一种用于灌注桩施工过程管控的方法与流程

1.本发明属于施工过程质量管控领域，更具体地，涉及一种用于灌注桩施工过程管控的方法。


背景技术：

2.随着我国基础建设速度的加快，水利水运、市政交通等基础设施建设规模和等级逐渐提高。在地基薄弱地区，为防治各种自然灾害，对构筑物地基的要求愈来愈高，这也就对基础的承载力和变形提出了更高的要求，特别是在复杂的地质条件下，如何又好又经济地解决地基基础问题，已成为整个工程的重难点。
3.而钻孔灌注桩作为基础工程构筑物的基础结构形式之一，具有承载力高、实用性强、强度刚度大、沉降均匀且沉降量小、施工噪声低，对周围环境和邻近的建筑设施影响不大等优点，被广泛应用于桥梁、护岸、房建等桩基工程中。
4.而灌注桩作为典型的隐蔽工程，需在施工现场短时间内连续完成，施工质量较难监测和检测，一旦工程完工后发现质量缺陷，修复难度高，进而造成重大的经济损失。随着工程建设规模、建设等级的不断提高，在灌注桩的施工和运维的各阶段，传统的实施方法已不能满足建设的强度和精度要求，其施工过程需逐步向智能化和数字化转变。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供了一种用于灌注桩施工过程管控的方法，该方法针对钻孔灌注桩施工中的质量控制要点所提出的，对灌注桩施工定位放样、成孔检测、泥浆比重监测、混凝土质量浇筑的信息进行监控和采集，形成灌注桩施工过程的智能化监测模式，实现工地数字化、精细化、智慧化，提升工程建设项目的施工质量和技术管理水平。
6.为了实现上述目的，本发明提供了一种用于灌注桩施工过程管控的方法，包括：
7.对灌注桩的施工机械在施工现场内进行施工定位，获取所述施工机械的坐标信息；
8.对灌注桩成孔进行检测，获取成孔信息；
9.采用仪表音叉装置对泥浆比重进行监测，获取泥浆比重信息；
10.对混凝土的接料、运输、浇筑的时间和位置信息进行监控。
11.可选地，在所述施工现场上设置基准站，在施工机械上设置移动站，导航系统根据所述基准站和所述移动站的监测信息对所述灌注桩的施工机械在施工现场内进行施工定位。
12.可选地，在信息显示装置上显示所述施工机械的坐标信息。
13.可选地，所述对灌注桩成孔进行检测包括对所述灌注桩成孔的孔径、孔深、垂直度进行检测和对所述灌注桩成孔的成孔沉渣进行检测。
14.可选地，对所述灌注桩成孔的孔径、孔深、垂直度进行检测包括：
15.在电动绞车上安装测孔探头；
16.通过电动绞车将所述测孔探头下放至灌注桩孔底部；
17.所述测孔探头上的四条测量腿在弹簧的作用下弹开直至井壁；
18.所述电动绞车牵引所述测孔探头上升，所述测量腿对所述灌注桩成孔的孔径、孔深、垂直度的信息进行采集。
19.可选地，对所述灌注桩成孔的成孔沉渣进行检测包括：
20.在电动绞车上安装沉渣探头；
21.通过电动绞车将所述沉渣探头下放至灌注桩钻孔底部沉渣层的上表面；
22.通过步进电机将沉渣探针伸向沉渣层；
23.通过沉渣探针的压力传感器和倾角传感器对所述灌注桩成孔的底部沉渣厚度的信息进行采集。
24.可选地，所述采用仪表音叉装置对泥浆比重进行监测包括：
25.将仪表音叉插入泥浆池中，使所述仪表音叉的一个叉体产生振动，利用所述仪表音叉的另一个叉体监测所述振动的频率；
26.根据所述振动的频率通过电路运算获取泥浆比重。
27.可选地，所述对混凝土的接料、运输、浇筑的时间和位置信息进行监控包括：
28.对混凝土运输车在卸料口接料过程的数据进行采集；
29.对混凝土运输车在运输过程的数据进行采集；
30.对混凝土运输车在现场浇筑过程中的数据进行采集。
31.可选地，通过所述卸料口的读取设备对混凝土运输车上的标签的读取对混凝土运输车在卸料口接料过程的数据进行采集，通过监控数据采集设备对混凝土运输车的实时监控对混凝土运输车在运输过程的数据进行采集，通过浇筑现场手机扫描混凝土运输车上的标签和登记浇筑位置对混凝土运输车在现场浇筑过程中的数据进行采集。
32.可选地，还包括：将所述坐标信息、所述成孔信息、所述泥浆比重信息和所述混凝土的接料、运输、浇筑的时间和位置信息上传到管理平台。
33.本发明提供了一种用于灌注桩施工过程管控的方法，其有益效果在于：
34.1、该方法基于北斗/gps定位系统的载波相位差分方法，实现对打桩位置的自动定位与导航，提高打桩效率，节省打桩人力，改进管理方式；
35.2、该方法在对灌注桩成孔后质量进行检测时，使用接触式仪器组合法，对成孔孔径、孔深、垂直度、沉渣厚度进行精确检测，提升检测效率和数据信息管理；
36.3、该方法对对测定泥浆浓度进行了优化，通过谐振音叉式传感器监测泥浆比重，可通过传感器实时监测泥浆池中的泥浆比重；
37.4、该方法将混凝土的接料、运输、浇筑过程中，混凝土运输车的信息、轨迹信息、接料信息、人员信息、灌注桩浇筑部位等通过物联网、二维码进行绑定联动，实现钻孔灌注桩混凝土浇筑质量管理；
38.5、该方法中获取的信息运用物联网和管理平台，形成灌注桩施工过程的智能化监测模式，实现工地数字化、精细化、智慧化，提升工程建设项目的施工质量和技术管理水平。
39.本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
40.通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
41.图1示出了根据本发明的一个实施例的一种用于灌注桩施工过程管控的方法的架构示意图。
42.图2示出了根据本发明的一个实施例的对混凝土的接料、运输、浇筑的时间和位置信息进行监控的示意图。
43.附图标记说明：
44.1、卸料口接料过程；2、运输过程；3、现场浇筑过程。
具体实施方式
45.下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
46.本发明提供一种用于灌注桩施工过程管控的方法，包括：
47.对灌注桩的施工机械在施工现场内进行施工定位，获取施工机械的坐标信息；
48.对灌注桩成孔进行检测，获取成孔信息；
49.采用仪表音叉装置对泥浆比重进行监测，获取泥浆比重信息；
50.对混凝土的接料、运输、浇筑的时间和位置信息进行监控。
51.具体的，该管控的方法在打桩定位时，获取施工机械的施工位置的信息，在灌注桩成孔完成后，获取对成孔的相关质量数据，在对泥浆比重进行监测时，采用仪表音叉插入到泥浆池中固定，使泥浆能够从仪表音叉之间流过，从而获取泥浆比重信息，在混凝土浇筑过程中，对混凝土的接料、运输、浇筑中重要的质量数据进行采集和记录，另外还对浇筑的位置进行监控，从而实现对灌注桩施工过程中质量控制要点进行数据信息的采集，使施工过程逐步向智能化和数字化转变，便于质量监控，在工程完工后出现质量缺陷容易修复。
52.可选地，在施工现场上设置基准站，在施工机械上设置移动站，导航系统根据基准站和移动站的监测信息对灌注桩的施工机械在施工现场内进行施工定位。
53.具体的，采用定位装置对施工机械进行定位，定位装置主要分为两个，在施工现场安装基准站，在施工机械上安装移动站，通过北斗导航或gps导航的方式进行对灌注桩进行施工定位。
54.可选地，在信息显示装置上显示施工机械的坐标信息。
55.具体的，施工机械的坐标信息通过信息显示装置展示给操作人员，以此实现打桩位置的自动定位与导航，信息显示装置展现给操作人员施工机械的相关数据，现场操作人员可以通过以上信息实时获取机械设备现在的坐标位置，灌注桩设计坐标的位置，以及两者之间的坐标偏差是多少，以此实现打桩位置的自动导航。
56.在一个实施例中，显示的相关数据包括：施工机械的所在孔号、采集数据的时间、施工机械的设备编号、灌注桩的设计坐标、实际打桩坐标、坐标偏差值等信息。
57.可选地，对灌注桩成孔进行检测包括对灌注桩成孔的孔径、孔深、垂直度进行检测和对灌注桩成孔的成孔沉渣进行检测。
58.具体的，对灌注桩成孔进行检测包括孔径、孔深、垂直度和成孔沉渣厚度的数据采集，这些无法直观展现灌注桩成孔的孔径周身及孔身整体倾斜变化，需要重点监测，及时发现质量缺陷，降低修复难度。
59.可选地，对灌注桩成孔的孔径、孔深、垂直度进行检测包括：
60.在电动绞车上安装测孔探头；
61.通过电动绞车将测孔探头下放至灌注桩孔底部；
62.测孔探头上的四条测量腿在弹簧的作用下弹开直至井壁；
63.电动绞车牵引测孔探头上升，测量腿对灌注桩成孔的孔径、孔深、垂直度的信息进行采集。
64.具体的，在对灌注桩成孔进行检测时采用集成接触式仪器组合设备，该设备包括测孔探头、电动绞车和主机，首先通过电动绞车将测孔探头下放至桩孔底部，附着在测孔探头上的四条测腿在弹簧的作用下弹开直至井壁，随着电动绞车牵引测孔探头上升时，其孔壁直径的变化带动测量腿倾角的变化，其变化由微处理传感器变成电信号，最后经主机内的相应软件计算后，获取成孔的孔径、孔深和垂直度信息，现场管理人员可以通过主机上的显示装置查看成孔效果。
65.在一个实施例中，获取的信息包括：检测成孔所在孔号、设计的成孔孔径、设计的成孔孔深、检测实际的孔深、垂直度、平均孔径、最大孔径、最小孔径、检测日期、检测单位、工程名称等信息。
66.可选地，对灌注桩成孔的成孔沉渣进行检测包括：
67.在电动绞车上安装沉渣探头；
68.通过电动绞车将沉渣探头下放至灌注桩钻孔底部沉渣层的上表面；
69.通过步进电机将沉渣探针伸向沉渣层；
70.通过沉渣探针的压力传感器和倾角传感器对灌注桩成孔的底部沉渣厚度的信息进行采集。
71.具体的，在对灌注桩成孔的沉渣进行检测时采用集成接触式仪器组合设备，该设备包括沉渣探头、电动绞车和主机，首先通过电动绞车将沉渣探头下放到灌注桩成孔的底部沉渣层的上表面，通过主机控制探头内部的步进电机，来驱动沉渣探针缓慢匀速的向沉渣层伸出，探针伸出过程中，探头内部压力和倾角传感器实时监测探针所受到的土层贯入阻力和探针的倾斜角度；当探针到达持力层时，探针受到的贯入阻力会发生突变，相关数据会显示在主机中的显示装置中，供现场操作人员进行查看，据此可以判断成孔底部的沉渣厚度。
72.可选地，采用仪表音叉装置对泥浆比重进行监测包括：
73.将仪表音叉插入泥浆池中，使仪表音叉的一个叉体产生振动，利用仪表音叉的另一个叉体监测振动的频率；
74.根据振动的频率通过电路运算获取泥浆比重。
75.具体的，施工过程中将仪表音叉直接插入到泥浆池中并将其固定，以使泥浆从音叉之间的空隙中流过，就能采集到其泥浆比重；两个传感器以压电晶体的形式设置两个叉
体上，一个叉体产生振动另一个叉体检测振动频率，通过移相和放大电路，叉体被稳定在固有谐振频率上；当泥浆流经叉体时，因泥浆质量的改变，引起谐振频率的变化，另一个叉体检测当前振动频率，经过电路运算计算出当前泥浆的比重。
76.可选地，对混凝土的接料、运输、浇筑的时间和位置信息进行监控包括：
77.对混凝土运输车在卸料口接料过程的数据进行采集；
78.对混凝土运输车在运输过程的数据进行采集；
79.对混凝土运输车在现场浇筑过程中的数据进行采集。
80.具体的，对混凝土运输车安装监控数据采集设备，能够实时准确的监控混凝土运输车的当前位置和行驶路线轨迹等信息，对混凝土运输车进行身份识别、定位，实现对每一辆混凝土运输车的混凝土料从拌合出站到现场浇筑全过程监测，为质量问题回溯提供相应的数据依据。施工现场通过手机小程序，扫描每辆到达浇筑现场的混凝土运输车，登记浇筑部位并实时上传，实现浇筑部位的质量管理。
81.可选地，通过卸料口的读取设备对混凝土运输车上的标签的读取对混凝土运输车在卸料口接料过程的数据进行采集，通过监控数据采集设备对混凝土运输车的实时监控对混凝土运输车在运输过程的数据进行采集，通过浇筑现场手机扫描混凝土运输车上的标签和登记浇筑位置对混凝土运输车在现场浇筑过程中的数据进行采集。
82.具体的，在混凝土料仓出料进出口处安装读取设备，当混凝土运输车倒车进入卸料口时，读取设备读取装载于混凝土运输车上的标签，开始记录接料时间；当凝土罐车倒车驶出卸料口时，读取设备读取并记录接料完成时间。同时将混凝土拌和信息与匹配同步记录；读取设备可以是rfid阅读器。
83.在混凝土运输车辆安装监控数据采集设备，可实时准确的监控混凝土运输车的当前位置、行驶路线轨迹、车辆行进速度、驾驶人员和车牌号信息。
84.在浇筑现场，施工人员通过手机小程序，现场扫描混凝土运输车上的二维码，手动登记该混凝土运输车混凝土的浇筑部位并实时上传，同时自动保存上传时间并将其作为开始浇筑时间，实现每盘混合料的浇筑部位的追溯。
85.在一个实施例中，在卸料口接料过程的数据包括接料开始时间、接料时长、接料结束时间、混凝土强度等级、浇筑部位，等数据信息；在运输过程的数据包括驾驶人员信息、运输车辆信息、行驶速度、运输轨迹等数据信息；在现场浇筑过程中的数据包括浇筑开始时间和浇筑结束时间。
86.可选地，还包括：将坐标信息、成孔信息、泥浆比重信息和混凝土的接料、运输、浇筑的时间和位置信息上传到管理平台。
87.具体的，在施工过程管控过程中，将灌注桩施工中的质量控制要点，通过各类监控设备进行监测，运用物联网和管理平台将采集到的数据信息传输到管理平台上，然后进行分类、汇总、统计、展示，把灌注桩施工的管控过程展示给管理者。
88.实施例
89.如图1和图2所示，本发明提供一种用于灌注桩施工过程管控的方法，包括：
90.对灌注桩的施工机械在施工现场内进行施工定位，获取施工机械的坐标信息；
91.对灌注桩成孔进行检测，获取成孔信息；
92.采用仪表音叉装置对泥浆比重进行监测，获取泥浆比重信息；
93.对混凝土的接料、运输、浇筑的时间和位置信息进行监控。
94.在本实施例中，在施工现场上设置基准站，在施工机械上设置移动站，导航系统根据基准站和移动站的监测信息对灌注桩的施工机械在施工现场内进行施工定位。
95.在本实施例中，在信息显示装置上显示施工机械的坐标信息。
96.在本实施例中，对灌注桩成孔进行检测包括对灌注桩成孔的孔径、孔深、垂直度进行检测和对灌注桩成孔的成孔沉渣进行检测。
97.在本实施例中，对灌注桩成孔的孔径、孔深、垂直度进行检测包括：
98.在电动绞车上安装测孔探头；
99.通过电动绞车将测孔探头下放至灌注桩孔底部；
100.测孔探头上的四条测量腿在弹簧的作用下弹开直至井壁；
101.电动绞车牵引测孔探头上升，测量腿对灌注桩成孔的孔径、孔深、垂直度的信息进行采集。
102.在本实施例中，对灌注桩成孔的成孔沉渣进行检测包括：
103.在电动绞车上安装沉渣探头；
104.通过电动绞车将沉渣探头下放至灌注桩钻孔底部沉渣层的上表面；
105.通过步进电机将沉渣探针伸向沉渣层；
106.通过沉渣探针的压力传感器和倾角传感器对灌注桩成孔的底部沉渣厚度的信息进行采集。
107.在本实施例中，采用仪表音叉装置对泥浆比重进行监测包括：
108.将仪表音叉插入泥浆池中，使仪表音叉的一个叉体产生振动，利用仪表音叉的另一个叉体监测振动的频率；
109.根据振动的频率通过电路运算获取泥浆比重。
110.在本实施例中，对混凝土的接料、运输、浇筑的时间和位置信息进行监控包括：
111.对混凝土运输车在卸料口接料过程1的数据进行采集；
112.对混凝土运输车在运输过程2的数据进行采集；
113.对混凝土运输车在现场浇筑过程3中的数据进行采集。
114.在本实施例中，通过卸料口的读取设备对混凝土运输车上的标签的读取对混凝土运输车在卸料口接料过程1的数据进行采集，通过监控数据采集设备对混凝土运输车的实时监控对混凝土运输车在运输过程2的数据进行采集，通过浇筑现场手机扫描混凝土运输车上的标签和登记浇筑位置对混凝土运输车在现场浇筑过程3中的数据进行采集。
115.在本实施例中，还包括：将坐标信息、成孔信息、泥浆比重信息和混凝土的接料、运输、浇筑的时间和位置信息上传到管理平台。
116.综上，该用于灌注桩施工过程管控的方法构建了灌注桩智能化管控架构，该管理架构分为设备层、传输层、应用层这三层架构，通过该管理架构实现对灌注桩施工过程的集成管理；设备层：主要是涉及到灌注桩施工过程中用到的硬件设备；传输层：主要是涉及到硬件设备之间的信息传输方式，以及设备与管理平台之间的传输方式；应用层：主要是将设备层中的硬件设备采集到的数据，通过传输层中的传输方式汇总到管理平台中，管理平台通过将采集到的数据信息进行分类、汇总、统计、展示，把灌注桩施工的管控过程展示给管理者。
117.以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。