本发明涉及工程测控技术领域，特别涉及一种水下桩基混凝土超灌监测装置及监测方法。
背景技术
众所周知的是，传统的测量水下桩基混凝土灌注高度的方法是通过一个带着测绳的测锤进行量测，测锤重量大约1kg，呈锥形，测锤通过人工向桩孔内放入，由于混凝土中含有碎石等粗骨料，当测锤在混凝土中靠自身重力下沉时，测量人员的手感与在泥浆中的手感不一样，通过这种感觉确认混凝土面的标高，可见随着混凝土面埋深的增加，其量测误差越来越大，且不同测量人员测量结果差别也很大，超灌高度不容易控制。
专利201520015884.8中采用单个传感器对灌注高度进行判断，由于桩基坑上部和下部泥浆密度不均匀，容易造成误判；而且经实践证明由于灌注混凝土的作业场地环境复杂，因邻近桩基钻孔、重型移动设备行走等带来的振动也会对监测结果造成巨大影响。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种水下桩基混凝土超灌监测装置及监测方法，从而能够大幅度减小对监测结果造成的影响，而且不需要对泥浆和混凝土标定，操作方便。
为实现上述目的，本发明提供了一种水下桩基混凝土超灌监测装置，该监测装置包括第一压力传感器、第二压力传感器、数据采集与通信模块、远程网络服务器、监控终端以及安装组件，其中，安装组件通过上下两个绑扎带安装在钢筋笼上部的钢筋上，第一压力传感器放置在安装组件中，第二压力传感器放置在泥浆液面下50-200厘米处，第一压力传感器和第二压力传感器与数据采集和通信模块通信连接。
优选地，上述技术方案中，数据采集与通信模块包括锂电池电源、数据传输单元和数据采集单元；其中，锂电池电源为数据传输单元、数据采集单元、第一压力传感器和第二压力传感器供电，数据采集单元将第一压力传感器和第二压力传感器采集到的数据通过数据传输单元传输到远程网络服务器上；远程网络服务器用于接收并存储监测到的数据。
优选地，上述技术方案中，监控终端是电脑或者手机。
优选地，上述技术方案中，远程网络服务器能够支持多个数据采集与通信模块同时使用。
优选地，上述技术方案中，第一压力传感器和第二压力传感器采用上下布置的形式。
优选地，上述技术方案中，第一压力传感器和第二压力传感器能够重复使用。
本发明提供了一种水下桩基混凝土超灌监测方法，水下桩基混凝土超灌监测方法应用前述水下桩基混凝土超灌监测装置，该监测方法包括以下步骤：s1：灌注混凝土前，将第一压力传感器安装在钢筋笼上部的钢筋上，随钢筋笼下放到桩基里，第二压力传感器放置在泥浆液面下端50-200厘米处，利用第一压力传感器和第二压力传感器采集数据，记录第一压力传感器的压力值p1以及第二压力传感器的压力值p3；s2：向桩基灌注混凝土，泥浆从出浆口流出，其中，在混凝土液面到达第一压力传感器前，第一压力传感器和第二压力传感器的压差值保持不变，压差值记为p0＝p1-p3；s3：当p0开始变化时，减慢混凝土灌注速度；以及s4：实时监测第一压力传感器和第二压力传感器的压差值p3，由p3计算超灌深度h，当超灌深度h达到门限值时，停止混凝土的灌注。
优选地，上述技术方案中，由p3计算超灌深度h具体为：基于以下公式计算超灌深度h：h＝(p2-p0)/(2*g)其中，g为重力加速度。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明不需要外部给传感器和通信模块供电，适用于近距离和较远距离(不能近距离监测时)两种方式进行无线通信数据传输，而且即插即用，使用方便。本发明采用上下布置两个传感器，将数据做差分处理可以大幅度减小上述情况对监测结果造成的影响，而且不需要对泥浆和混凝土标定，操作方便，便于携带，监测数据可以通过监控终端实时显示，数据也可以在作业现场和办公室查看。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的水下桩基混凝土超灌监测装置的结构示意图。
图2是根据本发明一实施方式的水下桩基混凝土超灌监测装置的压力传感器安装在钢筋笼上的示意图。
图3是根据本发明一实施方式的水下桩基混凝土超灌监测装置的安装组件的示意图。
图4是根据本发明一实施方式的水下桩基混凝土超灌监测装置的数据采集与通讯模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
图1是根据本发明一实施方式的水下桩基混凝土超灌监测装置的结构示意图。图2是根据本发明一实施方式的水下桩基混凝土超灌监测装置的压力传感器安装在钢筋笼上的示意图。图3是根据本发明一实施方式的水下桩基混凝土超灌监测装置的安装组件的示意图。图4是根据本发明一实施方式的水下桩基混凝土超灌监测装置的数据采集与通讯模块的结构示意图。
如图所示，本发明的水下桩基混凝土超灌监测装置包括第一压力传感器1、第二压力传感器3、数据采集与通信模块4、远程网络服务器5、监控终端6以及安装组件11，安装组件11通过上下两个绑扎带12安装在钢筋笼上部的钢筋2上，第一压力传感器1放置在安装组件中，第二压力传感器3放置在泥浆液面7下50-200厘米处，第一压力传感器和第二压力传感器与数据采集和通信模块4通信连接。优选地，第二压力传感器3放置在泥浆液面7下100厘米左右处。
上述方案中，数据采集与通信模块包括锂电池电源41(优选为12v锂电池电源)、数据传输单元42和数据采集单元43；其中，锂电池电源为数据传输单元、数据采集单元、第一压力传感器和第二压力传感器供电，数据采集单元将第一压力传感器和第二压力传感器采集到的数据通过数据传输单元传输到远程网络服务器上；远程网络服务器用于接收并存储监测到的数据。监控终端是电脑或者手机，这方便工作人员在办公室或者作业现场通过账号登陆远程网络服务器(5)查看实时和历史监测数据。
在一优选实施方式中，远程网络服务器能够支持多个数据采集与通信模块同时使用。第一压力传感器和第二压力传感器采用上下布置的形式。第一压力传感器和第二压力传感器能够重复使用。
本发明还提供了一种水下桩基混凝土超灌监测方法，该水下桩基混凝土超灌监测方法包括以下步骤：s1：灌注混凝土前，将第一压力传感器安装在钢筋笼上部的钢筋上，随钢筋笼下放到桩基里，第二压力传感器放置在泥浆液面下端50-200厘米处，利用第一压力传感器和第二压力传感器采集数据，记录第一压力传感器的压力值p1以及第二压力传感器的压力值p3；s2：向桩基灌注混凝土，泥浆从出浆口流出，其中，在混凝土液面到达第一压力传感器前，第一压力传感器和第二压力传感器的压差值保持不变，压差值记为p0＝p1-p3；s3：当p0开始变化时，减慢混凝土灌注速度；以及s4：实时监测第一压力传感器和第二压力传感器的压差值p3，由p3计算超灌深度h，当超灌深度h达到门限值时，停止混凝土的灌注。
上述方案中，由p3计算超灌深度h具体为：基于以下公式计算超灌深度h：h＝(p2-p0)/(2*g)其中，g为重力加速度。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。