塑料排水板打板监控系统研究与应用

塑料排水板打板监控系统研究与应用

易振

天津港航工程有限公司，天津 300457

摘 要：多年来打设塑料排水板工序一直采用人工旁站方式进行监督，常规打设塑料排水板过程中监督人员需求数量多，造成人力资源浪费，且不确定因素多，实时性、准确性和安全性都较差。本项目进行了打板深度监测与走板长度监测两项研究，其互相验证，从而准确记录每根排水板的实际打设深度。通过远程监控系统对打板施工进行自动化监督，结合信息化技术管理，可以实现高效管理，极大提高打设塑料排水板施工质量管控水平。

关键词：真空预压；软基加固；远程监控；打板深度：走板长度

0 引言

真空预压加固软土地基技术自上世纪80年代首次应用于天津港地区，随之在港口、码头、机场、堆场、工业与民用建筑等工程的地基加固中广泛应用，已成为大面积软基处置中最为经济有效的软基加固技术。在30多年的应用过程中，真空预压软基加固技术得到不断的发展和改进，改变了过去吹填土排水固结时间漫长、灵敏度高、强度低、沉降量大等缺点，成为我国吹填土软土地基加固主要处理方法。但是，在施工管理方面，仍然沿用过去传统的模式，依靠大量的人工来完成现场的控制和管理，管理模式落后，工作效率低下，人工费用高，且实时性、准确性和安全性都较差。本项目针对真空预压打设塑料排水板过程中可能存在的打板深度不足、走板长度不够等问题，研究开发了一套打板监控装置及监控系统，可对塑料排水板的打设深度和走板长度进行有效监控，以保障工程质量。

1打板自动化监控装置及监控技术研究

监控终端由走板长度监控装置和打板深度监控装置两部分组成。打板深度监测是通过监测打板机钢丝绳带动转盘的圈数来监测导管的运动轨迹，最终确定打板深度；走板长度监测是板带经过控制盒计米传感器，通过板带所走的长度来确定走板长度；两者结合确定打板是否合格。数据采集终端构架示意图如下图所示。

图1.1监测装置位置示意图

1.1打板自动化监控装置及原理分析

（1）打板深度监测装置安装在打板机导管上端，其主要包括控制盒、锂电池、滚轮、传感器。排水板经过该装置时带动板带滚轮进行转动，控制盒计米传感器可统计滚轮转动圈数，从而确定排水板所走长度。

图1.2走板长度监测装置

走板长度计量公式：

L=N * (π * l / 600)+A

其中：L -走板长度;

N -计米器信号量个数;

l -滚轮直径（取6.5cm）

π - 圆周率取3.1415926

A -该排水板切割高度-前根排水板切割高度+卷板长度+该排水板外露长度

（2）走板长度监测装置安装在打板机下部钢丝绳转轴上，包括8块磁铁及感应探头，其电源由打板机自配供电箱供应。感应探头可统计钢绳带动转盘转动的圈数，然后量测磁铁与转轴的距离，由此计算的转轴转动距离即为打板深度。

图1.3 打板深度监测装置

打设深度计量公式：

H = ( L / 8 )* N+A公式内元素：

H -打板深度;

L -转盘周长（取29.5cm）;

N -计量磁信号量通过个数

A –该排水板切割高度-前根排水板切割高度

1.2服务器数据存储及无线传输

采用物联网技术，实现整个施工过程的有效科学管理。施工现场采用智能化终端，24小时不间断监测工程的状况；施工场地，覆盖着无线传感器网络，保障数据稳定传输；实现了对监控的数据分析以及数据存储，高效管理项目工程。

图1.4数据存储及传输示意图

1.3终端显示软件

项目开发了电脑桌面监控系统软件及手机APP程序，管理者可随时随地查看每台打板机、每个打设点的工况。

（1）电脑桌面监控系统

上位机实时监控，现场监测终端通过无线技术将运行状况及时传输到管理部门，根据测量结果与管理员设定值算出是否合格，及时提出报警，同时根据测量结果计算出曲线，完成工程管理监控。

图1.5 电脑桌面监控系统

（2）手机APP程序

手机小程序监控系统，兼容手机的各种系统，手机可实现远程查看实时监控数据，实现了管理人员无论何时何地，都可以查看施工现场的情况；测点名称可以自定义，方便管理人员理解查找核对。

图1.6 手机APP程序

2试验工程应用

2.1工程概况

（1）试验工程一为天津港东疆港区东部配套服务区（宁夏道以北）地块加固工程，本次试验选取四个区各一台钢轨式插板机作为本次设备安装运行的试验区。本次试验排水板均采用陆地打板机（DJG30-20钢轨式插板机）进行打设，塑料排水板呈正方形布置，板间距0.9m，打设底标高均为至-13.5m，打设顶标高为+7m，打设长度为20.5m。此次试验采用电脑监控系统对打板过程进行了监测。

（2）项目开发手机APP程序后，选取天津港中心渔港渤海增殖站项目进行了试验应用，选取其中一个区的一台DJG30-20钢轨式插板机进行试验，塑料排水板呈正方形布置，板间距0.9m，打设底标高均为至-12.1m，打设顶标高为+8m，打设长度为20.1m。此次试验采用手机APP程序对打板过程进行了监测。

2.2试验过程

（1）安装走板长度监控装置

走板长度监控装置采用焊接方式固定在打板机导管上端，监控装置固定位置处有与导管弧度一致的弧形钢板，弧形钢板与导管连接部位采用电焊满焊方式进行加固，防止打板过程中震动引起监控装置脱落。塑料排水板穿过走板长度监控装置插入至导管中进行打设。

图2.1 走板长度监控装置

（2）打板深度监控装置安装

打板深度监测装置安装在打桩机下部钢丝绳转轴上，包括8块磁铁及感应探头，数据通过安装在打桩机花架底部的无线信号发射装置进行传输。

图2.2 打板深度监控装置

2.3试验数据采集

使用电脑监控系统对试验工程一的打板数据进行了监测，使用手机APP对试验工程二的打板数据进行了监测，监测数据如下：

图2.3工程一电脑监控数据

图2.4工程二手机监控数据

经过对打板深度监测数据的分析及对现场旁站记录的收集对比，发现该数据可以代表真实数据打设深度,数据可较为准确的表示出走板长度及打设深度。

3总结

通过本次试验发现，本试验装置所记录的打设深度数据结合走板长度数据可满足现场塑料排水板实际打设深度的记录。通过无线传输系统，可于项目部办公室内接收到现场实时打设塑料排水板施工情况，可对真空预压打设塑料排水板的情况进行有效监控。

参考文献

[1]GB 50007～2011建筑地基基础设计规范.北京.中国建筑工业出版社，2011

[2]李管;;真空预压技术在道路软基处理中的应用[J];黑龙江交通科技;2011年06期

[3]胡利文;;港区陆域吹填工程真空预压软基处理技术发展与应用[A];港口工程分会技术交流文集[C];2005年