一種鋼管樁錘擊沉樁的貫入度檢測裝置及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及鋼管粧沉粧貫入度檢測領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種鋼管粧鍵擊沉粧的貫入度 檢測裝置及檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 粧基礎(chǔ)是深基礎(chǔ)應(yīng)用最多的一種基礎(chǔ)形式，將粧端置入較硬±層并貫入一定的深 度對提高粧的承載力有明顯的作用，該已經(jīng)被試驗(yàn)和大量的工程實(shí)踐所證明。根據(jù)我國施 行的《港口工程粧基規(guī)范》（JTS167-4-2012)和《建筑粧基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008)，在沉粧 控制中對貫入度有明確的規(guī)定，當(dāng)粧端位于堅(jiān)硬、硬塑的粘性±及風(fēng)化巖時(shí)，應(yīng)W貫入度為 主，粧端標(biāo)高為輔，同時(shí)對于堅(jiān)硬±層，在粧基施工時(shí)對貫入度必須嚴(yán)格控制。國外粧基施 工中也大多是W貫入度為收鍵標(biāo)準(zhǔn)，如NFEN12063。貫入度的監(jiān)測同時(shí)也是鑒定地基情況和 保護(hù)基粧、粧鍵的一種重要手段，但是貫入度的具體確定方法一直沒有十分明確的規(guī)定，貫 入度的檢測是粧基施工質(zhì)量監(jiān)測的主要技術(shù)難題之一。
[0003] 現(xiàn)有的測量設(shè)備為了避免振動(dòng)造成誤差一般都是采用遠(yuǎn)距離測量，測量精度受測 量人員經(jīng)驗(yàn)和周圍環(huán)境的直接影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種鋼管粧鍵擊沉粧的貫入度檢測裝置及檢測方法，利用激 光高精度、非接觸、動(dòng)態(tài)測量的特性，提高對鋼管粧的貫入度和傾斜度檢測的精度。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是一種鋼管粧鍵擊沉粧的貫入度檢測裝置，包括安裝在鋼管粧 頂部的粧鍵、安裝在所述粧鍵側(cè)部的鍵擊數(shù)傳感器、安裝在所述粧鍵上端的反光膜、位于該 反光膜正上方的激光測距裝置W及計(jì)算機(jī)；所述激光測距裝置有3個(gè)，每個(gè)激光測距裝置 都由一個(gè)激光測距儀和該激光測距儀上部的G-sensor組成；所述G-sensor與激光測距儀 關(guān)于水平面對稱布置，通過對其在豎直方向的變化進(jìn)行二次積分，進(jìn)而對激光測距裝置在 豎直方向的相對位移進(jìn)行修正；所述激光測距儀與所述計(jì)算機(jī)無線連接。所述計(jì)算機(jī)控制 系統(tǒng)通過internet接收所述激光測距儀發(fā)射的信號(hào)。在計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)中設(shè)置鋼管粧 貫入度的預(yù)設(shè)值和傾斜度的預(yù)設(shè)值，3個(gè)激光測距儀將檢測到的數(shù)據(jù)分別傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中， 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算出=角形=條邊與其投影的夾角，進(jìn)而檢測出鋼管粧在鍵擊沉粧過 程中的傾斜度，同時(shí)通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋和比較，當(dāng)傾斜度過大時(shí)自動(dòng)報(bào)警。 所述激光測距儀將測量到的距離數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，所述鍵擊數(shù)傳感器將擊鍵次 數(shù)發(fā)送到所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)將接收到的距離數(shù)據(jù)和擊鍵次數(shù)一起 計(jì)算，得出平均貫入度和每一擊實(shí)測貫入度，并和預(yù)設(shè)值比較，不符合要求時(shí)，繼續(xù)沉粧，滿 足要求時(shí)，所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出停鍵指示。G-sensor修正激光測距裝置在豎直方向的 位移，保證其測量的準(zhǔn)確性。所述G-sensor是指重力傳感器。本技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離、 非接觸式和高精度的貫入度測量；配合鍵擊數(shù)傳感器，還實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)計(jì)算平均貫入度的功 能；同時(shí)根據(jù)=棱柱的幾何特性，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)解算出鋼管粧的相對傾斜度，當(dāng)傾斜 度過大時(shí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)；另外通過G-sensor對激光測距裝置的相對位移 進(jìn)行實(shí)時(shí)修正，可將貫入度檢測裝置用于陸域、海上或其它環(huán)境下的沉粧施工過程中，測量 更準(zhǔn)確。
[0006] 進(jìn)一步地，所述3個(gè)激光測距儀呈=角形分布，所述=角形外接圓的直徑為所述 鋼管粧直徑的40% -60%，且S角形的外屯、在鋼管粧的中屯、線上。防止由于出現(xiàn)鋼管粧偏 離中屯、線太多，而導(dǎo)致反光膜無法接收到激光測距儀發(fā)射出來的信號(hào)。
[0007] 進(jìn)一步地，所述3個(gè)激光測距儀與所在反光膜上的投影形成一個(gè)=棱柱，其中= 棱柱中=條側(cè)邊的單邊最大長度小于或等于100米，W保證測量精度。
[000引進(jìn)一步地，所述S角形外接圓與鋼管粧的橫截面平行，角形的外屯、為參照點(diǎn)， 外屯、到所述反光膜的高線與鋼管粧的中屯、線平行，所述貫入度即為鍵擊前后外屯、到所述反 光膜高線之差。所述激光測距儀還用于檢測鋼管粧的垂直度，當(dāng)=棱柱的=條側(cè)邊邊長相 等時(shí)，鋼管粧橫截面與激光測距裝置平行，鋼管粧垂直于水平面。
[0009] 本發(fā)明還提供一種鋼管粧鍵擊沉粧的貫入度檢測方法，所述檢測方法包括如下步 驟：
[0010] S1、安裝激光測距裝置、粧鍵、反光膜和鍵擊數(shù)傳感器，并將激光測距儀與計(jì)算機(jī) 無線連接，調(diào)整所述激光測距儀的角度，使=個(gè)激光測距儀到反光膜上的距離相等；
[0011] S2、在計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)中設(shè)置鋼管粧貫入度的預(yù)設(shè)值和傾斜度的預(yù)設(shè)值；
[0012] S3、開始打粧，在沉粧過程中檢測鋼管粧的傾斜度和貫入度；W及
[0013] S4、停止打粧；
[0014] 其中，所述步驟S3中鋼管粧的傾斜度通過如下方法檢測：
[0015] 3個(gè)激光測距儀將檢測到的數(shù)據(jù)分別傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算出= 角形=條邊與其投影的夾角，進(jìn)而檢測出鋼管粧在鍵擊沉粧過程中的傾斜度，同時(shí)通過計(jì) 算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋和比較，當(dāng)傾斜度過大時(shí)自動(dòng)報(bào)警。
[0016] 所述激光測距儀將測量到的距離數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，所述鍵擊數(shù)傳感器 將擊鍵次數(shù)發(fā)送到所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)將接收到的距離數(shù)據(jù)和擊鍵 次數(shù)一起計(jì)算，得出平均貫入度和每一擊實(shí)測貫入度，并和預(yù)設(shè)值比較，不符合要求時(shí)，繼 續(xù)沉粧，滿足要求時(shí)，所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出停鍵指示。
[0017] 本技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)了對鋼管粧沉粧過程中貫入度的檢測，通過與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)預(yù) 設(shè)值進(jìn)行比較，當(dāng)貫入度過小時(shí)自動(dòng)發(fā)出停鍵信號(hào)，減少了由于貫入度過低導(dǎo)致的損粧、損 鍵等事故，指導(dǎo)了鋼管粧沉粧施工，提高了施工效率，同時(shí)也加強(qiáng)了鋼管粧沉粧過程中的質(zhì) 量控制。
[0018] 進(jìn)一步地，所述步驟S3中鋼管粧的貫入度通過如下步驟檢測：
[0019] S31、確定打粧控制貫入度監(jiān)測開始點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范確定每一擊的控制貫入度預(yù) 設(shè)值e，并設(shè)定最后停打標(biāo)準(zhǔn)；
[0020] S32、從打粧控制貫入度監(jiān)測開始點(diǎn)起，監(jiān)測每一擊所對應(yīng)的貫入度e,，并將記錄 的數(shù)據(jù)傳遞至計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；W及
[0021] S33、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到每一擊所對應(yīng)的貫入度e,， 并與前述每一擊的控制貫入度預(yù)設(shè)值e進(jìn)行比較，當(dāng)滿足預(yù)設(shè)的最后停鍵標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，計(jì)算機(jī) 控制系統(tǒng)給出停鍵指示；
[0022] 其中，在連續(xù)多次的每一擊貫入深度小于預(yù)設(shè)值時(shí)，將該打粧時(shí)間點(diǎn)作為打粧控 制貫入度監(jiān)測開始點(diǎn)，較佳為15-25mm。
[0023] 進(jìn)一步地，所述步驟S3中鋼管粧的貫入度通過如下步驟檢測：