基于北斗定位和電流傳感器的CFG樁灌入量監控系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種基于北斗定位和電流傳感器的CFG樁灌入量監控系統，屬于樁基施工管理領域。基于北斗定位和電流傳感器的CFG樁灌入量監控系統，該系統包括北斗定位裝置、電流傳感器和DTU，所述北斗定位裝置設置于鉆機上，用以提供樁的高程位移變化，判斷當前是否為提鉆過程；所述電流傳感器與拖地泵電連接，用以采集提鉆過程中地泵的實際電流；所述DTU與電流傳感器電連接，用以將采集到的拖地泵的工作電流上傳到云端服務器；還包括終端設備，所述終端設備與云端服務器通信連接，用以獲取云端服務器中的拖地泵的電流信息。通過本實用新型專利技術，采用云端轉發的方式避免了線纜直連，方便安裝拆除。

【技術實現步驟摘要】
基于北斗定位和電流傳感器的CFG樁灌入量監控系統
本技術屬于樁基施工管理領域，具體涉及一種基于北斗定位和電流傳感器的CFG樁灌入量監控系統。
技術介紹
在鐵路、公路等工程施工中，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和后用各種成樁機械制成的CFG樁因為其具有較好的技術性能和經濟性能被廣泛使用。為了確保樁可以將上部載荷有效的傳遞到深層地基中，成樁時混凝土的灌入量事關重要。但從樁機的角度來看，由于澆筑樁身的過程是在土層下進行，直接對灌入量監測比較困難，而從拖地泵角度來看，目前在市面上的拖地泵只能確定每小時標準泵入量，而不能監測每根樁的灌入量。因此，一種能實時且方便監測每根樁灌入量的技術手段是十分必要的。有兩個因素或影響灌入量的大小，一個因素是鉆入深度，另一個因素是樁孔直徑，根據關注側重點的不同，目前已有的測量灌入量的方案主要分為倆種：1.關注鉆入深度：以400mm孔徑為例，每少鉆入1m，灌入量將少0.1256立方米，在默認孔徑是標準的情況下，灌入量將直觀反饋鉆入深度，所以第一宗方案是通過在動力頭上方安裝高精度北斗定位系統，來采集鉆頭鉆入深度，再根據鉆入深度和鉆孔設計直徑計算得出理論灌入量；2.關注樁孔直徑：第一種方案得到的只是理論灌入量，并不能代表實際的灌入量，為了解決這個問題，第二種方案是采用電流傳感器直連采集設備，使用232或485通訊方式將數據通過線纜傳送到終端，由終端處理后得到灌入量。但是上述兩種現有技術都存在不足，缺點如下：采用北斗定位計算灌入量的方式，得到的值只是理論灌入量，沒有考慮到樁內部的縮頸和擴徑等情況，縮頸時成樁的樁徑會小于鉆孔設計直徑，所以計算出的灌入量會大于實際灌入量，擴徑時，成樁的樁徑會大于鉆孔的設計直徑，所以計算出的灌入量會小于實際灌入量。采用電流傳感器直連的方式，得到的值是實時的灌入量，但是因為樁機施工過程中需要時刻移動樁機機位，所以拖地泵一般距離樁機一到倆百米的距離，直連的話會造成以下四個問題，一是長距離的連接線纜會造成信號的丟失，二是在樁機移動的過程中，因為現場環境復雜很容易會造成線纜的磨損或者拽斷；三是樁機換樁區的時候，會對樁機和拖地泵進行拆除，線纜方式也不方便拆除和二次組裝。四是為了確保混凝土不凝固，拖地泵需要在一定時間間隔內進行攪拌，拖地泵攪拌時也會產生電流值，從而導致獲得的泵入時長大于實際的泵入時長，會造成計算出的灌入量偏大。
技術實現思路
為克服現有技術的不足，本技術提供了一種基于北斗定位和電流傳感器的CFG樁灌入量監控系統，通過本技術，能夠有效避免三個主要問題，一是灌入量的實時性；二是只計算提鉆過程中拖地泵的工作時長；三是采用云端轉發的方式避免了線纜直連，方便安裝拆除。一種基于北斗定位和電流傳感器的CFG樁灌入量監控系統，該系統包括北斗定位裝置、電流傳感器和DTU，所述北斗定位裝置設置于鉆機上，用以提供樁的高程位移變化，判斷當前是否為提鉆過程；所述電流傳感器與拖地泵電連接，用以采集提鉆過程中地泵的實際電流；所述DTU與電流傳感器電連接，用以將采集到的拖地泵的工作電流上傳到云端服務器；還包括終端設備，所述終端設備與云端服務器通信連接，用以獲取云端服務器中的拖地泵的電流信息。進一步，所述終端設備中設有信息存儲機構，所述信息存儲機構中存儲有通過試驗樁獲取的工作電流。進一步，所述終端設備中設有數據處理機構，所述數據處理機構連接信息存儲機構和終端設備的通信機構，通過比對通信機構獲取的拖地泵的電流信息和信息存儲機構里面存儲的試驗樁獲取的工作電流，獲取實際泵送時長。進一步，所述終端設備中還設有計算機構，所述計算機構連接數據處理機構，所述計算機構用以根據試驗樁獲取的標準泵入量(立方米/秒)來計算實時灌入量。本技術的優點在于：方便安裝，能實現非線纜安裝，并且測量數據準確，達到對實際灌入量實時監控的目的，為工程施工的成本核算提供了真實有效的參考標準。附圖說明圖1是本技術實施例提供的基于北斗定位和電流傳感器的CFG樁灌入量監控系統的模塊示意圖。具體實施方式下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術保護的范圍。需要說明的是，在不沖突的情況下，本技術中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。為使本技術的目的、技術方案和有點更加清楚，下面將結合附圖對本技術實施方案作進一步地詳細描述。如圖1所示，本技術中的基于北斗定位和電流傳感器的CFG樁灌入量監控系統，包括北斗定位裝置、電流傳感器和DTU，所述北斗定位裝置設置于鉆機上，用以提供樁的高程位移變化，判斷當前是否為提鉆過程；所述電流傳感器與拖地泵電連接，用以采集提鉆過程中地泵的實際電流；所述DTU與電流傳感器電連接，用以將采集到的拖地泵的工作電流上傳到云端服務器；還包括終端設備，所述終端設備與云端服務器通信連接，用以獲取云端服務器中的拖地泵的電流信息。作為優選而非限定，所述終端設備中設有信息存儲機構，所述信息存儲機構中存儲有通過試驗樁獲取的工作電流。作為優選而非限定，所述終端設備中設有數據處理機構，所述數據處理機構連接信息存儲機構和終端設備的通信機構，通過比對通信機構獲取的拖地泵的電流信息和信息存儲機構里面存儲的試驗樁獲取的工作電流，獲取實際泵送時長。作為優選而非限定，所述終端設備中還設有計算機構，所述計算機構連接數據處理機構，所述計算機構用以根據試驗樁獲取的標準泵入量(立方米/秒)來計算實時灌入量。在進行CFG樁施工過程中，當鉆入到設計深度后，提鉆的同時使用拖地泵將混凝土泵入到CFG樁桿中，在提鉆的同時，混凝土自然填充滿剛剛鉆好的孔中，所以拖地泵泵入的混凝土等同于CFG樁內的灌入量。本方案的設計原理是拖地泵在泵送混凝土的過程中，功率增加，根據P＝U*I可知，在電壓不變的情況下，電流將增大，通過測量拖地泵的工作電流，可以得到拖地泵的工作時間，拖地泵出廠時，都會在銘牌上標注有每小時標準泵入量F，該值與工作時間T的乘積，即可認定為每根CFG樁的灌入量RP＝F*T。基于此原理，首先需要在拖地泵處安裝電流傳感器(需設置波特率)和數傳單元(需設置與云服務器通信IP和端口)，傳感器框在拖地泵電源的火線上，數傳單元與傳感器連接，用于將傳感器的數據傳回云服務器上，云端的數據處理軟件，將拖地泵處電流傳感器的數據下發給樁機上的終端設備(需設置與云服務器通信IP和端口)，終端設備通過高精度北斗定位天線(需設置與終端設備通信的串口和波特率)獲取當前樁機是否在提鉆，當提鉆時，判斷云端傳來的拖地泵電流數據是否為工作狀態，如果是則開始計時，當提鉆完成后，根據工作時間和每小時標準泵入量計算該樁的灌入量，再通過可視化手段將該值展現出來。例如現本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種基于北斗定位和電流傳感器的CFG樁灌入量監控系統，其特征在于：該系統包括北斗定位裝置、電流傳感器和DTU，所述北斗定位裝置設置于鉆機上，用以提供樁的高程位移變化，判斷當前是否為提鉆過程；所述電流傳感器與拖地泵電連接，用以采集提鉆過程中拖地泵的實際電流；所述DTU與電流傳感器電連接，用以將采集到的拖地泵的工作電流上傳到云端服務器；還包括終端設備，所述終端設備與云端服務器通信連接，用以獲取云端服務器中的拖地泵的電流信息。/n

【技術特征摘要】
1.一種基于北斗定位和電流傳感器的CFG樁灌入量監控系統，其特征在于：該系統包括北斗定位裝置、電流傳感器和DTU，所述北斗定位裝置設置于鉆機上，用以提供樁的高程位移變化，判斷當前是否為提鉆過程；所述電流傳感器與拖地泵電連接，用以采集提鉆過程中拖地泵的實際電流；所述DTU與電流傳感器電連接，用以將采集到的拖地泵的工作電流上傳到云端服務器；還包括終端設備，所述終端設備與云端服務器通信連接，用以獲取云端服務器中的拖地泵的電流信息。


2.根據權利要求1所述的基于北斗定位和電流傳感器的CFG樁灌入量監控系統，其特征在于：所述終端設備中設有信息存儲機構，所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱宏偉，蔡德鉤，羅樹江，何憲民，賀鵬，吳迪，張千里，陳鋒，姚建平，劉星，李超，董亮，崔穎輝，閆宏業，堯俊凱，張君秀，
申請(專利權)人：中國鐵道科學研究院鐵道建筑研究所，北京天璣科技有限公司，北京鐵鋒建筑工程技術有限公司，北京鐵科特種工程技術有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11