一種鋼管樁錘擊沉樁的貫入度檢測裝置及檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及鋼管粧沉粧貫入度檢測領域，尤其設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】
[0002] 粧基礎是深基礎應用最多的一種基礎形式，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，該已經被試驗和大量的工程實踐所證明。根據我國施 行的《港口工程粧基規(guī)范》（JTS167-4-2012)和《建筑粧基技術規(guī)范》（JGJ94-2008)，在沉粧 控制中對貫入度有明確的規(guī)定，當粧端位于堅硬、硬塑的粘性±及風化巖時，應W貫入度為 主，粧端標高為輔，同時對于堅硬±層，在粧基施工時對貫入度必須嚴格控制。國外粧基施 工中也大多是W貫入度為收鍵標準，如NFEN12063。貫入度的監(jiān)測同時也是鑒定地基情況和 保護基粧、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量監(jiān)測的主要技術難題之一。
[0003] 現有的測量設備為了避免振動造成誤差一般都是采用遠距離測量，測量精度受測 量人員經驗和周圍環(huán)境的直接影響。

【發(fā)明內容】

[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、安裝在所述粧鍵側部的鍵擊數傳感器、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及計算機；所述激光測距裝置有3個，每個激光測距裝置 都由一個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 關于水平面對稱布置，通過對其在豎直方向的變化進行二次積分，進而對激光測距裝置在 豎直方向的相對位移進行修正；所述激光測距儀與所述計算機無線連接。所述計算機控制 系統(tǒng)通過internet接收所述激光測距儀發(fā)射的信號。在計算機的控制系統(tǒng)中設置鋼管粧 貫入度的預設值和傾斜度的預設值，3個激光測距儀將檢測到的數據分別傳輸到計算機中， 計算機控制系統(tǒng)計算出=角形=條邊與其投影的夾角，進而檢測出鋼管粧在鍵擊沉粧過 程中的傾斜度，同時通過計算機控制系統(tǒng)進行實時反饋和比較，當傾斜度過大時自動報警。 所述激光測距儀將測量到的距離數據發(fā)送到計算機控制系統(tǒng)，所述鍵擊數傳感器將擊鍵次 數發(fā)送到所述計算機控制系統(tǒng)，所述計算機控制系統(tǒng)將接收到的距離數據和擊鍵次數一起 計算，得出平均貫入度和每一擊實測貫入度，并和預設值比較，不符合要求時，繼續(xù)沉粧，滿 足要求時，所述計算機控制系統(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，保證其測量的準確性。所述G-sensor是指重力傳感器。本技術方案實現了遠距離、 非接觸式和高精度的貫入度測量；配合鍵擊數傳感器，還實現了自動計算平均貫入度的功 能；同時根據=棱柱的幾何特性，計算機控制系統(tǒng)自動解算出鋼管粧的相對傾斜度，當傾斜 度過大時計算機控制系統(tǒng)自動發(fā)出警報；另外通過G-sensor對激光測距裝置的相對位移 進行實時修正，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 更準確。
[0006] 進一步地，所述3個激光測距儀呈=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。防止由于出現鋼管粧偏 離中屯、線太多，而導致反光膜無法接收到激光測距儀發(fā)射出來的信號。
[0007] 進一步地，所述3個激光測距儀與所在反光膜上的投影形成一個=棱柱，其中= 棱柱中=條側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， 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=棱柱的=條側邊邊長相 等時，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、反光膜和鍵擊數傳感器，并將激光測距儀與計算機 無線連接，調整所述激光測距儀的角度，使=個激光測距儀到反光膜上的距離相等；
[0011] S2、在計算機的控制系統(tǒng)中設置鋼管粧貫入度的預設值和傾斜度的預設值；
[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個激光測距儀將檢測到的數據分別傳輸到計算機中，計算機控制系統(tǒng)計算出= 角形=條邊與其投影的夾角，進而檢測出鋼管粧在鍵擊沉粧過程中的傾斜度，同時通過計 算機控制系統(tǒng)進行實時反饋和比較，當傾斜度過大時自動報警。
[0016] 所述激光測距儀將測量到的距離數據發(fā)送到計算機控制系統(tǒng)，所述鍵擊數傳感器 將擊鍵次數發(fā)送到所述計算機控制系統(tǒng)，所述計算機控制系統(tǒng)將接收到的距離數據和擊鍵 次數一起計算，得出平均貫入度和每一擊實測貫入度，并和預設值比較，不符合要求時，繼 續(xù)沉粧，滿足要求時，所述計算機控制系統(tǒng)發(fā)出停鍵指示。
[0017] 本技術方案實現了對鋼管粧沉粧過程中貫入度的檢測，通過與計算機控制系統(tǒng)預 設值進行比較，當貫入度過小時自動發(fā)出停鍵信號，減少了由于貫入度過低導致的損粧、損 鍵等事故，指導了鋼管粧沉粧施工，提高了施工效率，同時也加強了鋼管粧沉粧過程中的質 量控制。
[0018] 進一步地，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，根據設計規(guī)范確定每一擊的控制貫入度預 設值e，并設定最后停打標準；
[0020] S32、從打粧控制貫入度監(jiān)測開始點起，監(jiān)測每一擊所對應的貫入度e,，并將記錄 的數據傳遞至計算機控制系統(tǒng)；W及
[0021] S33、計算機控制系統(tǒng)對所獲得的數據進行處理，得到每一擊所對應的貫入度e,， 并與前述每一擊的控制貫入度預設值e進行比較，當滿足預設的最后停鍵標準時，計算機 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設值時，將該打粧時間點作為打粧控 制貫入度監(jiān)測開始點，較佳為15-25mm。
[0023] 進一步地，所述步驟S3中鋼管粧的貫入度通過如下步驟檢測：