

数据统计分析系统包括电源模块、数据存储模块、数据接收模块、数据分析模块和显示终端，在电源模块的驱动下通过数据接收模块对数据进行接收，经数据分析模块对数据进行分析后，将分析好的数据信息传送至显示终端，同时数据存储模块对数据信息进行存储。

北斗定位系统和传感器采集系统属于车载终端部分，数据上传系统和数据统计分析系统属于平台展示部分，车载终端部分负责现场传感器数据与北斗定位数据的处理、采集和上传，平台展示部分负责和终端进行数据交互、数据可视化和数据持久化存储。

为了更好的展现出基于北斗定位的挤密桩质量管控信息化系统的具体流程，本实施例中提出一种基于北斗定位的挤密桩质量管控信息化系统的方法，包括如下步骤：

s1：将北斗定位天线安装在桩机柴油锤上；

s2：将北斗定位天线安装在桩机驾驶室上，并将倾角传感器安装在桩架上，同时将tj2210北斗终端安装在驾驶室内；

s3：工作人员将施工现场的桩点设计文件导入平台系统中，并将桩点设计文件下发到桩机的tj2210北斗终端上；

s4：在驾驶室上的tj2210北斗终端的引导下，机手进行寻点打桩；

s5：北斗定位系统引导桩机到达桩点后开始将桩管打入土体中，在北斗定位系统的控制下，通过安装在驾驶室上方的定向天线和桩机驾驶室离地高度，获取地面标高；

s6：在北斗定位系统的控制下，通过定位天线的实时高程和地面标高之差，并根据tj2210北斗终端可得到当前孔深；

s7：安装在挤密桩桩架上的倾角传感器，检测桩架在平面x和y俩个维度的变化量δx和δy，通过公式：

vertical＝(tanδx²+tanδy²)^1/2*100％

计算出垂直度；

s8：通过4g网络将施工过程数据采集后上传到后台服务器；

s9：数据统计分析系统进行数据接收后，对接收的数据信息进行统计分析和持久化存储，并形成电子版报表；

s10：通过打印装置打印纸质版报表。

s9步骤中的数据统计分析和持久化存储，可对每根桩的施工数据进行采集上传，从而解决现场质量管控由人工抽检的问题，保证了灰土挤密桩施工的质量。

工作原理：在进行灰土挤密桩施工过程中，首先工作人员可将施工现场的桩点设计文件倒入平台系统中，并下发到现场桩机的终端上，通过安装在挤密桩机柴油锤的定位天线，根据北斗定位系统，可以获取当前锤中心位置的平面坐标xy，再通过与平台下发的桩点文件进行位置对比，引导机手进行寻点打桩；

在施工过程中，北斗定位系统引导桩机到达桩点后开始将桩管打入土体中，定位天线的高程也随之减小，通过安装在驾驶室上方的定向天线和桩机驾驶室离地高度，获取地面标高，当桩机就位后，自动开始记录数据，并通过定位天线的实时高程和地面标高之差得到当前孔深；

在对灰土挤密桩质量进行管控抽检过程中，通过安装在挤密桩桩架上的倾角传感器，检测桩架在平面x和y俩个维度的变化量δx和δy，通过公式计算出垂直度，并且，在施工过程中，通过数据上传系统，实现施工过程数据上传，再通过数据统计分析系统，对上传的数据进行统计分析和可视化展示，然后通过打印装置将电子版报表打印出。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。