一种基于智能监测的预制桩的施工方法与流程

    专利2024-12-07  22


    本发明涉及预制桩施工,尤其涉及一种基于智能监测的预制桩的施工方法。


    背景技术:

    1、在建筑工程中,打桩机广泛用于基础建设施工中。其工况的主要特点是在打桩和拔桩作业时能够利用机体产生的高频振动,使桩体周围土壤产生液化,连接结构发生变化,减少桩体与土壤的摩擦力,再以挖掘机的大臂提升力将桩体沉入或拔出土壤,完成施工作业的过程。

    2、中国专利公开号:cn112176997a,公开了一种高频振动式打桩机构,属于建筑施工设备技术领域。包括下端开口的壳体和滑动连接在壳体内的驱动头,驱动头包括本体、活塞、减压台阶、进液环槽和进液通道,减压台阶与活塞之间形成一上行驱动腔,进液槽位于减压台阶下方的本体外壁上,活塞的顶部与壳体之间形成一下行驱动腔,进液通道连通下行驱动腔和进液环槽,壳体内壁上固定设置有套设在本体外壁的压差补偿套,壳体外具有连通各进液孔的进液腔,壳体外具有连通各回流孔的回流腔,本打桩机构还包括一液压泵和储液箱,液压泵的输出端连通进液腔,回流腔与储液箱连通,液压泵的输入端与储液箱相通;由此可见,所述现有技术存在以下问题:未考虑到根据现场的实际施工情况对振动打桩机的实际运行参数进行调节,影响了预制桩施工的施工效率。


    技术实现思路

    1、为此,本发明提供一种基于智能监测的预制桩的施工方法,用以克服现有技术中未考虑到根据现场的实际施工情况对振动打桩机的实际运行参数进行调节,影响了预制桩施工的施工效率的问题。

    2、为实现上述目的,本发明提供一种基于智能监测的预制桩的施工方法,包括:

    3、s1,标定和布桩,将振动打桩机安装在预制桩的顶部,并控制振动打桩机将预制桩沉入地层;

    4、s2,针对单个预制桩的沉入,在对应位置安装第一视觉监测器和第二视觉监测器,在沉入过程中根据第一视觉监测器获取的预制桩的沉入速度对振动打桩机的运行参数是否符合预设标准进行判定;其中对应位置的选定过程为,以预制桩为原点以施工地表为平面建立直角坐标系,并在x轴正半轴与y轴正半轴上分别设置第一视觉监测器和第二视觉监测器,且第一视觉监测器和第二视觉监测器到原点的距离相同;

    5、s3,在判定振动打桩机的运行参数不符合预设标准时,根据针对预制桩的第一沉入高度-振幅曲线图与第二沉入高度-振幅曲线图的斜率,控制振动打桩机将预制桩抬高预设高度并以预设放桩速度对预制桩进行二次沉桩;分析模块根据第一视觉监测器获取的预制桩的对应点位的横向移动路径绘制针对预制桩的第一沉入高度-振幅曲线图,根据第二视觉监测器获取的预制桩的对应点位的横向移动路径绘制针对预制桩的第二沉入高度-振幅曲线图;

    6、s4,在初步判定振动打桩机的运行参数不符合预设标准时,根据第一沉入高度-振幅曲线图和第二沉入高度-振幅曲线图对振动打桩机的运行参数是否符合预设标准进行二次判定,并在二次判定振动打桩机的运行参数不符合预设标准时,根据各参照预制桩的振幅与预制桩的振幅确定针对振动打桩机的处理方式,处理方式包括,将振动打桩机的振动频率调高至对应值,或控制振动打桩机将预制桩抬高预设高度并以预设放桩速度对预制桩进行二次沉桩;参照预制桩为以预制桩为原点预设半径内的各预制桩;

    7、s5,分析模块在判定振动打桩机的运行参数符合预设标准时,控制振动打桩机维持当前的运行参数运行,以完成针对各预制桩的沉入。

    8、进一步地,分析模块根据通过所述第一视觉监测器获取预制桩在各预设监测周期内的沉入速度确定振动打桩机的运行参数是否符合预设标准,并在判定振动打桩机的运行参数不符合预设标准时,根据第一预设沉入速度与沉入速度的差值将振动打桩机的振幅调低至对应值,或,根据第一沉入高度-振幅曲线图和第二沉入高度-振幅曲线图对振动打桩机的运行参数是否符合预设标准进行二次判定,或,根据预制桩的第一沉入高度-振幅曲线图与第二沉入高度-振幅曲线图的斜率确定针对振动打桩机的运行参数不符合预设标准的处理方式。

    9、进一步地,所述分析模块基于计算的施工评价值p确定振动打桩机的运行参数是否符合,并在初步判定振动打桩机的运行参数符合预设标准时,根据预制桩的直径将基于沉入速度确定振动打桩机的运行参数是否符合预设标准的判定标准调节至对应值,或,在判定振动打桩机的运行参数不符合预设标准时,根据各参照预制桩的振幅和预制桩的振幅确定针对振动打桩机的处理方式;

    10、施工评价值p为:

    11、

    12、其中h1为当前沉入高度,△h为预设评价高度,a1(h)为第一沉入高度-振幅曲线,a2(h)为第二沉入高度-振幅曲线。

    13、进一步地,所述分析模块基于预制桩的直径确定针对基于沉入速度确定振动打桩机的运行参数是否符合预设标准的判定标准的标准调节方式,且各标准调节方式针对判定标准的调节幅度均不相同;

    14、所述分析模块在完成针对判定标准的调节时,重新根据沉入速度确定振动打桩机的运行参数是否符合预设标准;

    15、分析模块在完成针对第二预设沉入速度的调节的条件下仍判定针对判定标准进行调节时,分析模块持续使用调节后的判定标准作为分析模块基于沉入速度确定振动打桩机的运行参数是否符合预设标准的判定标准,并根据各参照预制桩的振幅与预制桩的振幅确定针对振动打桩机的处理方式。

    16、进一步地,所述分析模块基于计算的预制桩参照值与参照预制桩参照值的参照差值确定针对振动打桩机的施工处理方式,包括,根据第三预设沉入速度与沉入速度的差值将振动打桩机的振动频率调高至对应值,或,控制振动打桩机将预制桩抬高预设高度并以预设放桩速度对预制桩进行二次沉桩,分析模块根据预设参照差值与参照差值的差值将预设放桩速度调高至对应值;

    17、其中,分析模块将当前预制桩的沉入高度标记为标定高度;

    18、参照预制桩参照值的获取过程为计算各参照预制桩的第一沉入高度-振幅曲线图在标定高度下的振幅值与第二沉入高度-振幅曲线图在标定高度下的振幅值的和并除以参照预制桩的数量;

    19、预制桩参照值为在标定高度下第一沉入高度-振幅曲线图的振幅值与第二沉入高度-振幅曲线图的振幅值的和。

    20、进一步地,所述分析模块基于预制桩的第一沉入高度-振幅曲线图在标定高度下的斜率与第二沉入高度-振幅曲线图在标定高度下的斜率的和确定针对振动打桩机的运行参数不符合预设标准的打桩机处理方式,包括,控制振动打桩机将预制桩抬高预设高度并以预设放桩速度对预制桩进行二次沉桩,分析模块根据沉入速度与第三预设沉入速度的差值将预设放桩速度调高至对应值,或,根据斜率和与预设斜率和的差值将预设高度调高至对应值。

    21、进一步地,所述分析模块基于计算的第三预设沉入速度与沉入速度的差值设有若干针对振动打桩机的振动频率的频率调节方式,且各频率调节方式针对振动打桩机的振动频率的调节幅度均不相同。

    22、进一步地,所述分析模块基于计算的预设参照差值与参照差值的差值,设有若干针对放桩速度的放桩调节方式,且各放桩调节方式针对预设放桩速度的调节幅度均不相同。

    23、进一步地,所述分析模块基于计算的沉入速度与第三预设沉入速度的差值设有若干针对预设放桩速度的调节方式,且各调节方式针对预设放桩速度的调节幅度均不相同。

    24、进一步地,所述分析模块基于计算的斜率和与预设斜率和的差值设有若干针对预设高度的调节方式,且各高度调节方式针对预设高度的调节幅度均不相同;

    25、所述分析模块基于计算的第一预设沉入速度与沉入速度的差值,设有若干针对振动打桩机的振幅的调节方式,且各振幅调节方式针对振动打桩机的振幅的调节幅度均不相同。

    26、与现有技术相比,对预制桩的实际施工进度即预制桩的沉入速度进行监测,在沉入速度过快时,降低振动打桩机的振幅以减少土体的排挤和变形,有效提高了预制桩的承载能力和稳定性,在沉入速度极慢时,判定因预制桩遇到硬质土层难以继续沉入地层,控制振动打桩机将预制桩抬高预设高度并以预设放桩速度对预制桩进行二次沉桩;在沉入速度较慢时,对振动打桩机的运行参数是否符合预设标准进行二次判定,在对现场的实际施工情况进行精准监测,并在监测结果不符合预设标准时对振动打桩机的运行参数进行调节的同时,进一步有效提高了预制桩施工的施工效率。

    27、进一步地,在沉入速度较慢时,计算针对预制桩的施工评价值p,即预制桩在下沉速度缓慢时的振幅与预制桩整体下沉振幅的差距,在差距较小时,即为施工评价值p过小时,判定振动打桩机的运行参数符合预设标准,在差距稍大时,即施工评价值p稍大时,根据预制桩的实际尺寸,即预制桩的直径对评价标准进行调节,以精准针对各型号预制桩的施工进行针对性监测判定;施工评价值p很大时,判定因预制桩遇到较硬,故根据各参照预制桩的振幅确定针对振动打桩机的处理方式,在根据预制桩施工中的具体情况针对性的对振动打桩机的运行参数进行调节的同时,进而有效提高了预制桩施工的施工效率。

    28、进一步地,获取各参照预制桩在标定高度下的振幅,与预制桩在标定高度下的振幅,在参照差值小的情况下判定该区域在标定高度下土层异常故将振动打桩机的振动频率调高至对应值;在参照差值较大的情况下,判定仅在预制桩施工范围内小区域的存在土壤异常,故仅针对单个预制桩,控制振动打桩机将预制桩抬高预设高度并以预设放桩速度对预制桩进行二次沉桩,并根据预设参照差值与参照差值的差值将预设放桩速度调高至对应值;以在有效提高振动打桩机针对各类地质的适用性的同时,进而有效提高了预制桩施工的施工效率。

    29、进一步地,在沉入速度过慢时,获取第一沉入高度-振幅曲线图中振幅的变化趋势即斜率和,并在振幅变化趋势过大时,将预制桩的抬高高度进行调节,使其超过硬质土层的高度,以充分使振动打桩机的振动力作用于硬质土层,以突破土层的抗阻力;在斜率和较小时,此时土质稍硬,通过调高沉桩速度,以减少振动打桩机在硬质土层中停留的时间,从而减少了桩体与土层之间的摩擦力和侧阻力。有效保证了桩体与土层之间的紧密接触和良好的嵌固效果,进而提高预制桩的承载能力。


    技术特征:

    1.一种基于智能监测的预制桩的施工方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的基于智能监测的预制桩的施工方法,其特征在于,分析模块根据通过所述第一视觉监测器获取预制桩在各预设监测周期内的沉入速度确定振动打桩机的运行参数是否符合预设标准,并在判定振动打桩机的运行参数不符合预设标准时,根据第一预设沉入速度与沉入速度的差值将振动打桩机的振幅调低至对应值,或,根据第一沉入高度-振幅曲线图和第二沉入高度-振幅曲线图对振动打桩机的运行参数是否符合预设标准进行二次判定,或,根据预制桩的第一沉入高度-振幅曲线图与第二沉入高度-振幅曲线图的斜率确定针对振动打桩机的运行参数不符合预设标准的处理方式。

    3.根据权利要求2所述的基于智能监测的预制桩的施工方法,其特征在于,所述分析模块基于计算的施工评价值p确定振动打桩机的运行参数是否符合,并在初步判定振动打桩机的运行参数符合预设标准时,根据预制桩的直径将基于沉入速度确定振动打桩机的运行参数是否符合预设标准的判定标准调节至对应值,或,在判定振动打桩机的运行参数不符合预设标准时,根据各参照预制桩的振幅和预制桩的振幅确定针对振动打桩机的处理方式;

    4.根据权利要求3所述的基于智能监测的预制桩的施工方法,其特征在于,所述分析模块基于预制桩的直径确定针对基于沉入速度确定振动打桩机的运行参数是否符合预设标准的判定标准的标准调节方式,且各标准调节方式针对判定标准的调节幅度均不相同;

    5.根据权利要求4所述的基于智能监测的预制桩的施工方法,其特征在于,所述分析模块基于计算的预制桩参照值与参照预制桩参照值的参照差值确定针对振动打桩机的施工处理方式,包括,根据第三预设沉入速度与沉入速度的差值将振动打桩机的振动频率调高至对应值,或,控制振动打桩机将预制桩抬高预设高度并以预设放桩速度对预制桩进行二次沉桩,分析模块根据预设参照差值与参照差值的差值将预设放桩速度调高至对应值;

    6.根据权利要求5所述的基于智能监测的预制桩的施工方法,其特征在于,所述分析模块基于预制桩的第一沉入高度-振幅曲线图在标定高度下的斜率与第二沉入高度-振幅曲线图在标定高度下的斜率的和确定针对振动打桩机的运行参数不符合预设标准的打桩机处理方式,包括,控制振动打桩机将预制桩抬高预设高度并以预设放桩速度对预制桩进行二次沉桩,分析模块根据沉入速度与第三预设沉入速度的差值将预设放桩速度调高至对应值,或,根据斜率和与预设斜率和的差值将预设高度调高至对应值。

    7.根据权利要求6所述的基于智能监测的预制桩的施工方法,其特征在于,所述分析模块基于计算的第三预设沉入速度与沉入速度的差值设有若干针对振动打桩机的振动频率的频率调节方式,且各频率调节方式针对振动打桩机的振动频率的调节幅度均不相同。

    8.根据权利要求7所述的基于智能监测的预制桩的施工方法,其特征在于,所述分析模块基于计算的预设参照差值与参照差值的差值,设有若干针对放桩速度的放桩调节方式,且各放桩调节方式针对预设放桩速度的调节幅度均不相同。

    9.根据权利要求8所述的基于智能监测的预制桩的施工方法,其特征在于,所述分析模块基于计算的沉入速度与第三预设沉入速度的差值设有若干针对预设放桩速度的调节方式,且各调节方式针对预设放桩速度的调节幅度均不相同。

    10.根据权利要求9所述的基于智能监测的预制桩的施工方法,其特征在于,所述分析模块基于计算的斜率和与预设斜率和的差值设有若干针对预设高度的高度调节方式,且各高度调节方式针对预设高度的调节幅度均不相同;


    技术总结
    本发明涉及预制桩施工技术领域,尤其涉及一种基于智能监测的预制桩的施工方法,包括,标定和布桩;根据第一视觉监测器获取的预制桩的沉入速度对振动打桩机的运行参数是否符合预设标准进行判定;根据针对预制桩的第一沉入高度‑振幅曲线图与第二沉入高度‑振幅曲线图的斜率控制振动打桩机将预制桩抬高预设高度并以预设放桩速度对预制桩进行二次沉桩;根据第一沉入高度‑振幅曲线图和第二沉入高度‑振幅曲线图对振动打桩机的运行参数是否符合预设标准进行二次判定;完成针对各预制桩的沉入;根据现场的实际施工情况对振动打桩机的实际运行参数进行调节,提高了预制桩施工的施工效率。

    技术研发人员:江庚春,张仕堪,庄杰星,谢荣,吴敦烽,李春琼,欧瑞程,刘涛,刘豪杰,卓占冠
    受保护的技术使用者:广东省源天工程有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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