CN107227729A - 挤密砂桩成桩监控方法及挤密砂桩成桩设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挤密砂桩成桩设备。所述挤密砂桩成桩设备包括支撑件、加固部件、发射装置、反射装置及处理装置。所述加固部件相对于所述支撑件可靠近及远离地设置，并设置为可挤压砂土以形成砂桩。所述发射装置与所述反射装置中的一个设置在所述支撑件上，另一个设置在所述加固部件上并跟随所述加固部件相对于所述支撑件可靠近及远离地设置。所述发射装置设置为可发射无线信号至所述反射装置。所述反射装置设置为可反射所述无线信号至所述发射装置。所述处理装置依据所述发射装置发射及接收的无线信号而获取所述加固部件的当前深度。

Description

挤密砂桩成桩监控方法及挤密砂桩成桩设备

技术领域

本发明涉及一种施工设备，特别是一种挤密砂桩成桩监控方法及挤密砂桩成桩设备。

背景技术

挤密砂桩法，是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后再将砂挤入土中，形成大直径的密实砂柱体的加固地基的方法。如何实现对砂桩成型工艺受控、便利于实施则成为了需要考虑的问题。

发明内容

本发明的目的之一是为了克服现有技术中的不足，提供一种便利于精准操控的挤密砂桩成桩监控方法及挤密砂桩成桩设备。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明提供一种挤密砂桩成桩监控方法。所述挤密砂桩成桩监控方法包括以下步骤：

提供支撑件；

提供加固部件，所述加固部件相对于所述支撑件可靠近及远离地设置，并挤压砂土以形成砂桩；

提供发射装置及反射装置，所述发射装置与所述反射装置中的一个设置在所述支撑件上，另一个设置在所述加固部件上；

所述发射装置发射无线信号至所述反射装置；

所述反射装置反射所述无线信号至所述发射装置；及

提供处理装置，所述处理装置依据所述发射装置发射及接收的无线信号而获取所述加固部件的当前深度。

优选地，还包括提供驱动装置，所述驱动装置驱动所述加固部件靠近及远离所述支撑件地设置。

优选地，所述处理装置包括控制单元，所述控制单元根据所述加固部件的当前深度而通过控制所述驱动装置以使得所述加固部件靠近及远离所述支撑件地设置。

优选地，当所述加固部件的当前深度小于预设深度时，所述控制单元控制所述驱动装置驱动所述加固部件靠近所述支撑件地设置。

优选地，所述处理装置还包括计算单元，所述计算单元依据所述发射装置在两个时刻获取的所述加固部件深度数值而计算得到所述加固部件的移动速度。

优选地，还包括提供驱动装置。所述驱动装置驱动所述加固部件靠近及远离所述支撑件地设置。所述处理装置包括控制单元，所述控制单元根据所述加固部件的当前深度而通过控制所述驱动装置以使得所述加固部件靠近及远离所述支撑件地设置；且所述控制单元依据所述加固部件当前的移动速度而控制所述加固部件的移动速度。

优选地，当所述加固部件当前的移动速度大于预设速度时，所述控制单元控制所述加固部件降低当前移动速度。当所述加固部件当前的移动速度小于预设速度时，所述控制单元控制所述加固部件升高当前移动速度。

本发明提供一种挤密砂桩成桩设备。所述挤密砂桩成桩设备包括支撑件、加固部件、发射装置、反射装置及处理装置。所述加固部件相对于所述支撑件可靠近及远离地设置，并设置为可挤压砂土以形成砂桩。所述发射装置与所述反射装置中的一个设置在所述支撑件上，另一个设置在所述加固部件上并跟随所述加固部件相对于所述支撑件可靠近及远离地设置。所述发射装置设置为可发射无线信号至所述反射装置。所述反射装置设置为可反射所述无线信号至所述发射装置。所述处理装置依据所述发射装置发射及接收的无线信号而获取所述加固部件的当前深度。

优选地，所述的挤密砂桩成桩设备还包括驱动装置。所述驱动装置驱动所述加固部件靠近及远离所述支撑件地设置。

优选地，所述处理装置包括控制单元，所述控制单元根据所述加固部件的当前深度及移动速度而通过所述驱动装置控制所述加固部件的移动距离及移动速度。

优选地，所述处理装置还包括计算单元，所述计算单元依据所述发射装置在两个时刻获取的加固部件的深度数值而计算得到所述加固部件的移动速度。

优选地，所述处理装置还包括存储单元及比较单元。所述存储单元用于存储所述加固部件的预设速度和预设深度。所述比较单元比较所述加固部件当前速度和当前深度与对应的预设速度和当前深度之间的大小，并将比较结果输出至所述控制单元。

与现有技术相比，本发明挤密砂桩成桩设备的加固部件移动距离和/或移动速度的测定采用发射装置与反射装置的配合，克服了传统方法(譬如：闭环状的钢丝绳与滑轮组的配合的测量方法)受天气影响导致的检测精度下降和设备发生故障的次数增多等不足，减小了施工过程中设备发生故障的机率，而且即使在设备发生故障时的维修与定期点检可以随时进行，提高了设备施工精度和施工作业效率。由于不受天气气候条件的影响，利用可长时间进行作业的雷达波测定数据具有连续性和较高的精度，可以与后台施工管理系统(譬如：处理装置)内的砂桩着底深度等数据一起进行演算或进行数据处理及指令执行，可以形成高品质的砂桩施工管理数据体系。

附图说明

图1为本发明提供的一种挤密砂桩成桩设备的主视图。

图2为图1的挤密砂桩成桩设备的侧视图。

图3为示出了图1中的发射装置的局部示意图。

图4为示出了图1中的反射装置的局部示意图。

图5为图1中的处理装置的结构框图。

图6为本发明提供的一种挤密砂桩成桩监控方法的实施方式之一的流程图。

图7为本发明提供的挤密砂桩成桩监控方法的实施方式之二的流程图。

图8为本发明提供的挤密砂桩成桩监控方法的实施方式之三的流程图。

图9为本发明提供的挤密砂桩成桩监控方法的实施方式之四的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述：

实施例一：

请参阅图1及图2，其为本发明提供的一种挤密砂桩成桩设备200。所述挤密砂桩成桩设备200包括支撑件210、设置在该支撑件210上的加固部件220、发射装置230及反射装置240。

所述支撑件210用于支撑所述挤密砂桩成桩设备200的其他部件。所述支撑件210只要能够起到相应的支撑即可。所述支撑件210可以为相应的平台或机架。在本实施例中，为了便利于整体移动所述挤密砂桩成桩设备200，所述支撑件210为平板车。

所述加固部件220相对于所述支撑件210可靠近及远离地设置。在本实施例中，所述加固部件220可以沿竖直方向往复移动。具体地，所述加固部件220竖直向下移动时，输出贯入力至砂桩上，并通过振动挤压砂桩，从而使得砂桩的深度符合预设的要求。所述加固部件220的具体形状及构造只要能够施加挤压力在相应的砂土上以形成相应的砂桩即可。所述加固部件220为可以为重力锤，譬如落锤、汽锤、柴油锤、液压锤等桩锤。在本实施例中，所述加固部件220可滑动地设置在下述导轨218上。更具体地，所述加固部件220沿竖直方向可往复移动地设置。可以理解的是，由于加固部件220直接挤压(接触)在砂土上并形成相应的砂桩，因而加固部件220的深度也即是砂桩的深度。

请一并参阅图3，所述发射装置230用于发生无线信号。所述发射装置230的具体型号及规格根据需要而选择。在本实施例中，所述发射装置230为可发射雷达信号的雷达发射装置。在本实施例中，所述发射装置230设置在所述加固部件220上，并跟随该加固部件220相对于所述支撑件210可靠近及远离地设置。也即是，所述加固部件220相对于所述发射装置240靠近及远离地设置。更具体地，所述发射装置230设置在所述加固部件220的底端外周壁上。所述发射装置230可以发生连续波或脉冲波信号。

请一并参阅图4，所述反射装置240用于接收所述发射装置230发出的无线信号，并将接收到的所述无线信号反射至所述发射装置230。所述反射装置240的具体型号及规格根据需要而选择。在本实施例中，所述反射装置240为可反射雷达信号的雷达反射装置。在本实施例中，所述反射装置240设置在所述支撑件210上。具体地，所述反射装置240通过下述支架214设置在所述支撑件210。更具体地，所述反射装置240设在支架214的底端外周壁上。

作为变形，所述发射装置230可以设置在所述支撑件210上。且，所述反射装置240设置在所述加固部件220上，并跟随该加固部件220相对于所述支撑件210可远离及靠近地设置。也即是，所述反射装置240与所述发射装置230之间彼此可靠近及远离地设置。

为了便利于实现对所述加固部件220的操控，在本实施例中，所述挤密砂桩成桩设备200还包括驱动装置250。所述驱动装置250的具体规格、种类及参数只要能够输出相应的驱动力即可。相应地，所述驱动装置250可以电动机、内燃机等。在本实施例中，为了提升驱动所述加固部件220竖直方向活动的效率，所述驱动装置250为卷扬机。所述卷扬机，也即是绞车。作为变形，所述加固部件220及所述驱动装置250可以构造为相应的打桩机。

为了提升所述驱动装置250驱动所述加固部件220的效率，本实施例中采用滑轮212实现对加固部件220的传动。当然，所述滑轮212也可以采用相应的滑轮组替代。本实施实例中采用支架214支撑所述滑轮212。具体地，所述滑轮212设置在所述支架214的顶端上。所述驱动装置250通过钢丝绳216驱动所述加固部件220。相应地，所述钢丝绳216穿过所述滑轮212，并连接所述加固部件220。也即是，在本实施例中，所述驱动装置250通过所述钢丝绳216牵拽所述加固部件220，实现对所述加固部件220的上述操作。所述加固部件220也可以通过自重而自由下落以施加冲击力在砂桩上。可以理解的是，所述加固部件220下落的距离的长短使得转化为贯入力的数值大小发生相应的变化。也即是，所述加固部件220下落的距离越长，最终转化为贯入力越大，反之亦然。所述驱动装置250通过所述钢丝绳216输出的拉力与所述加固部件220的重力相当时，可以实现对该加固部件220的悬停操作。

为了进一步稳定地实现加固部件220的移动，所述挤密砂桩成桩设备200还包括导轨218。所述导轨218设置在所述支架214上，并用于引导所述加固部件220的移动。在本实施例中，所述导轨218沿竖直方向延伸设置。

另外，为了便利于支撑其他部件及提升一体性能，本实施例中采用支撑件210实现前述部件的支撑。具体地，所述驱动装置250、所述处理装置280及所述支架214均设置在所述支撑件210上。在本实施例中，所述处理装置280与所述驱动装置250电连接。当然，所述处理装置280与所述驱动装置250可以通过无线方式实现信号传递及控制。

请一并参阅图5，所述处理装置280用于控制所述加固部件220的运行距离和/或速度。相应地，所述处理装置280通过控制所述加固部件220的运行距离而控制砂桩的深度。在本实施例中，所述处理装置280通过控制所述驱动装置250而控制所述加固部件220的运行距离和/或速度。所述处理装置280依据所述发射装置230发生及接收的无线信号而控制所述加固部件220。

为了便利于实现对砂桩成型周期的控制，所述处理装置280包括计算单元282。所述计算单元282根据所述发射装置230与所述反射装置240之间的间距在两个时刻的变化值而计算得到所述加固部件220的移动速度。也即是，所述计算单元282通过所述发射装置230与反射装置240在任意两个时刻之间的间距变化值而计算得到发射装置230相对于所述反射装置240的移动速度，从而得到所述加固部件220相对于静止的所述支撑件210的移动速度。

具体地，在本实施例中，所述加固部件220的移动速度的计算公式如下：

V＝ΔL/(t2-t1)；

其中，t1时刻加固部件220的深度为H1；

t1时刻发射装置230与反射装置240之间的距离为L1；

t2时刻发射装置230与反射装置240之间的距离为L2；

t2时刻发射装置230与反射装置240之间的距离变化为ΔL＝L2-L1；

t2时刻加固部件220的深度为H2＝H1+ΔL。

相应地，所述发射装置230与所述反射装置240之间的距离可以通过发射一次无线信号，通过所述反射装置240反射至所述反射装置230的总共耗费时间。将该总共耗费时间与无线信号传播速度乘积的一半作为所述发射装置230与所述反射装置240之间的距离。也即是所述计算单元282计算所述加固部件220的深度计算公式如下：

H＝v(t2-t1)/2；

其中，t1为所述发射单元发射无线信号的时刻；

t2为所述发射单元接收到无线信号的时刻；

v为所述无线信号的传播速度。在本实施例中，所述无线信号为雷达发射的电磁波，相应的无线信号的速度为光速。

所述处理装置280还包括比较单元284。所述比较单元284用于比较计算单元282计算得到的加固部件220的当前速度与预设速度之间的大小。所述比较单元284也可以比较计算单元282计算得到的加固部件220的当前深度与预设深度之间的大小。当然，所述比较单元284也可以采用相应的逻辑电路或逻辑器件实现其比较功能。

所述处理装置280还包括存储单元286。所述存储单元286用于存储相应的数据。在本实施例中，所述存储单元286存储预设的加固部件220的深度及速度数值。所述存储单元286可以为可读取、写入的存储器。所述存储单元286可以与用户界面连接，并通过用户界面而输入、修改相应的存储数据。也即是，根据需要，预设的加固部件220的深度及速度数值可以修改。

所述处理装置280包括控制单元288。所述控制单元288根据砂桩深度而控制所述加固部件220的运行距离。也即是，所述处理装置280通过所述控制单元288最终实现使得所述加固部件220挤压形成所需深度的砂桩。具体地，当所述比较单元284比较得出加固部件220的当前速度大于预设速度时，所述控制单元288控制所述驱动装置250以降低所述加固部件220的当前速度；当所述比较单元284比较得出加固部件220的当前速度小于预设速度时，所述控制单元288控制所述驱动装置250以提升所述加固部件220的当前速度。所述驱动装置250可以通过改变输出功率而改变加固部件220的速度大小。所述控制单元288可以通过一次或多次调整，并使得所述加固部件220的速度保持在预设速度。

所述处理装置280可以采用硬件，或习知的硬件与软件程序的结合以实现相应的控制操作。所述处理装置280可以包括单片机或微处理器。在本实施例中，所述处理装置280采用计算机。所述计算机并可以运行相应的施工管理系统。所述处理装置280还可以作为后台施工管理系统。所述处理装置280还可以存储相应砂桩着底深度等数据，从而与上述加固部件220的深度、速度等数据一起进行演算或进行数据处理及指令执行，可以形成高品质的砂桩施工管理数据体系。

实施例二：

请参阅图6，本发明还提供一种挤密砂桩成桩监控方法。所述挤密砂桩成桩监控方法包括以下步骤：

S202：提供支撑件210；

S204：提供加固部件220。所述加固部件220相对于所述支撑件210可靠近及远离，并挤压砂土以形成砂桩；

S206：提供发射装置230及发射装置240。将发射装置230与反射装置240中的一个设置在支撑件210上，另一个设置在加固部件220上。所述发射装置230发生无线信号至所述反射装置240。所述反射装置240反射所述无线信号至所述发射装置230。也即是，所述发射装置230为发射、接收一体的装置。

在本实施例中，所述反射装置240设置在所述支撑件210上。所述发射装置230设置在所述加固部件220上，并跟随该加固部件220靠近及远离所述支撑件210。也即是，所述发射装置230相对于所述反射装置240靠近及远离。

S208：提供处理装置280。所述处理装置280依据所述发射装置230发射及接收到的无线信号而获取砂桩深度数值。

实施例三：

请参阅图7，本发明还提供一种挤密砂桩成桩监控方法。所述挤密砂桩成桩监控方法包括以下步骤：

S202：提供支撑件210；

S204：提供加固部件220。所述加固部件220相对于所述支撑件210可靠近及远离，并挤压砂土以形成砂桩；

S2042：提供驱动装置250，所述驱动装置250驱动所述加固部件220靠近及远离所述支撑件210地设置；

S206：提供发射装置230及发射装置240。将发射装置230与反射装置240中的一个设置在支撑件210上，另一个设置在加固部件220上。所述发射装置230发生无线信号至所述反射装置240。所述反射装置240反射所述无线信号至所述发射装置230。

S208：提供处理装置280。所述处理装置280依据所述发射装置230发射及接收到的无线信号而获取砂桩深度数值。

在本实施例中，步骤S202、S204、S206、S208可以参照前述实施例二记载的对应内容。

实施例四：

请参阅图8，本发明还提供一种挤密砂桩成桩监控方法。所述挤密砂桩成桩监控方法包括以下步骤：

S202：提供支撑件210；

S204：提供加固部件220。所述加固部件220相对于所述支撑件210可靠近及远离，并挤压砂土以形成砂桩；

S2042：提供驱动装置250，所述驱动装置250驱动所述加固部件220靠近及远离所述支撑件210地设置；

S206：提供发射装置230及发射装置240。将发射装置230与反射装置240中的一个设置在支撑件210上，另一个设置在加固部件220上。所述发射装置230发生无线信号至所述反射装置240。所述反射装置240反射所述无线信号至所述发射装置230。

S208：提供处理装置280。所述处理装置280依据所述发射装置230发射及接收到的无线信号而获取加固部件220的当前深度。

S2082：所述处理装置280包括控制单元288；所述控制单元288根据加固部件220的当前深度而控制所述驱动装置250。

在本实施例中，步骤S202、S204、S206、S208可以参照前述实施例二记载的对应内容。

具体地，当所述加固部件220的当前深度大于预设深度时，所述控制单元288通过所述驱动装置250而减小所述加固部件220的当前深度；当所述加固部件220的当前深度小于预设深度时，所述控制单元288通过所述驱动装置250而增大所述加固部件220的当前深度。也即是，所述加固部件220向下移动至越靠近所述支撑件210，则深度越大，反之亦然。

实施例五：

请参阅图9，本发明还提供一种挤密砂桩成桩监控方法。所述挤密砂桩成桩监控方法包括以下步骤：

S202：提供支撑件210；

S204：提供加固部件220。所述加固部件220相对于所述支撑件210可靠近及远离，并挤压砂土以形成砂桩；

S2042：提供驱动装置250，所述驱动装置250驱动所述加固部件220靠近及远离所述支撑件210地设置；

S206：提供发射装置230及发射装置240。将发射装置230与反射装置240中的一个设置在支撑件210上，另一个设置在加固部件220上。所述发射装置230发生无线信号至所述反射装置240。所述反射装置240反射所述无线信号至所述发射装置230。

S208：提供处理装置280。所述处理装置280依据所述发射装置230发射及接收到的无线信号而获取砂桩深度数值。

S2083：所述处理装置280还包括计算单元282。所述计算单元282依据发射装置在两个时刻获取的砂桩深度数值而计算得到所述加固部件220的移动速度；

S2085：所述处理装置还包括比较单元284。所述比较单元284比较存储单元286中存储的预设移动速度与加固部件220的当前移动速度的大小；

S2087：所述处理装置280还包括控制单元288。当所述加固部件220的当前移动速度大于预设移动速度时，所述控制单元288通过所述驱动装置250降低所述加固部件220的当前移动速度；当所述加固部件220的当前移动速度小于预设移动速度时，所述控制单元288通过所述驱动装置250提高所述加固部件220的当前移动速度。

最终，通过所述控制单元288的调整，使得所述加固部件220的当前移动速度保持为预设移动速度。

在本实施例中，步骤S202、S204、S2042、S206、S208可以参照前述实施例四记载的对应内容。

以上仅为本发明较佳的实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (12)

1.一种挤密砂桩成桩监控方法，其特征在于，包括：

提供支撑件；

提供加固部件，所述加固部件相对于所述支撑件可靠近及远离地设置，并挤压砂土以形成砂桩；

提供发射装置及反射装置，所述发射装置与所述反射装置中的一个设置在所述支撑件上，另一个设置在所述加固部件上；

所述发射装置发射无线信号至所述反射装置；

所述反射装置反射所述无线信号至所述发射装置；及

提供处理装置，所述处理装置依据所述发射装置发射及接收的无线信号而获取所述加固部件的当前深度。

2.根据权利要求1所述的挤密砂桩成桩监控方法，其特征在于，还包括：

驱动装置，所述驱动装置驱动所述加固部件靠近及远离所述支撑件地设置。

3.根据权利要求2所述的挤密砂桩成桩监控方法，其特征在于：

所述处理装置包括控制单元，所述控制单元根据所述加固部件的当前深度而通过控制所述驱动装置以使得所述加固部件靠近及远离所述支撑件地设置。

4.根据权利要求3所述的挤密砂桩成桩监控方法，其特征在于：

当所述加固部件的当前深度小于预设深度时，所述控制单元控制所述驱动装置驱动所述加固部件靠近所述支撑件地设置。

5.根据权利要求1所述的挤密砂桩成桩监控方法，其特征在于：

所述处理装置还包括计算单元，所述计算单元依据所述发射装置在两个时刻获取的所述加固部件深度数值而计算得到所述加固部件的移动速度。

6.根据权利要求5所述的挤密砂桩成桩监控方法，其特征在于，还包括：

驱动装置，所述驱动装置驱动所述加固部件靠近及远离所述支撑件地设置；

所述处理装置包括控制单元，所述控制单元根据所述加固部件的当前深度而通过控制所述驱动装置以使得所述加固部件靠近及远离所述支撑件地设置；

且所述控制单元依据所述加固部件当前的移动速度而控制所述加固部件的移动速度。

7.根据权利要求6所述的挤密砂桩成桩监控方法，其特征在于：

当所述加固部件当前的移动速度大于预设速度时，所述控制单元控制所述加固部件降低当前移动速度；

当所述加固部件当前的移动速度小于预设速度时，所述控制单元控制所述加固部件升高当前移动速度。

8.一种挤密砂桩成桩设备，其特征在于，包括：

支撑件；

加固部件，所述加固部件相对于所述支撑件可靠近及远离地设置，并设置为可挤压砂土以形成砂桩；

发射装置及反射装置，所述发射装置与所述反射装置中的一个设置在所述支撑件上，另一个设置在所述加固部件上并跟随所述加固部件相对于所述支撑件可靠近及远离地设置；

所述发射装置设置为可发射无线信号至所述反射装置；

所述反射装置设置为可反射所述无线信号至所述发射装置；及

提供处理装置，所述处理装置依据所述发射装置发射及接收的无线信号而获取所述加固部件的当前深度。

9.根据权利要求8所述的挤密砂桩成桩设备，其特征在于，还包括：

驱动装置，所述驱动装置驱动所述加固部件靠近及远离所述支撑件地设置。

10.根据权利要求9所述的挤密砂桩成桩设备，其特征在于：

所述处理装置包括控制单元，所述控制单元根据所述加固部件的当前深度及移动速度而通过所述驱动装置控制所述加固部件的移动距离及移动速度。

11.根据权利要求10所述的挤密砂桩成桩设备，其特征在于：

所述处理装置还包括计算单元，所述计算单元依据所述发射装置在两个时刻获取的加固部件的深度数值而计算得到所述加固部件的移动速度。

12.根据权利要求11所述的挤密砂桩成桩设备，其特征在于，所述处理装置还包括：

存储单元，所述存储单元用于存储所述加固部件的预设速度和预设深度；及

比较单元，所述比较单元比较所述加固部件当前速度和当前深度与对应的预设速度和当前深度之间的大小，并将比较结果输出至所述控制单元。