一种记录液压静力压桩机工作量的系统及方法与流程

本发明涉及液压静力压桩机施工，具体为一种记录液压静力压桩机工作量的系统及方法。

背景技术：

1、液压静力压桩机具有工作噪声小、施工速度快、工作连续等特点，从而大量应用在软基处理领域。

2、目前常规的液压静力压桩机均液压油缸的往复运动带动预应力管桩入土，施工时只能根据液压油压力来换算出下压力，无法自动记录施工的桩长，及实桩空桩的长度；施工过程中容易导致出现所施工的预应力管桩深度不够、空桩过浅等问题；而且施工的每条桩的桩长信息不可追溯，无法精确评估整个软基处理工程的质量。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术提出的问题，本方案设计一种记录液压静力压桩机工作量的系统及方法，使用该技术可以自动分辨、记录施工时的每个桩号的空桩和实桩长度，并与设计情况进行实时对比，保证施工质量的可追溯性，提高施工质量。

2、本发明解决其技术问题所采用技术方案为：一种记录液压静力压桩机工作量的系统，包括控制主机、拉线编码器及油压传感器，所述拉线编码器及油压传感器分别数据连接所述控制主机。

3、所述拉线编码器安装在液压静力压桩机的工作油缸处，实时监测工作油缸的行程状态；并将数据传回所述控制主机。

4、所述油压传感器安装在液压静力压桩机的工作油缸处，实时监测工作油缸的油压状态；并将数据传回所述控制主机。

5、所述控制主机安装在液压静力压桩机的操作室，其包括有主板、显示器和存储器等硬件。所述控制主机接收所述拉线编码器及油压传感器的数据后，根据控制系统执行数据整理、逻辑分析、判断决策及控制信号等。

6、本发明还公开一种记录液压静力压桩机工作量的方法，其步骤如下：

7、步骤s1：在液压静力压桩机处安装上述一种记录液压静力压桩机工作量的系统的各硬件和系统，并进行调试标定；所述调试标定包括校准工作油缸的伸出行程和拉线编码器的长度测量，并校准油压传感器的油压力值与工作油缸的伸缩动作对应(此处可简单记为往外伸动作为正值、往回拉动作为负值，反之亦然)。

8、步骤s2：施工开始前，先往控制主机中输入该次记录的桩号、设计数据(包括终桩压力设计值n0、空桩长度设计值lk0、实桩长度设计值ls0、终桩压力设计误差率qn、实桩长度设计误差率qls、空桩长度设计误差率qlk和液压油缸校准方程n＝xp+y，式中n为液压油缸的压力值，p为液压油的压力值，x、y为方程常数，x、y常数的具体值由第三方检测机构对该液压油缸进行多次测试后确定，对该液压油缸进行标定后输入系统中计算)；施工开始后，拉线编码器和油压传感器将测量数据传回控制主机进行系统记录和分析。

9、其中，所述测量数据的记录为工作油缸每伸出一次，拉线编码器都记录一个长度数据li和时间数据ti 1；同时油压传感器记录液压油压力值pi和时间数据ti2。所述测量数据的分析处理步骤为：以时间数据为基准(将ti1与ti2对应)，开始分析,若压力值数据为正值，此时将拉线传感器的长度数据记为实桩长度(即li→+，则li＝lsi)；若压力值数据为负值，此时将拉线传感器的长度数据记为空桩长度(即li→-，则li＝lki)。

10、步骤s3：单个桩号施工完成后，操作手按控制主机上的停止，系统开始整理和反馈数据。其中，整理的数据包括：

11、根据公式lk＝lk1+lk2+…lki，将多个空桩长度相加得到单桩空桩数据lk；再根据公式qk＝(lk-lk0)/lk0，算出空桩长度误差率qk，并判断反馈合格情况，若空桩长度误差率qk＜空桩长度设计误差率qlk则误差合格，若空桩长度误差率qk≥空桩长度设计误差率qlk则误差不合格)；

12、根据公式ls＝ls1+ls2+…lsi，将多个实桩长度相加得到单桩实桩数据ls，再根据公式qs＝(lk-lk0)/lk0，算出实桩长度误差率qs，并判断反馈合格情况，若实桩长度误差率qs＜实桩长度设计误差率qls则误差合格，若实桩长度误差率qs≥实桩长度设计误差率qls则误差不合格；

13、将单桩空桩数据与单桩实桩数据相加，得到单桩深度数据(即l＝lk+ls)；

14、将最后一个空桩长度lki数据对应的油缸压力值pi代入校准方程ni＝xpi+y，计算出单桩的终桩压力数值ni；再根据公式qy＝(ni-n0)/n0算出终桩压力误差率qy，并判断反馈合格情况，若终桩压力误差率qy＜终桩压力设计误差率qn则误差合格，若终桩压力误差率qy≥终桩压力设计误差率qn则误差不合格。

15、系统实时反馈如下数据：

16、单桩空桩数据lk及误差合格情况；

17、单桩实桩数据ls及误差合格情况；

18、单桩深度数据l，假如反馈的单桩深度数据l没有达到施工要求的深度，则需要对该桩洞继续施工，直到符合施工要求，以保证施工质量；

19、单桩终桩压力n及误差合格情况，从大量的工程实践看，粘性土中长度较长的静压桩的极限承载力比压桩施工时的终压力要大，在某些土体固结系数较高的软土地区，静压桩获得的单桩竖向及限承载力可比终压力值高出一二倍，但是粘性土中的短桩，土体强度经一段时间的恢复，摩阻力虽有提升，但因桩身短，侧摩阻力占桩的及限承载力的比例差异不大，及限承载力达不到桩的终压力。因此对一些设计承载力较高的工程,终压力值宜尽量达到设计取值的1.5～1.7倍,并视土质及布桩情况考虑复压；对于14～21m的中长桩,终压力控制在设计值的1.7～2倍以上,宜复压3次；而小于14m的短桩,终压力控制在设计值的2～2.5倍以上,并复压3～5次，以保证施工质量。

20、本发明的有益效果是：本系统可自动记录液压静力压桩机作业时的主要参数，保证施工质量，系统所需传感器数量少、简单可靠，保证记录准确、稳定。本方案还公开利用该系统记录液压静力压桩机工作量的方法，通过系统判定逻辑，分别记录工作油压、空桩长度、实桩长度、单桩深度、终桩压力等信息，有效获取工作量的同时保证了施工质量。

技术特征：

1.一种记录液压静力压桩机工作量的系统，其特征在于，包括控制主机、拉线编码器及油压传感器，所述拉线编码器及油压传感器分别数据连接所述控制主机；

2.根据权利要求1所述的一种记录液压静力压桩机工作量的系统，其特征在于，所述控制主机包括有主板、显示器和存储器。

3.一种记录液压静力压桩机工作量的方法，其特征在于，其步骤如下：

4.根据权利要求3所述的一种记录液压静力压桩机工作量的方法，其特征在于，所述调试标定包括校准工作油缸的伸出行程和拉线编码器的长度测量，并校准油压传感器的油压力值与工作油缸的伸缩动作对应，当工作油缸外伸动作时对应油压传感器的油压力值为正值，当工作油缸回拉动作时对应油压传感器的油压力值为负值。

5.根据权利要求3或4所述的一种记录液压静力压桩机工作量的方法，其特征在于，步骤s2中所述设计数据包括终桩压力设计值n0、空桩长度设计值lk0、实桩长度设计值ls0、终桩压力设计误差率qn、实桩长度设计误差率qls、空桩长度设计误差率qlk。

6.根据权利要求5所述的一种记录液压静力压桩机工作量的方法，其特征在于，步骤s2中,所述测量数据的记录为工作油缸每伸出一次，所述拉线编码器都记录一个长度数据li和时间数据ti1；同时所述油压传感器记录液压油压力pi和时间数据ti2。

7.根据权利要求6所述的一种记录液压静力压桩机工作量的方法，其特征在于，步骤s2中,所述测量数据的分析处理步骤为：以时间数据为基准，将ti1与ti2对应，若油压力值数据为正值，此时将拉线传感器的长度数据记li为实桩长度lsi；若油压力值数据为负值，此时将拉线传感器的长度数据li记为空桩长度lki。

8.根据权利要求7所述的一种记录液压静力压桩机工作量的方法，其特征在于，步骤s3中所述整理数据包括：

9.根据权利要求7所述的一种记录液压静力压桩机工作量的方法，其特征在于，步骤s3中所述整理数据还包括：将单桩空桩数据lk与单桩实桩数据ls相加，得到单桩深度数据。

10.根据权利要求7所述的一种记录液压静力压桩机工作量的方法，其特征在于，步骤s3中所述整理数据还包括：

技术总结
本发明公开一种记录液压静力压桩机工作量的系统，包括控制主机、拉线编码器及油压传感器，所述拉线编码器及油压传感器分别数据连接所述控制主机；所述拉线编码器安装在液压静力压桩机的工作油缸处，所述油压传感器安装在液压静力压桩机的工作油缸处，所述控制主机安装在液压静力压桩机的操作室，所述控制主机接收所述拉线编码器及油压传感器的数据后，执行数据整理和分析。本系统可自动记录液压静力压桩机作业时的主要参数，保证施工质量，系统所需传感器数量少、简单可靠，保证记录准确、稳定。本方案还公开利用该系统记录液压静力压桩机工作量的方法,方便精确评估整个软基处理工程的质量。

技术研发人员：李金华,吕世明,张顺先,周志鸿,徐跃泉,刘锋
受保护的技术使用者：长大市政工程（广东）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11