本发明专利是一种载体桩三击贯入度自动测量仪器，该仪器是与一种新的专利桩基技术即载体桩技术相配套的设备。
背景技术：
载体桩是一种桩基形式，是一种专利技术，它的工作原理是选择建筑物地层下部稳定的、土性较好的那层土层作为被加固土层，以桩端土体为研究对象，利用重锤冲击成孔、沉管，当沉管到设计标高时，对桩端连续进行填充料(由挤密土体、夯实填充物和水泥伴合物三部分构成向地基传递上部荷载的复合体简称载体)填料后夯实。为了控制载体的质量，载体桩设计规程规定用三击贯入度作为载体质量的控制指标，这个载体质量的控制指标多少年来，打桩单位都是靠工人用尺子在打桩机的下料口量钢丝绳取得的，本发明的专利即三击贯入度自动测量仪是一种自动读取和显示载体桩三击贯入的测量仪表，使用它打桩工人无需再用尺子量钢丝绳，打桩工人在施工过程中可以在自动测量仪控制箱的显示表上直接看到三击贯入的数据，打桩工人立即就可知道该桩的载体质量是否合格，应用此设备可以大大减轻工人的劳动强度，提高工作效率和缩短打桩周期。
发明专利内容
本发明专利的目的是针对载体桩的三击贯入度的测量长期用手工操作而提供的一种载体桩自动测量装置，该装置是由多圈编码器和控制箱组成。将多圈编码器安装于卷扬机转动轴两侧的滚轮上任意一边均可，这样监测误差小，多圈绝对编码器的读取圈数可以到2730圈，单圈分辨率可以达到万分之三，多圈编码器采用磁电技术结合齿轮传动，即使断电数据也不会丢失，并具有抗震动、抗干扰性能。控制箱采用plc控制系统(包括通讯模块、电源模块、各种输入输出模块、计算模块等)具有参数设置、数据处理、数据存储和数据显示并具备报警功能等。此外，控制箱内还配置有电源开关、小型变压器、镶嵌式显示表(触摸式)、端子排和导线等。plc控制系统采用西门子s7200，户外型编码器和加防护罩控制箱均可以满足户外工作的环境要求，工作温度在-30℃～60℃范围、供电电压：220v±10％50/60hz、防护等级：ip65。
1.载体桩三击贯入度自动测量仪的工作原理主要是计算载体桩打桩机上卷扬机钢丝绳的长度，其计算公式是：l＝α*c*n
公式中，l：钢丝绳长度；
α：卷扬机滚轴周长的调整系数；(考虑卷扬机钢丝绳厚度对滚轴周长的影响)
根据某打桩卷扬机的参数α值推算如下：(此值可适用于卷扬机不同直径的滚轴)
1)打桩卷扬机滚轴直径为400mm时
2)卷扬机钢丝绳的容量长度单层30m(沿滚轴绕一圈)
3)钢丝绳的直径22mm
4)施工时考虑钢丝绳的直径实际直径为422mm(钢丝绳中心线)
5)滚轴周长与实际施工的周长相差422×3.14-400×3.14＝69.08mm
6)周长差与滚轴的周长的百分比69.08/400×3.14＝0.055
7)则在钢丝绳长度的计算公式中α值取1+0.055＝1.055
c：卷扬机滚轴的周长；
n：多圈编码器读取卷扬机滚轴器的圈数。
2.载体桩的三击贯入度是通过计算卷扬机钢丝绳的差值计算出来的，其计算方法如下：
1)
第一击前钢丝绳的长度：l0＝α*c*n0(n0为第一击前即钢丝绳松弛时滚轴的圈数)
第一击后钢丝绳的长度：l1＝α*c*n1(n1为第一击后滚轴的圈数)
第二击后钢丝绳的长度：l2＝α*c*n2(n2为第二击后滚轴的圈数)
第三击后钢丝绳的长度：l3＝α*c*n3(n3为第三击后滚轴的圈数)
2)
第一击后钢丝绳的长度差：x1＝l1-l0(第一击贯入度)
第二击后钢丝绳的长度差：x2＝l2-l1(第二击贯入度)
第三击后钢丝绳的长度差：x3＝l3-l2(第三击贯入度)
3)
三击贯入度的和(三次沉降的总值)为：x＝x1+x2+x3
如x值≤设计图纸或载体桩规范规定值视载体施工质量合格，如x值＞设计图纸规定值或载体桩规范规定值则视为载体施工质量不合格，打桩工人将要对该载体继续进行加工和处理。
4)
另根据载体桩规范规定，载体桩三击贯各击沉降还要满足x1≥x2≥x3，如不能满足上述规定，则视为载体不合格。
以上的计算公式及有关数据将编入计算程序中。
附图说明
附图为本发明专利三击贯入自动测量装置的工作原理示意图。
图中：1-控制箱、2-多圈编码器、3-卷扬机滚轴、4-钢丝绳、5-载体桩孔、6-桩机柱锤、7-载体桩载体、8-卷扬机操作杆、9-护绳器、10-载体顶面。
具体实施方式
本发明专利将结合以下实施例(附图)作进一步描述。钻机就位，将护筒中心对准桩位，复核无误后调整钻机垂直度，用柱锤夯击成孔至设计标高，护筒沉至设计标高后，进行填料夯击后，开始测量三击贯入度，将柱锤(6)轻放至载体顶面(10)，使钢丝绳(4)处于松弛状态后提升钢丝绳(4)至6m高，卷扬机操作杆(8)让柱锤(6)自由落下，这时控制箱(1)上的显示表将显示第一击后的载体(7)的沉降即第一击贯入度，再将柱锤(6)提升到6m高让柱锤(6)自由落下，这时控制箱(1)上的显示表将显示第二击后的载体(7)的沉降即第二击贯入度，然后再将柱锤(6)提升到6m高让柱锤(6)再自由落下，这时控制箱(1)上的显示表将显示第三击后的载体(7)的沉降即第三击贯入度，三击贯入完成后显示表上将显示三次贯入度的总和，根据与设计图纸或载体桩规范规定值比较，如总和值x≤设计图纸或载体桩规范规定值视载体施工质量合格，显示表上绿灯亮，如总和值x＞设计图纸规定值或载体桩规范规定值则视为载体施工质量不合格，显示表上红灯闪烁，即工人需对载体继续进行加工处理。多圈编码器(2)安装于卷扬机滚轴(3)两侧的滚轮上任意一边，可利用滚轮上穿钢丝绳的小孔安装编码器，控制箱(1)与打桩机的电控柜并排放置，从多圈绝对编码器的数据采集到控制箱(1)的数据处理及输出过程是：多圈绝对编码器(2)将采集到的信号通过rs485通讯电缆传递到控制箱的通讯模块，控制箱内的输入输出模块分别读取通讯模块中的信号，经过控制箱内计算模块的程序处理后在控制箱(1)的显示表上显示出上述的相关数据，控制箱(1)的plc控制系统采用西门子s7200，编程软件采用ttep7。
以上对本发明专利的具体实施例进行了详细描述，但本发明专利并不限制于以上描述的具体实例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何对载体桩三击贯入度自动测量和方法进行等同和替代也都在本发明专利的范畴之中。因此，在不脱离本发明专利的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明专利的范围内。