软土地基塑料排水板施工深度远程检测系统及其检测方法与流程

本发明属于建筑行业中加固软地基领域，尤其涉及一种软土地基塑料排水板施工深度远程检测系统及其检测方法。

背景技术：

塑料板排水法是建筑行业中加固软地基的常用方法。该方法是用插板机将表面有纵向浅沟槽的塑料板条插入软土中，然后在地面上加载预压(或真空预压)，使软土中的水沿塑料排水板的垂直通道逸出，从而使地基排除水分而得以加速固结。以该方法处理地基，塑料板插入软土的深度以及插入的塑料板在处理的地基范围内排布密度，对工程质量有很大的影响。如塑料板插入深度不够或排布过疏，不能按设计要求排除基土中的水分，则该地基未能切实地加固而为加固后的建筑施工带来工程隐患。目前对塑料排水板施工时排水板的插入深度尚缺乏一种有效的监控装置。假如发生施工单位为节省工时和材料，使排水板的插入深度未达到设计要求，因缺乏简单的检验手段，则可能严重影响工程质量、导致重大经济损失。

塑料板排水法主要应用于高速公路、铁路、机场、电厂、堆场、港口、围垦、污水处理厂、垃圾填埋场、围海造陆、水利水电、码头建筑等工程中的软基处理项目。物流公司对基建质量和成本对公司长期的运行成本所造成的影响要求越来越高，为监督大平面堆场基础建设中的各道工序的工程质量，防止各种有意或无意的偷工减料，完全按照设计方案施工，严把质量关，必须对塑料排水板插机施工这一关键隐蔽工序工作过程进行全程实时监测并记录。目前，仍需要监理人员到现场工作才能准确记录工程状况，大大增加了工程管理成本。

目前，施工中一般采用的方法是在套管外侧刻有深度标记或在桩管上焊一个钢筋圈来控制这一指标。由于受土质条件、打设机具、操作水平等各方面的影响，稍有不慎就会出现大回带现象，致使板底标高达不到设计要求，而且施工中经常会出现这些超标情况。这主要是由于打设机具的套管尺寸不合理、下端开口过大、管靴的材料及尺寸和套管配合不够紧密、套管提升过快、操作不当等因素所造成的。另外，施工队伍的选择是影响施工质量不可忽视的重要因素，各施工单位施工人员的素质参差不齐，加之各单位大量使用临时工，在总包单位忽视对分包单位现场施工质量控制时，监理工程师现场监理过程中发现打假板、回带严重而未补打等质量恶性事故屡见不鲜。

建筑行业亟待推出一种可以既可严格控制塑料排水板的施工深度能达到设计要求，又能极大地减少监理工作量，以保证塑料排水板施工全程实时监测的监测系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种软土地基塑料排水板施工深度远程检测系统及其检测方法,施工中监理可以记录每次塑料排水板下插深度,并将采集到的信号无线传输到监理部门的计算机上，从而实现在线远程监理，以确保塑料排水板施工达到设计深度要求。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种软土地基塑料排水板施工深度远程自动检测系统,其特征是：包括放线盘、排水板打设深度远程记录装置和插板机升降信号检测装置；

所述放线盘包括放线盘底盘、转盘支架、滚轮、中轴和测量架连杆，所述放线盘底盘的中心垂直固装有中轴，中轴上部套装有滑动轴套，所述滑动轴套水平固装有测量架连杆，滑动轴套带动测量架连杆在中轴上上下滑动；

所述排水板打设深度远程记录装置包括支撑架、测量盒、编码器测量轮、编码器摆杆和升降式测量架，支撑架由左立柱、上横梁、右立柱、支撑架底盘构成方框形结构，支撑架的左立柱和右立柱上滑动连接有升降式测量架，所述升降式测量架包括横架和滑块，横架两端固接滑块，所述滑块包括滑块左右侧板和两对滚轴，两对滚轴的轴端与滑块左右侧板滑动连接并在支撑架的左立柱和右立柱表面上下滚动，所述横架上安装测量盒，测量盒内安装编码器及监控电路，所述测量盒外通过编码器摆杆安装编码器测量轮，编码器测量轮与编码器的转轴连接，编码器与监控电路处理器连接；

所述插板机升降信号检测装置包括磁力传感器支架、磁力传感器、高强度磁铁及插板机升降钢丝绳定滑轮，在插板机升降钢丝绳定滑轮的侧面间隔固装一组高强度磁铁，在磁力传感器支架上对应安装一组磁力传感器，所述磁力传感器与监控电路连接。

所述横架上设有1-3个排水板立挡辊和排水板平压辊。

所述放线盘底盘的下表面固接底盘支撑架。

所述测量架连杆包括左连杆、右连杆，左连杆与右连杆之间通过转轴连接，所述左连杆与右立柱上的滑块水平固接，右连杆与滑动轴套固接。

所述转盘支架下表面外圆周上固接有若干只滚轮架，所述滚轮架通过销轴销接滚轮，所述转盘支架中心通过支撑轴承与中轴下部连接，转盘支架通过滚轮及支撑轴承在放线盘底盘上表面转动。

所述监控电路包括处理器及第一远程无线传输模块。

所述应用远程自动检测系统的塑料排水板施工深度检测方法，具体步骤如下：

1)原料布置：将塑料排水板放在检测系统的多层放线盘的转盘支架上，轴向摞多层，然后将多盘塑料排水板首尾连接成一根，将最上层的一端引出到排水板打设深度远程记录装置上带动编码器测量轮转动；

2)排水板打设深度检测：由插板机升降信号检测装置检测重锤升降信号，若插板机的重锤上升，此时重锤带动排水板自多层放线盘放料，排水板打设深度远程记录装置开始计数，通过编码器测量轮检测塑料排水板移动长度，记录排水板打设深度；编码器测量轮压在塑料排水板上，当塑料排水板移动时编码器测量轮转动，并开始记长度，当插板机下降时磁力传感器接收到下降转折信号时随即发射给监控电路的第一远程无线传输模块一个计数结束信号；

若插板机的重锤下降，此时重锤带动排水板进行插板，排水板打设深度远程记录装置停止计数，插板机升降信号检测装置通过重锤转盘的磁力传感器检测转盘转动，进而检测插板机打设深度；

3)空带检测：当插板机进行插板工作时，插板机升降钢丝绳摩擦带动插板机重锤转盘转动，磁力传感器通过高强度磁铁的磁力可以测到插板机重锤转盘的转动位移的信号，转动位移信号可以换算成插板机的打设深度，当插板机上升时磁力传感器接收到上升转折信号时随即发射给远程长度自动记录仪模块一个计数开始信号；

通过磁力传感器检测插板机一个周期内重锤转盘转动位移信号，转换成插板机打设深度，与排水板打设深度远程记录装置的排水板打设深度相比较，当插板机打设深度小于排水板打设深度，且相差数值超过设定值时，则判断为空带；

4)回带检测：将排水板打设深度远程记录装置的排水板打设深度与插板机打设深度相比，若某次排水板打设深度小于插板机打设深度，且相差数值超过设定值时，则判断为回带。

5)排水板打设深度远程记录装置将采集到的信号无线传输到监理部门得计算机上从而实现在线远程监理；

6)每打完一摞塑料排水板后，安装在测量架横架上的测量盒，将随着测量架左连杆、测量架右连杆、滑动轴套向下移动一摞的位移，完成连续在线检测。

有益效果：与现有技术相比，在施工中采用远程长度自动记录仪和插板机的钢丝绳定滑轮的磁力传感器综合技术来记录并控制塑料排水板施工长度及回带现象；实现放线盘上多盘排水板逐层施工过程中的不间断检测。在施工中采用远程长度自动记录仪和插板机的钢丝绳定滑轮的多个磁力传感器综合技术来记录控制塑料排水板施工长度及回带现象的，使用塑料排水板远程长度自动记录仪，可以减少人为因素，当发现板长不足或回带时即可采取补救措施。通过在插板机上安装远程记录装置，使施工中排水板的控制深度能达到设计要求，也极大地减少了监理工作量，以免塑料排水板施工失去控制。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是插板机升降信号检测装置的结构示意图；

图3是本发明的监控电路的原理方框图。

图4是本发明的工作流程图。

图中：1-支撑架底盘、2-左滑块左侧板、3-滚轴、4-左滑块右侧板、5-横架、6-左立柱、7-上横梁、8-测量盒、9-编码器测量轮、10-第一远程无线传输模块、11-编码器摆杆、12-排水板平压辊、13-排水板立挡辊、14-右立柱、15-右滑块左侧板、16-滚轴、17-右滑块右侧板、18-左连杆、19-右连杆、20-轴承座、21-轴承、22-滑动轴套、23-中轴、24-塑料排水板、25-转盘支架、26-滚轮架、27-销轴、28-滚轮、29-放线盘底盘、30-底盘支撑架、31-插板机升降钢丝绳、32-磁力传感器支架、33-磁力传感器、34-高强度磁铁、35-插板机升降钢丝绳定滑轮、36-第二远程无线传输模块、37-信号线。

具体实施方式

下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。

详见附图1-3，本实施例提供一种塑料排水板施工深度远程自动检测系统，包括多层放线盘、排水板打设深度远程记录装置、插板机升降信号检测装置；

多层放线盘包括放线盘底盘29、转盘支架25、滚轮28、中轴23、测量架连杆。底盘的下表面焊接底盘支撑架30。在底盘的中心固装中轴，转盘支架通过底部的多个滚轮转动安装于底盘上表面。滚轮通过销轴27安装于滚轮架26上，滚轮架固装于转盘支架底部。转盘支架中心与中轴之间安装有轴承21及轴承座20、在中轴上部套装有滑动轴套22，该滑动轴套水平固装有测量架连杆，该测量架连杆与右滑块水平固定安装，升降式测量架在该测量架连杆的支撑下进行上下移动。测量架连杆包括左连杆18、右连杆19，左连杆与右滑块固定，右连杆与滑动轴套固定，左连杆与右连杆之间通过转轴连接。

排水板打设深度远程记录装置包括支撑架、测量盒、编码器测量轮9、编码器摆杆11、升降式测量架。支撑架为框型，由左立柱6、上横梁7、右立柱14、支撑架底盘1构成方框形。在支撑架上安装升降式测量架，升降式测量架由横架5及左滑块及右滑块构成。左滑块及右滑块固装在横架的两端。左滑块由左滑块左侧板2、左滑块右侧板4及两对滚轴3构成，左滑块左侧板2、左滑块右侧板4分别位于支撑架的左立柱的左右两侧，两对滚轴位于左立柱的前后两侧。右滑块由右滑块左侧板15、右滑块右侧板17及两对滚轴16构成，右滑块左侧板15、右滑块右侧板17分别位于支撑架的右立柱的左右两侧，两对滚轴位于右立柱的前后两侧。

在升降式测量架的横架上安装测量盒8，在测量盒内安装编码器及监控电路，监控电路包括处理器及第一远程无线传输模块10。在测量盒外通过编码器摆杆11安装编码器测量轮9，编码器测量轮与编码器的转轴连接。编码器摆杆可实现对排水板的压紧作用。编码器与监控电路处理器连接。

横架上安装有1-3个排水板立挡辊13。横架上安装有1-3个排水板平压辊12。保证排水板的行进方向，始终位于编码器测量轮的下部。

详见附图2，插板机升降信号检测装置包括磁力传感器支架32、磁力传感器33、高强度磁铁34，插板机升降钢丝绳定滑轮35，第二远程无线传输模块36以及信号线37。在插板机升降钢丝绳定滑轮的侧面等间隔安装一组高强度磁铁，在磁力传感器支架上对应安装一个磁力传感器，该磁力传感器通过信号线37与第二远程无线传输模块36进行连接。定滑轮旋转带动高强度磁铁旋转，磁铁每经过一次磁力传感器，都会输出一个信号给第二远程无线传输模块。磁力传感器采用霍尔传感器。

采用塑料排水板施工深度远程自动检测系统的检测方法，具体步骤如下：

1)原料布置：将塑料排水板放在检测系统的多层放线盘的转盘支架上，轴向摞多层，然后将多盘塑料排水板首尾连接成一根，将最上层的一端引出到排水板打设深度远程记录装置上带动编码器测量轮转动；

2)排水板打设深度检测：由检测系统的插板机升降信号检测装置检测重锤升降信号，若插板机的重锤上升，此时重锤带动排水板自多层放线盘放料，排水板打设深度远程记录装置开始计数，通过编码器测量轮9检测塑料排水板移动长度，记录排水板打设深度；编码器测量轮9压在塑料排水板24上，当塑料排水板24移动时编码器测量轮转动，并开始记长度，当插板机下降时磁力传感器33接收到下降转折信号时随即发射给远程长度自动记录仪模块一个计数结束信号；

若重锤下降，此时重锤带动排水板进行插板，排水板打设深度远程记录装置停止计数，插板机升降信号检测装置通过重锤转盘的磁力传感器检测转盘转动，进而检测插板机打设深度；

3)空带检测：当插板机进行插板工作时，插板机升降钢丝绳31摩擦带动插板机重锤转盘35转动，磁力传感器33通过高强度磁铁34的磁力可以测到插板机重锤转盘35的转动位移的信号，转动位移信号可以换算成插板机的打设深度，当插板机上升时磁力传感器33接收到上升转折信号时随即发射给远程长度自动记录仪模块10一个计数开始信号；

通过磁力传感器检测插板机一个周期内重锤转盘转动位移信号，转换成插板机打设深度，与排水板打设深度远程记录装置的排水板打设深度相比较，当插板机打设深度小于排水板打设深度，且相差数值超过设定值时，则判断为空带；

4)回带检测：将排水板打设深度远程记录装置的排水板打设深度与插板机打设深度相比，若某次排水板打设深度小于插板机打设深度，且相差数值超过设定值时，则判断为回带。

5)排水板打设深度远程记录装置将采集到的信号无线传输到监理部门得计算机上从而实现在线远程监理；

6)每打完一摞塑料排水板后，安装在测量架横架5上的测量盒，将随着测量架左连杆18、测量架右连杆19、滑动轴套22向下移动一摞的位移，完成连续在线检测。

工作原理：

排水板在运行过程中经过检测装置的编码器测量轮，编码器测量轮对排水板的运行长度进行检测，换算成为插入深度，从而实现对排水板插入深度的检测；排水板打设深度远程记录装置采用升降式测量架，其可随排水板的水平运行高度进行自动调节，始终保持与排水板出线高度一致，提高检测精度。在升降式测量架的横架上安装的排水板平压辊及立挡辊，实现对排水板运行位置的控制，使其不偏离编码器测量轮的检测位置。

该多层放线盘的中轴上端套装有滑动轴套并与测量架连杆固定，测量架连杆与升降式测量架的右滑块固定，从而可以实现放线盘上多盘排水板逐层施工过程中的不间断检测。

上述参照实施例对该一种软土地基塑料排水板施工深度远程自动检测系统及其检测方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。