[发明专利]一种智能现浇大直径管桩机及其施工方法

说明书

本发明公开了一种智能现浇大直径管桩机及其施工方法，该智能现浇大直径管桩机包括管桩施工机械、卫星定位系统、活瓣桩靴自动开闭系统、智能沉模拔模控制系统、智能监测系统、混凝土自动灌注系统、智能造浆系统、移机自动行走系统、显示与存储系统。通过多种智能系统的优化组合，使现浇大直径管桩的施工与现代先进智能技术集成，实现桩基自动定位，活瓣桩靴自动开闭，桩模内部空腔水或泥浆渗入的感应与自动抽出，沉模拔模过程的智能控制，桩端桩侧阻力以及超孔隙水压力的智能监测，混凝土自动灌注，智能造浆润滑，以及现浇大直径管桩施工全过程的显示与存储。降低了人工成本，提高了现浇大直径管桩施工的效率和质量。

技术领域

本发明涉及现浇大直径管桩智慧施工技术领域，特别是涉及一种智能现浇大直径管桩机及其施工方法。

背景技术

在本发明之前，一种现浇混凝土大直径管桩，即PCC桩，已广泛在工程实践中应用，其采用专用施工机械将内外双层套管所形成的空心圆柱腔体在活瓣桩靴的保护下沉入地基，到达设计深度后，在腔体内灌注混凝土，然后分段振动拔管，在桩芯土体与外部土体之间形成的管桩。在桩顶设置褥垫层形成PCC桩复合地基。PCC桩施工工艺简单，可操作性强，是一种适合于软土地区的新型高效优质桩型。

然而，在目前现浇大直径管桩的施工过程中，智能化装备在整个桩基建设中尚未完全发展，人力成本是桩基建设成本中不可忽略的部分。在现浇大直径管桩的施工中，桩基的定位，沉桩深度、沉桩时间、沉桩数量，混凝土浇筑量的记录工作均需人工完成；同时，沉桩速度以及留振时间依赖施工人员的经验，增加了人工成本，还降低了桩基施工的效率和质量。

因此，有必要研发一种智能化的现浇大直径管桩机及其施工方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能现浇大直径管桩机及其施工方法，以提高打桩过程的智慧化水平，降低人工成本和提高桩基施工效率。

为实现上述目的，本发明提供了一下技术方案：

一种智能现浇大直径管桩机，包括管桩施工机械、卫星定位系统、活瓣桩靴自动开闭系统、智能沉模拔模控制系统、智能监测系统、混凝土自动灌注系统、智能造浆系统、移机自动行走系统、显示与存储系统。

所述管桩施工机械主要由底盘、支架、振动头、钢质内外套管空腔、进料口、混凝土分流器和驱动机构组成；所述卫星定位系统安装在所述支架上，用于自动选取桩位、记录沉桩深度、沉桩时间和沉桩数量；所述活瓣桩靴自动开闭系统在桩模底端接近地面时，自动感应使活瓣闭合，直到沉入设计深度，灌注混凝土开始上拔时，活瓣自动打开。

所述智能沉模拔模控制系统，可以根据监测到的土阻力参数判断土层软硬，并结合实际灌注的混凝土充盈系数自动调整拔模速度；所述智能监测系统，监测内容包括桩侧阻、端阻、挤土压力和超孔隙水压力；所述混凝土自动灌注系统，可以实时监测混凝土灌注量，从而实时反馈任意深度形成的桩径大小，扩径还是缩径，从而决定是否调整拔模速度。

所述智能造浆系统，当遇到硬土层桩难以打下去时，自动判断是否开启造浆润滑系统辅助打桩；所述移机自动行走系统安装在所述施工机械底盘上，根据预设打桩点坐标，自动搜索管桩位置；所述显示与存储系统安装在施工机械的底盘上或其他位置，可以通过电性或无线将数据传输至电脑、手机和云端，实时显示存储管桩施工过程中的所有数据。

进一步，所述活瓣桩靴配置有感应探头，能发射出红外线信号或者微波信号，当此种信号被靠近的物体反射时，就会实现自动闭合，当桩模开始上拔时活瓣受到灌注混凝土向外的推力就会自动打开。

进一步，所述活瓣桩靴自动开闭系统自带漏水传感器，可感应桩模内部空腔是否有水或泥浆渗入，若有渗入，则根据渗入量多少反馈，从而决定是否采取排水排泥浆措施。

进一步，所述活瓣桩靴自动开闭系统自带排水管和压力泵，当桩模内部有水或泥浆进入时可抽出。