一种自动记录预制桩锤击次数的装置及其方法
【专利摘要】本发明提供了一种自动记录预制桩锤击次数的装置及其方法,涉及建筑行业基础工程机械【技术领域】。针对现有的记录装置易产生误记;记录方法不能准确地确定有效打击,锤击数记录误差大的问题。本发明的装置包括锤击数记录模块,它还包括与锤击数记录模块信号连接的惯性激发触发模块。方法:一、提供一自动记录预制桩锤击次数的装置;二、在锤击数记录模块中设定加速度激发临界值;三、通过惯性激发模块获取打桩机中柱塞与桩帽相对运动产生的瞬时加速度值;四、以瞬时加速度值触发锤击数记录模块,通过加速度激发临界值来实现有效锤击的界定并累计记录有效锤击数。本发明应用于预制桩锤击沉桩施工中。
【专利说明】一种自动记录预制粧锤击次数的装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑行业基础工程机械【技术领域】,特别涉及一种能够自动记录预制桩锤击次数的装置及其方法。
【背景技术】
[0002]预制桩打入锤击数是沉桩质量的评价标准之一。
[0003]目前,锤击数的记录通常有三种做法:第一,通过打桩机的档位,可大致反映出活塞单位时间内运动的次数,单根桩的沉桩时间由人工记录,通过打桩时选用的档位及所用的时间可以大致估算出单根桩的锤击数;第二,通过人工记录的方法确定单根桩的锤击次数;第三,通过锤击数自动记录装置记录锤击声音次数,进而得到锤击次数。
[0004]上述三种预制桩锤击数记录方法及装置存在如下缺陷:
第一种方法,打桩机档位与活塞单位时间内的运动次数并非精确关联,人工记录的沉桩时间也具有很大的随意性,因此,通过这种方法记录的锤击数存在一定的误差,同时这种方法也不能很好地区分有效锤击和无效锤击。
[0005]第二种方法,由于目前沉桩往往需要几百锤,沉桩过程中还要进行接桩等操作,人工记录锤击数很容易造成记录错误,另外,打桩过程中锤击是否有效往往根据经验判断,没有定量的依据,这也会导致锤击数记录的不确定性。
[0006]第三种方法,采用锤击数自动记录装置,由于它是以锤击声音为依据,这种装置在桩基较少且相互距离较远时具有较好的效果,但是,当桩基较多且距离较近时,容易产生误计;同时,这种记录方法也不能很好地区分有效锤击和无效锤击。
【发明内容】
[0007]针对现有的以锤击声音为依据的记录装置,易产生误记;且现有的记录方法不能准确地区分有效锤击和无效锤击,导致锤击数记录误差大的问题,本发明的目的是提供一种自动记录预制桩锤击次数的装置及其方法,采用本发明的自动记录装置及方法可以避免外界环境的干扰,能够方便、准确地记录预制桩沉桩的锤击数,为沉桩质量控制及桩承载力判断提供可靠的依据。
[0008]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括锤击数记录模块,它还包括与所述锤击数记录模块信号连接的惯性激发模块。
[0009]进一步地,它还包括与所述锤击数记录模块依次信号连接的锤击数储存模块和传输模块。
[0010]所述惯性激发模块包括加速度传感器和AD转换器,所述加速度传感器的信号输出端与所述AD转换器的信号输入端连接。
[0011]所述锤击数记录模块包括触发电路和电子计数器,所述AD转换器的信号输出端通过所述触发电路与所述电子计数器的信号输入端连接,所述电子计数器的信号输出端依次与所述锤击数储存模块及所述传输模块信号连接。[0012]所述触发电路内预设有加速度激发临界值,以实现有效锤击的界定。
[0013]另外,本发明还提供一种自动记录预制桩锤击次数的方法,包括如下步骤:
步骤一:提供一自动记录预制桩锤击次数的装置;
步骤二:在所述锤击数记录模块中设定加速度激发临界值;
步骤三:通过惯性激发模块获取打桩机中柱塞与桩帽相对运动产生的瞬时加速度值;步骤四:以所述瞬时加速度值触发所述锤击数记录模块,通过所述加速度激发临界值来实现有效锤击的界定并累计记录有效锤击数。
[0014]进一步地,在所述步骤四后还包括步骤五:将所述步骤四中的有效锤击数传输至所述锤击数储存模块及传输模块,以实现所述有效锤击数的存储和传输。
[0015]在所述步骤三中,所述AD转换器将所述瞬时加速度值转换为数字信号,并将所述数字信号传输给所述触发电路。
[0016]所述步骤四中,所述触发电路内预设有加速度激发临界值,所述触发电路对比所述数字信号与所述加速度激发临界值,当所述数字信号大于等于所述加速度激发临界值,所述触发电路触发所述电子计数器进行累计计数得到所述有效锤击数。
[0017]所述步骤四中,当所述数字信号小于所述加速度激发临界值,所述电子计数器进行累计计数得到无效锤击数。
[0018]本发明的效果在于:
一、本发明的装置通过打桩惯性产生的加速度激发电子计数器,能够避免外界环境中声音、距离等因素的干扰,可以方便、准确地实现对预制桩锤击中有效锤击的计数。
[0019]二、本发明的装置通过传输模块中的发送和接收装置实现锤击数的传输和存储,能够使现场技术人员随时了解沉桩情况,方便了解和判断沉桩质量。
[0020]三、本发明的方法针对不同桩型、不同地质条件,设定不同的加速度激发临界值,并通过惯性激发模块激发锤击数记录模块,进而实现对有效锤击的界定和锤击数的累计,能够使现场技术人员随时了解沉桩情况,方便了解和判断沉桩质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明实施例一的自动记录预制桩锤击次数的装置之模块图;
图2为打桩机锤击预制桩过程的示意图之一;
图3为打桩机锤击预制桩过程的示意图之二;
图4为打桩机锤击预制桩过程的示意图之三;
图5为本发明实施例二的记录预制桩锤击次数的方法控制流程图;
图6为本发明实施例三的记录预制桩锤击次数的方法控制流程图;
图7为本发明实施例四的记录预制桩锤击次数的方法控制流程图。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图和具体实施例对本发明提出的自动记录预制桩锤击次数的装置及其方法作进一步详细说明。为叙述方便,下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致,但这不能成为本发明技术方案的限制。
[0023]实施例一:结合图1说明本发明的自动记录预制桩锤击次数的装置,它包括信号连接的惯性激发模块和锤击数记录模块。
[0024]惯性激发模块能够将测得的加速度转换为数字信号。它包括加速度传感器和AD转换器,加速度传感器的信号输出端与AD转换器的信号输入端连接。
[0025]锤击数记录模块用于实现对锤击次数的累计计数与显示。锤击数记录模块与惯性激发模块信号连接,它包括触发电路和电子计数器,触发电路内预设有加速度激发临界值,以实现有效锤击的界定。AD转换器的信号输出端通过触发电路与电子计数器的信号输入端连接。
[0026]优选地,本发明的装置还包括锤击数储存模块和传输模块。电子计数器的信号输出端依次与锤击数储存模块及传输模块信号连接,以实现锤击数的存储和传输。
[0027]本实施例中,加速度传感器采用三轴加速度传感器,电子计数器型号为SQK05J100-01。
[0028]结合图2至图4说明本发明的自动记录预制桩锤击次数的装置之工作过程:
请参见图2,其表示打桩机柱塞向下运动压缩气缸内气体的状态,当打桩机I的柱塞2(打桩锤)向下运动时,将封闭在气缸3内的空气进行压缩;图3表不打桩机I气缸内激发柴油爆燃的状态,当气缸3继续下落,直到缸体外的压销推压锤座上燃油泵的摇杆时,燃油泵就将油雾喷入气缸3内,油雾遇到燃点以上的高温气体,当即发生燃爆;图4表示打桩机I内爆炸力推动桩帽4及预制桩6向下运动的状态,爆发力向下冲击使桩帽4向下运动,同时向上顶推柱塞2向上运动,使气缸3回升。
[0029]桩帽4带动安装在其上的自动记录预制桩锤击次数的装置5出现向下运动趋势,当桩帽4对预制桩6进行有效锤击后,便通过自动记录预制桩锤击次数的装置5中的惯性激发模块激发锤击数记录模块中的电子计数器,电子计数器记录并累加有效锤击数。进一步地,有效锤击数由锤击数储存模块存储,并被发送到传输模块的接收端(接收端分为现场手持式和办公室电脑),从而实现有效锤击数的自动记录。待气缸3重新沿导杆坠落时,又开始第二次冲击循环。
[0030]本发明的装置是通过打桩惯性产生的加速度来激发电子计数器的,从而避免了外界环境中声音、距离等因素的干扰,可以方便、准确地实现对有效锤击的计数。
[0031]实施例二:结合图5说明本发明的自动记录预制桩锤击次数的方法,包括如下步骤:
一、初始设置:根据打桩机的不同桩型及不同的地质条件,在锤击数记录模块中设定加速度的激发临界值为X,有效锤击计数变量A初始值为O ;
二、信号转换:通过惯性激发模块获取打桩机I中柱塞2与桩帽4相对运动产生的瞬时加速度值X,并将瞬时加速度值X转换为数字信号;
三、界定有效锤击:以瞬时加速度的数字信号激发锤击数记录模块,利用加速度激发临界值X来实现有效锤击的界定,即判断瞬时加速度值X是否大于或等于激发临界值X,当判断结果为是时(即X≤X),则有效锤击计数变量A加I,并进入下一步,否则返回步骤二重新进行判断;
四、累加并储存有效锤击数。
[0032]本发明的自动记录预制桩锤击次数的方法针对不同桩型,不同地质条件,设定不同的加速度激发临界值X,通过惯性激发模块激发锤击数记录模块进而实现对有效锤击的界定,并累加和储存有效锤击数。
[0033]实施例三:结合图6说明本发明的自动记录预制桩锤击次数的方法,与实施例一不同的是,在步骤四后还包括:
五、存储并传输:将有效锤击数传输至锤击数储存模块处理并保存,通过传输模块中的发送和接收装置实现有效锤击数的传输和存储,能够使现场技术人员随时了解沉桩情况,方便了解和判断沉桩质量。
[0034]实施例四:结合图7说明本发明的自动记录预制桩锤击次数的方法,与实施例一或二不同的是,它包括如下步骤:
一、初始设置:根据打桩机I的不同桩型及不同的地质条件,在锤击数记录模块中设定加速度的激发临界值为X,有效锤击计数变量A初始值为0,无效锤击计数变量B初始值为O ;
二、信号转换:通过惯性激发模块获取打桩机I中柱塞2与桩帽4相对运动产生的瞬时加速度值X,并将瞬时加速度值X转换为数字信号;
三、界定有效锤击:瞬时加速度的数字信号激发锤击数记录模块,利用加速度激发临界值X来实现有效锤击的界定,即判断瞬时加速度值X是否大于或等于激发临界值X,当判断结果为是时(即X≥X),则有效锤击计数变量A加1,并进入下一步,当判断结果为否时(即0〈χ〈Χ),无效锤击计数变量BWl;
四、累加并储存有效锤击数和无效锤击数;
五、存储并传输:将有效锤击数和无效锤击数传输至锤击数储存模块处理并保存,通过传输模块中的发送和接收装置实现有效锤击数和无效锤击数的传输和存储。
[0035]由于无效锤击对预制桩也有一定的作用,记录无效锤击次数可以为判断沉桩质量提供参考,因此,本实施例中对有效锤击数和无效锤击数分别进行了累加和储存,能够使现场技术人员随时了解沉桩情况,为判断沉桩质量提供依据。
[0036]上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于权利要求书的保护范围。
【权利要求】
1.一种自动记录预制桩锤击次数的装置,包括锤击数记录模块,其特征在于: 它还包括与所述锤击数记录模块信号连接的惯性激发模块。
2.根据权利要求1所述的自动记录预制桩锤击次数的装置,其特征在于:它还包括与所述锤击数记录模块依次信号连接的锤击数储存模块和传输模块。
3.根据权利要求2所述的自动记录预制桩锤击次数的装置,其特征在于:所述惯性激发模块包括加速度传感器和AD转换器,所述加速度传感器的信号输出端与所述AD转换器的信号输入端连接。
4.根据权利要求3所述的自动记录预制桩锤击次数的装置,其特征在于:所述锤击数记录模块包括触发电路和电子计数器,所述AD转换器的信号输出端通过所述触发电路与所述电子计数器的信号输入端连接,所述电子计数器的信号输出端依次与所述锤击数储存模块及所述传输模块信号连接。
5.根据权利要求4所述的自动记录预制桩锤击次数的装置,其特征在于:所述触发电路内预设有加速度激发临界值,以实现有效锤击的界定。
6.一种自动记录预制桩锤击次数的方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤一:提供一如权利要求1至5任一权利要求所述的自动记录预制桩锤击次数的装置; 步骤二:在所述锤击数记录模块中设定加速度激发临界值; 步骤三:通过惯性激发模块获取打桩机中柱塞与桩帽相对运动产生的瞬时加速度值; 步骤四:以所述瞬时加速度值触发所述锤击数记录模块,通过所述加速度激发临界值来实现有效锤击的界定并累计记录有效锤击数。
7.根据权利要求6所述的自动记录预制桩锤击次数的方法,其特征在于:在所述步骤四后还包括: 步骤五:将所述步骤四中的有效锤击数传输至所述锤击数储存模块及传输模块,以实现所述有效锤击数的存储和传输。
8.根据权利要求6所述的自动记录预制桩锤击次数的方法,其特征在于:在所述步骤三中,所述AD转换器将所述瞬时加速度值转换为数字信号,并将所述数字信号传输给所述触发电路。
9.根据权利要求8所述的自动记录预制桩锤击次数的方法,其特征在于:所述步骤四中,所述触发电路内预设有加速度激发临界值,所述触发电路对比所述数字信号与所述加速度激发临界值,当所述数字信号大于等于所述加速度激发临界值,所述触发电路触发所述电子计数器进行累计计数得到所述有效锤击数。
10.根据权利要求9所述的自动记录预制桩锤击次数的方法,其特征在于:所述步骤四中,当所述数字信号小于所述加速度激发临界值,所述电子计数器进行累计计数得到无效锤击数。
【文档编号】E02D7/06GK103437355SQ201310368071
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2013年8月22日
【发明者】李鑫奎, 伍小平, 严再春, 夏飞, 黎奎奎 申请人:上海建工集团股份有限公司