【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及建筑工程中樁孔施工的，具體為一種智能化低凈空灌注樁施工設備、系統及方法。
技術介紹
1、旋挖鉆機作為現代化的工程機械設備，長期應用于基礎建設當中，如道路、橋梁、隧道等項目的樁基施工。隨著城市化進程加快，建筑空間狹窄，許多傳統旋挖鉆機由于結構高度較大，在有限空間難以進行工作。低凈空灌注樁鉆孔設備漸漸出現，不斷地優化設計，改良構造。
2、經檢索查到，公開文獻cn202111104328.4，公開了一種低凈空旋挖鉆機，包括履帶車，所述履帶車上安裝有下壓鉆孔機構，所述下壓鉆孔機構包括鉆桿，所述下壓鉆孔機構下方設有提土機構，所述提土機構包括護筒，護筒套裝在鉆桿外側，履帶車下方安裝有推土機構。本專利技術的有益效果是，此鉆機通過兩個電機和四個減速器為動力箱提供動力，動力更強勁，并且電機可安裝在動力箱一側，減小了其所占據的高度空間，便于在隧道內挖掘。
3、公開文獻cn202121838118.3，公開了一種低凈空鉆孔灌注樁施工樁機，涉及建筑機械
，包括底座，底座的頂部固定連接有井架，井架的一側滑動連接有滑動托架，滑動托架的一側固定連接有變速器，變速器的頂部設置有動力電機，動力電機的輸出端通過變速器固定連接有鉆桿，鉆桿的外側套接有重力掛鉤。該低凈空鉆孔灌注樁施工樁機，通過鉆機在螺旋鉆頭上加裝體開式旋挖鉆筒，鉆頭鉆進時帶動鉆筒削土，從而加快成孔速度，有效的防范了安全風險、降低了成本、加快了工程進度，取得了較好的效果，且鉆機結構靈活簡單，設備能夠通過增減井架數量自主調整鉆機高度，實現低凈空高壓線下安全作業。
4、針對上述現有技術，均未對低凈空灌注樁施工作業作出具體描述，尤其是關于智能化施工作業，包括智能化放線和智能規劃施工路徑、鉆孔時精準控制垂直度和鉆深，鉆桿出現偏斜如何進行針對性的調整作業，以及成孔質量智能檢測等方面。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是：如何解決低凈空、大鉆深樁基工程中智能化控制施工灌注樁的作業，包括智能掃描并建立模型、智能放線和點位投射、智能規劃施工路徑、鉆孔位置智能定位、智能姿態調整、垂直度和深度智能化控制等施工作業。
2、為了解決上述技術問題，專利技術人經過實踐和總結得出本專利技術的技術方案，本專利技術采用了如下技術方案：
3、一種智能化低凈空灌注樁施工方法，包括：
4、步驟1，施工現場掃描、建立模型
5、對施工現場進行全方位掃描，獲取精確的三維點云數據，通過軟件將點云數據轉換為三維模型，將其與控制系統中的實時數據進行集成，通過數據融合，對施工現場進行全面的監控和顯示；
6、步驟2，放線和點位投射、校正
7、對施工區域進行邊界放線，通過實時數據監測，校正放線與投射點位；
8、步驟3，自動規劃施工路徑
9、重構施工區域的三維圖像，利用自動化路徑規劃算法為施工裝備生成最佳的行走路線，鉆孔設備沿著最佳的行走路線到達施工點；
10、步驟4，鉆孔定位
11、對鉆孔位置進行標記，當鉆孔設備行進到距離鉆孔位置為1米范圍內，識別到鉆孔位置，并將鉆孔位置的相對信號輸入到工控機內；
12、工控機接收到鉆孔位置的信號后，工控機根據所測相對距離計算出鉆孔設備轉向和行進各自需要運行的時間，并且將信號輸入至plc控制系統，此時plc控制系統通過控制行進作用時間、通過控制轉向作用的時間來使鉆孔作業位置相對灌注樁中心的距離小于5mm，此刻定位結束；
13、步驟5，鉆孔前準備工作
14、在鉆孔位置周圍取四個點位，灌注樁為四個點位的內切圓且四個點位距離灌注樁中心的距離相等；
15、在每個點位處安裝聲波檢測傳感器，對采集到的聲波信號進行頻譜分析以及時域分析；
16、鉆孔設備進行姿態調整至水平狀態；
17、步驟6，鉆孔施工
18、垂直度控制組件檢測出鉆桿是否處于水平位置與垂直位置；
19、若顯示鉆孔處于垂直位置，鉆孔設備帶動鉆桿下行進行鉆孔作業，直至鉆孔所需深度；
20、若顯示鉆桿出現偏離狀態，plc控制系統會立即反饋給操作員，操作員根據垂直度控制組件上的反饋，plc控制系統通過糾偏校正組件對鉆桿進行微調，確保鉆桿繼續保持在預設的角度上；
21、根據聲波檢測傳感器對采集到的聲波信號進行頻譜分析和時域分析，判斷打孔過程中是否對灌注樁周圍的土壤結構發生破壞；
22、根據聲波檢測結果，調整鉆頭轉速與鉆壓，減少對樁孔周圍土壤的破壞；
23、步驟7，提鉆及孔內監測
24、在樁孔成孔后，鉆孔設備將鉆桿從孔內提出，在提鉆過程中實時監測孔內環境。
25、在本申請方案中，步驟2具體操作如下：
26、步驟21，在施工區域內設置放線基準點；
27、步驟22，經過激光放線儀對施工區域邊界放線；
28、步驟23，配合實時數據監測，判斷邊界和放線點位是否有誤；
29、如果有誤，校正放線位置，重復上述步驟21至步驟23；
30、如果無誤，標記放線位置，記錄并存檔數據，完成放線和點位投射、校正作業。
31、在本申請方案中，步驟3具體操作如下：
32、步驟31，通過激光掃描儀獲得三維圖像及孔的位置；
33、步驟32，通過絕對定義的方法監控設備位置和狀態；
34、步驟33，根據預設孔的位置進行路徑規劃；
35、步驟34，傳感器實時監控設備位置和狀態；
36、步驟35，判斷是否有動態障礙物；
37、如果有，報警提醒反饋到顯示屏中，plc控制系統進行減速或者停車，重復步驟33至步驟35；
38、如果沒有，繼續運動直到指定位置，完成自動規劃施工路徑作業。
39、在本申請方案中，在步驟5中，還包括智能姿態調整：
40、鉆孔設備上設置有姿態水平傳感器，姿態水平傳感器的信號輸出端與plc控制系統的輸入端連接，plc控制系統的控制信號輸出端連接至電控液壓閥；
41、啟動plc控制系統，并初始化姿態水平傳感器，姿態水平傳感器實時檢測設備的傾斜角度，將測量數據傳輸到plc控制系統；
42、plc控制系統根據姿態水平傳感器的信號確定鉆孔設備的水平度，并將所測的水平度與系統預設的水平度進行對比，如果檢測到傾斜偏差，plc控制系統計算出需要調整的調平液壓缸的位置；
43、plc控制系統發送控制信號到電控液壓閥，調節調平液壓缸的活塞桿伸出量，至車架處于水平姿態。
44、在本申請方案中，在步驟6中，垂直度控制組件包括兩組激光水平儀，糾偏校正組件包括兩組糾偏件，兩組激光水平儀分別設置在x和y方向上，兩組糾偏件同樣設置在x和y方向上；
45、垂直度控制和糾偏作業步驟如下：
46、步驟61，x和y方向上激光水平儀檢測車架的水平度；
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種智能化低凈空灌注樁施工方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種智能化低凈空灌注樁施工方法，其特征在于，步驟2的具體操作如下：
3.根據權利要求2所述的一種智能化低凈空灌注樁施工方法，其特征在于，步驟3的具體操作如下：
4.根據權利要求1所述的一種智能化低凈空灌注樁施工方法，其特征在于，在步驟5中，還包括智能姿態調整：
5.根據權利要求1所述的一種智能化低凈空灌注樁施工方法，其特征在于，在步驟6中，垂直度控制組件包括兩組激光水平儀（206），糾偏校正組件包括兩組糾偏件（208），兩組激光水平儀（206）分別設置在X和Y方向上，兩組糾偏件（208）同樣設置在X和Y方向上；
6.一種實施權利要求1至5任一項所述的一種智能化低凈空灌注樁施工方法的智能化低凈空灌注樁施工設備，其特征在于，所述智能化低凈空灌注樁施工設備包括：
7.根據權利要求6所述的一種智能化低凈空灌注樁施工設備，其特征在于，所述旋挖刀式鉆頭（204）的頂部外側設置有密封結構（210），密封結構（210）用于封堵旋挖刀式鉆頭（204
8.根據權利要求7所述的一種智能化低凈空灌注樁施工設備，其特征在于，所述密封結構（210）包括下上分布的氣囊體一（211）和氣囊體二（212），氣囊體一（211）和氣囊體二（212）的內側均設置有固定套（218），固定套（218）內預設有與氣囊體連通的進氣口和排氣口，固定套（218）固定在旋挖刀式鉆頭（204）的外側，氣囊體一（211）和氣囊體二（212）交替工作。
9.根據權利要求7所述的一種智能化低凈空灌注樁施工設備，其特征在于，所述密封結構（210）包括環狀囊體（213），環狀囊體（213）內側配合安裝有內套筒（214），內套筒（214）套裝在旋挖刀式鉆頭（204）的頂部外側且不會相對轉動，內套筒（214）的頂部和底部均設置有限位盤（215），限位盤（215）外徑小于孔徑；
10.根據權利要求6所述的一種智能化低凈空灌注樁施工設備，其特征在于，所述旋挖刀式鉆頭（204）包括鉆頭本體（2041）和軸向分布在鉆頭本體（2041）外側的刀片一（2042）和刀片二（2043），鉆頭本體（2041）的底部為開放式結構，刀片一（2042）位于刀片二（2043）的底部。
11.根據權利要求10所述的一種智能化低凈空灌注樁施工設備，其特征在于，所述刀片二（2043）包括底部轉動安裝在鉆頭本體（2041）外側的刀體（20431），刀體（20431）的頂部內側安裝有頂推桿（20432），頂推桿（20432）的一端轉動安裝在刀體（20431）上、另一端轉動連接有滑塊（20433），滑塊（20433）沿鉆頭本體（2041）的軸向方向滑動配合在鉆頭本體（2041）的外側，滑塊（20433）相對鉆頭本體（2041）的軸向位置可調。
12.根據權利要求11所述的一種智能化低凈空灌注樁施工設備，其特征在于，所述鉆頭本體（2041）的外側安裝有保護殼（20434），保護殼（20434）的內部安裝有檢測件（20436），保護殼（20434）底部轉動安裝有封堵板，封堵板底部轉動安裝有電動伸縮桿（20435），電動伸縮桿（20435）輸出端轉動安裝在滑塊（20433）上。
13.根據權利要求12所述的一種智能化低凈空灌注樁施工設備，其特征在于，所述鉆頭本體（2041）的外側安裝有軸向導軌（20437），軸向導軌（20437）內用于安裝滑塊（20433），軸向導軌（20437）的中部設置有止退齒槽條（204313），滑塊（20433）上設置有豁槽口，豁槽口內滑動配合有T形塊（20438），T形塊（20438）運動方向垂直于軸向導軌（20437）布設方向，T形塊（20438）上設置有過穿槽（20439）和調節槽（204311），調節槽（204311）和過穿槽（20439）連通且二者呈垂直布設，電動伸縮桿（20435）輸出端貫穿過穿槽（20439）并連接有連接塊（204310），連接塊（204310）滑動配合在調節槽（204311）內，調節槽（204311）沿遠離電動伸縮桿（20435）方向逐步偏離軸向導軌（20437），T形塊（20438）靠近止退齒槽條（204313）的一側設置有彈性止退塊（204312）用于和止退齒槽條（204313）適配。
14.根據權利要求13所述的一種智能化低凈空灌注樁施工設備，其特征在于，所述彈性止退塊（204312）包括設置在T形塊（20438）靠近止退齒槽條（204313）一側的安裝槽，安裝槽內安裝有彈簧體（2043121）和移動體（2043122）...
【技術特征摘要】
1.一種智能化低凈空灌注樁施工方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種智能化低凈空灌注樁施工方法，其特征在于，步驟2的具體操作如下：
3.根據權利要求2所述的一種智能化低凈空灌注樁施工方法，其特征在于，步驟3的具體操作如下：
4.根據權利要求1所述的一種智能化低凈空灌注樁施工方法，其特征在于，在步驟5中，還包括智能姿態調整：
5.根據權利要求1所述的一種智能化低凈空灌注樁施工方法，其特征在于，在步驟6中，垂直度控制組件包括兩組激光水平儀（206），糾偏校正組件包括兩組糾偏件（208），兩組激光水平儀（206）分別設置在x和y方向上，兩組糾偏件（208）同樣設置在x和y方向上；
6.一種實施權利要求1至5任一項所述的一種智能化低凈空灌注樁施工方法的智能化低凈空灌注樁施工設備，其特征在于，所述智能化低凈空灌注樁施工設備包括：
7.根據權利要求6所述的一種智能化低凈空灌注樁施工設備，其特征在于，所述旋挖刀式鉆頭（204）的頂部外側設置有密封結構（210），密封結構（210）用于封堵旋挖刀式鉆頭（204）頂部和孔壁間隙。
8.根據權利要求7所述的一種智能化低凈空灌注樁施工設備，其特征在于，所述密封結構（210）包括下上分布的氣囊體一（211）和氣囊體二（212），氣囊體一（211）和氣囊體二（212）的內側均設置有固定套（218），固定套（218）內預設有與氣囊體連通的進氣口和排氣口，固定套（218）固定在旋挖刀式鉆頭（204）的外側，氣囊體一（211）和氣囊體二（212）交替工作。
9.根據權利要求7所述的一種智能化低凈空灌注樁施工設備，其特征在于，所述密封結構（210）包括環狀囊體（213），環狀囊體（213）內側配合安裝有內套筒（214），內套筒（214）套裝在旋挖刀式鉆頭（204）的頂部外側且不會相對轉動，內套筒（214）的頂部和底部均設置有限位盤（215），限位盤（215）外徑小于孔徑；
10.根據權利要求6所述的一種智能化低凈空灌注樁施工設備，其特征在于，所述旋挖刀式鉆頭（204）包括鉆頭本體（2041）和軸向分布在鉆頭本體（2041）外側的刀片一（2042）和刀片二（2043），鉆頭本體（2041）的底部為開放式結構，刀片一（2042）位于刀片二（2043）的底部。
11.根據權利要求10所述的一種智能化低凈空灌注樁施工設備，其特征在于，所述刀片二（2043）包括底部轉動安裝在鉆頭本體（2041）外...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃金坤，金仁才，伍昌國，尹萬云，程安春，趙國輝，張建功，汪佳，饒思賢，羅仲龍，汪亦顯，郭盼盼，
申請(專利權)人：中國十七冶集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。