水泥土搅拌桩远程信息监测及分析的装置与方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及基处理特别是水泥土搅拌粧的施工监测领域，具体而言涉及一种水泥 土搅拌粧远程信息监测及分析方法。
【背景技术】
[0002] 水泥土搅拌粧自引入我国以来，由于其鲜明的优点得到了广泛应用，但是与国外 先进的技术发展相比，我国水泥土搅拌粧技术显得十分落后。近年来，虽然出现了双向水泥 土搅拌粧技术与钉形水泥土搅拌粧技术，虽然施工方法的革新明显提高了保证施工质量的 方法，但是实际结果却往往不尽人意。究其原因，在于我国制造业水平的落后以及施工制度 与规范的不完善。制度不健全导致的监督乏力，施工队伍良莠不齐，严重制约了我国水泥土 搅拌粧技术的发展。但是制度规范的健全完善需要全社会的共同努力，在我国现阶段，可能 需要相当长的一个时间段才能实现这一目标。主动求变需要时间，于是，被动改进就显得迫 在眉睫。
[0003] 水泥土搅拌粧一般都是24小时连续施工，且属于全隐蔽工程，其质量控制的几大 要素为：深度、流量、垂直度、密度、钻速等指标。目前这些指标的控制受人为因素影响较大， 造成人力物力投入大，且施工质量难以保证。
[0004] 国外水泥土搅拌粧质量监控仅作为设备一部分，以主要监控粧机设备运行状态的 形式存在，且采集的数据有限，没有根据监测参数对施工与设计进行指导与验证，更没有单 粧质量评估及整体质量分析的功能。
【发明内容】
[0005] 本发明目的在于提供一种水泥土搅拌粧远程信息监测及分析方法，对水泥土搅拌 粧的工作过程实时数据监测，通过施工过程中的精确监测与合理分析，为水泥土搅拌粧的 设计与施工给出针对性的建议。
[0006] 本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有 利的方式发展独立权利要求的技术特征。
[0007] 为达成上述目的，本发明提出一种水泥土搅拌粧远程信息监测及分析系统，由现 场数据采集模块（包括记录仪、传感器及相关配件）、控制模块、服务器模块、显示模块、储 存模块、警报模块和信号传输模块构成，控制模块分别与现场数据采集模块、显示模块、信 号传输模块和警报模块链接，控制各模块的功能实现，通过施工过程中的精确监测，及时生 成项目现场的施工分析报告，并评估现场施工质量，其中：
[0008] 现场数据采集模块与信号传输模块及储存模块连接，用以得到与土层情况及施工 情况有关的信息，该现场数据采集模块包括深度传感器、流量传感器、垂直度传感器、密度 传感器，对水泥土搅拌粧的深度、流量、垂直度、密度、钻速指标进行数据采集，并将采集到 的相关信息传输至信号传输模块；
[0009] 信号传输模块与现场数据采集模及储存模块连接，作为监控与分析系统中的对外 通信模块，在控制模块的控制下通过无线方式向外界发射无线信号，或者通过移动基站传 输编码信息、短信信息，实现装置与云端服务器和远程监测客户端的通信，并将传输的数据 转到数据储存模块；
[0010] 储存模块用以接受信号传输模块与现场数据采集模块所传送的数据，并将数据存 储下来，同时储存模块可在控制模块的控制下，通过显示模块对储存的信息进行显示； [0011] 服务器模块通过移动信号基站或是无线网络的方式，接收信号传输模块发出的数 据信息，并对数据进行处理分析，以供远程监控中心调用信息，并生成施工报告；
[0012] 显示模块与控制模块及现场数据采集模块连接，由控制模块控制接受现场数据采 集模检测的信息，并将这些信息实时显示出来；
[0013] 警报模块与控制模块及现场数据采集模块连接，在正式施工时通过现场数据采集 模块获得的实时施工参数，控制模块同步与初始值进行对比，一旦实测值超出初始设定值 的允许误差范围，则发出报警指示。
[0014] 本发明的另一方面提出一种根据前述水泥土搅拌粧远程信息监测及分析系统的 水泥土搅拌粧远程信息监测及分析方法，包括：
[0015] 步骤SOl :通过施工现场数据采集模块采集与土层情况及施工情况有关的变量相 关信息，包括钻粧深度、泥浆流速、水泥浆密度、钻速和平均灰量指标，并通过显示模块实时 显不；
[0016] 步骤S02 :现场数据采集模块将信息传输至储存模块及信号传输模块，进行本地 数据储存；
[0017] 步骤S03 :施工时通过现场数据采集模块监测获得的实时施工参数，系统同步与 初始值进行对比，一旦实测值超出初始设定值的允许误差范围，则系统发出报警指示；
[0018] 步骤S04 :信号传输模块通过无线传输的方式，将现场采集到的数据传输到服务 器，根据现场施工条件可以采用无线传输或电信基站传输；
[0019] 步骤S05 :使用电子设备通过互联网访问服务器，远程读取施工现场水泥土搅拌 粧施工时的各种参数；
[0020] 步骤S06 :将得到的水泥土搅拌粧施工情况及土层情况进行数据整理，对每个水 泥土搅拌粧的施工时间、深度、流量、垂直度、密度、钻速指标整理成表进行保存；
[0021] 步骤S07:通过基于步骤S06所接收到的施工情况有关的变量相关信息，进行水泥 土搅拌粧单粧质量综合评价值和水泥土搅拌粧整体场地施工质量综合评价值；
[0022] 步骤S08 :对所有数据整合后，生产水泥土搅拌粧施工报表，准确记录施工水泥土 搅拌粧的过程中实时的深度、流量、垂直度、密度、钻速参数以及综合分析的结果，作为监控 人员评定各粧施工质量的依据，监管中心对数据进行综合分析，具体来说就是将建议施工 控制要素数据与实际监测数据进行对比，结合单粧质量分值评估，对整体及局部施工质量 作出定性评价。
[0023] 进一步的例子中，前述的步骤S08中，数据整合包括对每个水泥土搅拌粧的施工 时间、深度、流量、垂直度、密度、钻速指标整理成表进行保存，以水泥土搅拌粧施工质量报 告的形式呈现，并基于所采集的数据，执行下述评估计算过程：
[0024] a)水泥土搅拌粧施工参数标准确定：根据水泥土搅拌粧的国家质量标准确定施 工过程中各单粧参数的质量标准限值，包括初始定值的确定和允许误差范围的确定；
[0025] b)单粧质量评估：基于所采集的施工情况相关的变量信息，对设计建议值对比后 对成粧质量进行分析评估，计算公式如下：
[0026]
[0027] 其中：CCPV-水泥土搅拌粧单粧质量综合评价值，无量纲；
[0028] Δ 单个水泥土搅拌粧第i种监测参数的监测值；
[0029] MP1+单个水泥土搅拌粧第i种监测参数的标准限值；
[0030] η-每个水泥土搅拌粧监测的参数总类；
[0031] c)、整体场地施工质量评估：根据步骤b)中对施工控制要素的实时监测与及时分 析，得到结合单粧质量分值评估，然后对整体及局部施工质量作出定性评价，水泥土搅拌粧 整体场地施工质量综合评价值的计算公式如下：
[0032]
[0033] 其中：NCPV-水泥土搅拌粧整体场地施工质量综合评价值，无量纲；
[0034] m-水泥土搅拌粧的施工数量。
[0035] 由以上本发明的技术方案可知，本发明的有益效果在于：
[0036] (1)提高施工效率。目前搅拌粧存在的各种问题严重影响了正常的施工效率，对施 工过程的不了解导致很多时候无法对症下药。本发明通过地基处理监控与分析系统对施工 现场的全面了解，可以使极大提高及保障有效的施工效率。
[0037] (2)节约施工成本。偷工减料、恶性竞争等各种不良现象的存在，以及为了实施管 理而投入的巨大人力物力财力，却往往形成管理得不到有效实施，同时造成资源的巨大浪 费，最终归结于施工成本居高不下，很多施工企业利润极低甚至亏损。同样，通过本系统对 施工细节的监控，可以做到材料用量、施工工程量、管理人员的有效使用，节约施工成本。
[0038] (3)为后续施工提供可靠依据。现阶段搅拌粧施工的混乱，直接造成了施工质量的 不可靠性，对后续施工带来很大影响。本发明建立了整套的监测系统后，施工质量能够得到 有效保障，后续施工得以正常进行。
[0039] (4)便于有效管理。在从业人员素质与专业水平难以快速提高的背景下，本发明通 过构建地基处理监控与分析系统，可以实时、有效、全