智能化水泥攪拌樁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在軟基處理中的應(yīng)用實(shí)測(cè)

王雅寧 景澤濤 李保民

摘? 要：針對(duì)監(jiān)測(cè)水泥攪拌樁施工數(shù)據(jù)、控制水泥攪拌樁施工質(zhì)量無良好技術(shù)手段的現(xiàn)狀，研制了一套智能化水泥攪拌樁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并在監(jiān)利至江陵高速公路東延段工程中驗(yàn)證了應(yīng)用實(shí)效。系統(tǒng)基于無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研制，分為施工參數(shù)實(shí)時(shí)采集裝置和在線監(jiān)測(cè)分析軟件。工程試驗(yàn)采用ZJ－50－120A單軸雙向高壓旋噴水泥攪拌樁機(jī)加裝系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，工程應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)采用PH－5DA改良單軸雙向水泥攪拌樁機(jī)加裝系統(tǒng)對(duì)水泥攪拌樁施工參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過對(duì)比計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院出具的校準(zhǔn)證書與建設(shè)工程檢測(cè)機(jī)構(gòu)出具的鉆孔取芯檢測(cè)報(bào)告，結(jié)果表明：智能化水泥攪拌樁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以有效解決以往無法監(jiān)測(cè)和記錄地下水泥樁注漿施工質(zhì)量缺陷的問題，能為水泥攪拌樁施工提供檢測(cè)技術(shù)保障。

關(guān)鍵詞：道路工程；水泥攪拌樁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；無線物聯(lián)網(wǎng)；軟基處理；施工參數(shù)；預(yù)警分析

中圖分類號(hào)：TP273.4；TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2023）15-0166-09

Application and Actual Detection of Intelligent Cement Mixing Pile Monitoring System in Soft Foundation Treatment

WANG Yaning， JING Zetao， LI Baomin

（Hua Hang Environmental Development Co.， Ltd.， Beijing? 100071， China）

Abstract： Aiming at the present situation that there is no good technical means to monitor the construction data and control the construction quality of cement mixing pile， this paper develops an intelligent cement mixing pile monitoring system and the application actual effect is verified in the east extension of Jianli-Jiangling Expressway. The system is based on wireless Internet of Things technology， and it consists of a real-time acquisition device of construction parameters and an on-line monitoring and analysis software. In the engineering test， ZJ-50-120A single-axis two-way high-pressure rotary jet grouting cement mixing pile machine with the system is used for real-time monitoring. The PH-5DA improved single-axle two-way cement mixing pile machine with system is used to install in the engineering application site to monitor the construction parameters of cement mixing pile in real time. By comparing the calibration certificate issued by the Institute of Metrology and Testing Technology with the borehole coring inspection report issued by the construction engineering inspection institution， the results show that the intelligent cement mixing pile monitoring system can effectively solve the problem that the grouting quality defects of groundwater cement piles can not be monitored and recorded in the past， and provide detection technical guarantee for the construction of cement mixing piles.

Keywords： road engineering; cement mixing pile monitoring system; wireless Internet of Things; soft foundation treatment; construction parameter; early warning analysis

0? 引? 言

水泥攪拌樁是以水泥作為主要加固材料，通過專用的施工機(jī)械，將水泥粉或水泥漿噴入地基中，憑借鉆頭葉片的旋轉(zhuǎn)，使水泥與原位地基土強(qiáng)制攪拌并得到充分混合，地基土和加固劑之間會(huì)發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，從而使土體硬結(jié)，形成具有整體性強(qiáng)、水穩(wěn)型好和足夠承載力的樁體[1]。水泥攪拌樁是用于加固飽和軟黏土地基的一種方法，是軟基處理的一種有效形式。

我國(guó)于1978年開始對(duì)水泥攪拌樁技術(shù)進(jìn)行研究，20世紀(jì)80年代開始將該技術(shù)應(yīng)用于處理軟土地基工程中。由于具有振動(dòng)小、噪聲低、無污染、速度快、施工機(jī)械簡(jiǎn)單、施工效率高和造價(jià)相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，目前水泥攪拌樁技術(shù)在我國(guó)鐵路、公路、市政工程、港口碼頭、工業(yè)與民用建筑等軟弱地基加固[2]、止水帷幕[3]、地基液化防治[4]、以及污染地基處置[5]等方面得到了廣泛應(yīng)用[6-8]。然而大量實(shí)際工程實(shí)踐表明，水泥攪拌樁在具備較多優(yōu)越性的同時(shí)，也在應(yīng)用過程中暴露出一些弊端，主要表現(xiàn)為：處理深度偏淺，深部成樁效果差，加固深度有限[9]；水泥輸漿/噴粉不連續(xù)或大小不均勻，造成樁身質(zhì)量不均勻，影響樁身承載力[10]；施工過程中水泥輸漿量/噴粉量無法控制，輸漿量/噴粉量過大導(dǎo)致樁身強(qiáng)度不滿足要求，輸漿量/噴粉量過小則會(huì)延長(zhǎng)施工時(shí)間，降低施工效率；單根樁施工時(shí)長(zhǎng)無法監(jiān)管，影響樁身承載力或樁身水泥土強(qiáng)度等。由此導(dǎo)致的施工質(zhì)量事故也屢有發(fā)生[11-13]。

水泥攪拌樁的施工質(zhì)量是關(guān)系到基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成敗的重要因素，對(duì)水泥攪拌樁施工參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、實(shí)現(xiàn)對(duì)水泥攪拌樁施工過程中質(zhì)量的有效控制，是保證軟基處理達(dá)到預(yù)期效果、確?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。然而現(xiàn)行工程標(biāo)準(zhǔn)及各種文獻(xiàn)資料多涉及或關(guān)注水泥攪拌樁設(shè)計(jì)或檢測(cè)技術(shù)[14-20]，對(duì)于水泥攪拌樁實(shí)時(shí)施工參數(shù)監(jiān)測(cè)及施工質(zhì)量控制的關(guān)注程度則相對(duì)偏低。目前為止沒有良好的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來實(shí)時(shí)監(jiān)控水泥攪拌樁的施工參數(shù)，大部分水泥攪拌樁施工質(zhì)量的判定仍將鉆孔取芯、輕型觸探、靜載試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入、低應(yīng)變動(dòng)測(cè)等檢測(cè)方法作為主要監(jiān)測(cè)手段和重要依據(jù)：鉆孔取芯是規(guī)范限定的主要檢測(cè)方法，通過鉆取芯樣直接觀察和試驗(yàn)確定樁體連續(xù)性、強(qiáng)度、樁身全長(zhǎng)的質(zhì)量信息等施工參數(shù)[21]，該法需待成樁齡期28天后才可抽芯檢測(cè)，費(fèi)時(shí)費(fèi)工；輕型觸探通過輕便觸探器所帶勺鉆在樁體中心鉆孔取樣，檢查小型土攪拌均勻程度、樁體強(qiáng)度等施工參數(shù)[22]，需待成樁7天后檢驗(yàn)；靜載試驗(yàn)通過在樁頂部逐級(jí)施加豎向壓力、豎向上拔力或水平推力來確定相應(yīng)的單樁豎向（抗壓）極限承載力等施工參數(shù)[23]；靜力觸探試驗(yàn)通過探頭貫入樁身時(shí)的錐尖阻力或貫入阻力評(píng)價(jià)樁體質(zhì)量[24]。

針對(duì)水泥攪拌樁技術(shù)缺少即時(shí)有效的施工質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)及方法、現(xiàn)有實(shí)際工程無法通過實(shí)時(shí)監(jiān)控水泥攪拌樁施工參數(shù)保證施工質(zhì)量的現(xiàn)狀，本文提出一種智能化水泥攪拌樁實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方案，并研制智能化水泥攪拌樁施工參數(shù)實(shí)時(shí)采集裝置及在線監(jiān)測(cè)分析軟件，實(shí)現(xiàn)包含水泥攪拌樁施工參數(shù)自動(dòng)采集、無線上傳、存儲(chǔ)歸檔、統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)警監(jiān)測(cè)等功能在內(nèi)的水泥攪拌樁施工質(zhì)量業(yè)務(wù)在線監(jiān)測(cè)管理。本文以監(jiān)利至江陵高速公路東延段為工程背景，分別采用ZJ-50-120A單軸雙向高壓旋噴水泥攪拌樁機(jī)及PH-5DA改良單軸雙向水泥攪拌樁機(jī)加裝智能化水泥攪拌樁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行工程試驗(yàn)及工程應(yīng)用，探究了智能化水泥攪拌樁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工程應(yīng)用實(shí)效。實(shí)驗(yàn)證明，智能化水泥攪拌樁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以有效監(jiān)測(cè)水泥攪拌樁施工參數(shù)，解決以往無法監(jiān)測(cè)和記錄地下水泥樁注漿施工質(zhì)量缺陷的問題，能為水泥攪拌樁施工提供檢測(cè)技術(shù)保障。

1? 智能化水泥攪拌樁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研制

基于高速公路施工過程中水泥攪拌樁的工作線長(zhǎng)、樁機(jī)分散、機(jī)動(dòng)性高、不便于鋪設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)等特點(diǎn)，智能化水泥攪拌樁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用現(xiàn)有的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商基站。系統(tǒng)基于無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研制，分為施工參數(shù)實(shí)時(shí)采集裝置和在線監(jiān)測(cè)分析軟件：施工參數(shù)采集裝置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)長(zhǎng)期高頻實(shí)時(shí)地采集水泥攪拌樁樁長(zhǎng)、水泥灰量、施工時(shí)長(zhǎng)、樁位錄入等數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)服務(wù)器將數(shù)據(jù)整理歸檔后，經(jīng)在線監(jiān)測(cè)分析軟件的分析處理，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給用戶，同時(shí)提供數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)警監(jiān)測(cè)等服務(wù)。智能化水泥攪拌樁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.1? 施工參數(shù)實(shí)時(shí)采集裝置

施工參數(shù)實(shí)時(shí)采集裝置——JTY智能噴灌記錄儀基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商無線物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)研制，包含數(shù)據(jù)采集前端和無線數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)采集前端主要由采集主機(jī)、采集分機(jī)、深度傳感器、按壓式重量傳感器（粉噴樁）/電磁流量傳感器（漿噴樁）。JTY智能噴灌記錄儀設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

深度傳感器將水泥攪拌樁機(jī)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)化為電磁脈沖信號(hào)，鉆進(jìn)深度H與電磁脈沖的計(jì)數(shù)x1之間的關(guān)系為：

H = 0.1 x1 / 1.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

提鉆時(shí)，深度傳感器反向轉(zhuǎn)動(dòng)，電磁脈沖反向，鉆進(jìn)深度H與反向電磁脈沖的計(jì)數(shù)x2之間的關(guān)系為：

H = 0.1 （x1 - x2） / 1.6；（x1＞x2）? ? ? ? ? ?（2）

深度有效分辨率為0.1 m。

拉壓式重量傳感器稱量封閉加壓式的小灰罐總重，一組為3個(gè)，稱重額定1 000 kg，靈敏度為2.0±0.01 mV/V，最小有效分辨率為1 kg，相互間互成120度夾角。重量信號(hào)為4～20 mV的電壓信號(hào)，須在采集電路內(nèi)先做濾波，再進(jìn)行放大處理。拉壓式重量傳感器信號(hào)放大電路圖如圖3所示。

使用同向比例運(yùn)算放大電路，放大倍數(shù)U01為：

U01 = （1 + R2 / R1） U0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （3）

其中R1為100 Ω，R2為30 kΩ可調(diào)電阻，U0為輸出信號(hào)，計(jì)算調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)值為24.9 kΩ。激勵(lì)電壓Ui在10 V時(shí)，重量M與輸出信號(hào)U0的關(guān)系為：

M = 750 [（1 + 24 900 / 100） U0 - 1]? ? ? ? ? （4）

電磁流量傳感器流量信號(hào)為4～20 mA電流信號(hào)，在采集電路中，先做濾波處理，再經(jīng)集成運(yùn)放處理將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，最小有效分辨率為1 L。電磁流量傳感器電流-電壓轉(zhuǎn)換電路圖如圖4所示。

使用電流-電壓轉(zhuǎn)換，并使用電壓跟隨電路：

U0 = I0 R? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（5）

其中I0為輸出電流，選取R為300 Ω可調(diào)電阻，標(biāo)準(zhǔn)取值為250 Ω。流量傳感器檢測(cè)流經(jīng)管道的水泥漿流量，流量V（L）與輸出電流I0 （mA）及時(shí)間T（min）的關(guān)系為：

V = T （12.5×250 I0 - 12.5）? ? ? ? ? ? ? （6）

主機(jī)電路主要包含脈沖信號(hào)處理模塊、重量或流量A/D轉(zhuǎn)換模塊、外掛EEPROM、鍵入控制模塊、顯示及驅(qū)動(dòng)模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊。

脈沖處理模塊和重量或流量A/D轉(zhuǎn)換模塊將量化數(shù)字以數(shù)據(jù)流形式送至處理器I/O口，由處理器計(jì)時(shí)器根據(jù)鉆井深度H變化記錄鉆進(jìn)時(shí)間Δt，得到每0.1 m時(shí)間Δthn，同時(shí)獲取每0.1 m重量變化量ΔM或流量變化量ΔV為：

ΔM = 750 （1 + R2 / 100） （U0n - U0n-1）? ? ? ? （7）

ΔV = Δthn （12.5×250 I0 - 12.5）? ? ? ? ? ?（8）

因此得到深度灰量、流量分量對(duì)應(yīng)表如表1、表2所示，并由無線輸出至服務(wù)器。

累加表格中的H、T、M、V得到成樁的鉆進(jìn)時(shí)間TD，提升時(shí)間TU，單位深度灰量ΔM或漿量ΔV。

記錄所得的數(shù)據(jù)表格TD、TU、T、H、M、V由處理器轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)流，存入板載RAM，同時(shí)將數(shù)據(jù)流送至無線傳輸模塊，發(fā)往指定IP。

1.2? 在線監(jiān)測(cè)分析軟件

施工參數(shù)實(shí)時(shí)采集裝置將采集到的水泥攪拌樁機(jī)加固土樁成樁數(shù)據(jù)，通過公共無線網(wǎng)絡(luò)傳送至服務(wù)器，后臺(tái)服務(wù)器將數(shù)據(jù)處理、歸類、統(tǒng)計(jì)后，將數(shù)據(jù)信息展示在監(jiān)測(cè)平臺(tái)，用戶使用PC端網(wǎng)頁(yè)或手機(jī)APP訪問查詢數(shù)據(jù)。在線監(jiān)測(cè)分析軟件架構(gòu)圖如圖5所示。

在線監(jiān)測(cè)分析軟件應(yīng)用效果如圖6所示。

2? 工程試驗(yàn)

2.1? 試驗(yàn)工程概況

監(jiān)利至江陵高速公路東延段路線起點(diǎn)接赤壁長(zhǎng)江公路大橋，后向北跨G351，于烏林鎮(zhèn)水府村設(shè)烏林樞紐互通與洪監(jiān)高速公路交叉，然后一路向北過小港管理區(qū)至汊河鎮(zhèn)設(shè)汊河互通，之后向西北展布，途經(jīng)萬全鎮(zhèn)設(shè)萬全互通接S214，戴家場(chǎng)鎮(zhèn)設(shè)瞿家灣互通接新建瞿家灣連接線，最后向西南進(jìn)入監(jiān)利縣分鹽鎮(zhèn)，直至路線終點(diǎn)接隨岳高速公路，路線主線全長(zhǎng)62.5 km。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)地形地貌為沖積平原區(qū)，主要是經(jīng)過河湖長(zhǎng)期堆積而形成的平緩開闊地形。該區(qū)基巖埋藏較深，表層堆積有大量的巨厚層的第四系沉積物，以細(xì)顆粒為主，地下水位較淺，在地勢(shì)低洼或者水草茂盛的地方，多為過去的河漫灘胡或牛軛湖。該區(qū)多分布有一層或者多層較厚的條帶狀或透鏡體狀的軟土，為軟基路段，具有含水量大、壓縮性高、強(qiáng)度低等特征，易使路基產(chǎn)生不均勻沉降，樁基礎(chǔ)施工時(shí)易縮孔，不易滿足地基設(shè)計(jì)要求，如處理不當(dāng)，會(huì)給公路的施工和使用造成很大影響。

根據(jù)本路段軟土地基發(fā)育特征，并借鑒鄰近地區(qū)高速公路建設(shè)中成熟的軟基處理經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)計(jì)算、分析，設(shè)計(jì)單位決定對(duì)軟土深度大于3 m、小于12 m，地基穩(wěn)定性不足或因沉降過大而影響路基及構(gòu)造物的穩(wěn)定和使用功能的軟土路段，采用水泥攪拌樁加固地基，使樁與原軟土地基構(gòu)成復(fù)合地基，提高地基承載力及穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)采用42.5普通硅酸鹽水泥，設(shè)計(jì)摻量范圍50～70 kg/m。水泥攪拌樁固定施工技術(shù)參數(shù)如表3所示。

2.2? 試驗(yàn)過程

深度采集試驗(yàn)采用20 m卷尺對(duì)比深度數(shù)據(jù)；噴粉量采集試驗(yàn)采用4個(gè)50 kg標(biāo)準(zhǔn)砝碼，以增減砝碼的辦法作為噴粉重量參數(shù)修正依據(jù)；注漿量采集試驗(yàn)采用100 L標(biāo)準(zhǔn)容器作為注漿流量修正依據(jù)，以標(biāo)準(zhǔn)秒表作為時(shí)間對(duì)比。智能化水泥攪拌樁監(jiān)測(cè)試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖7、圖8所示。

深度采集試驗(yàn)：以20 m卷尺作為標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)高，鉆頭在地面時(shí)鉆桿最高點(diǎn)作為0起始點(diǎn)，使用白色油漆以0.1 m為最小精度在鉆桿機(jī)架上分劃標(biāo)高刻度作為深度標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)尺；安裝深度傳感器，在進(jìn)鉆軸端面焊接撥桿用以帶動(dòng)深度傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)；啟動(dòng)水泥攪拌樁機(jī)，進(jìn)鉆提鉆隨機(jī)停止，記錄進(jìn)鉆標(biāo)高數(shù)據(jù)和設(shè)備主機(jī)讀數(shù)。

噴粉量采集試驗(yàn)：懸掛小灰罐，將同一水平面互成120°夾角的3個(gè)拉壓式重量傳感器通過懸掛螺桿焊接至懸架和小灰罐之間；將小灰罐充入水泥干灰至約灰罐一半，接重量傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)入主機(jī)，讀取起始重量并記錄；逐個(gè)在灰罐頂端增加砝碼，記錄砝碼總重量和主機(jī)重量讀數(shù)；重復(fù)試驗(yàn)3次。

注漿量采集試驗(yàn)：將電磁流量傳感器通過法蘭連接接入水泥漿泵機(jī)與鉆桿管道之間（電磁流量傳感器入口端接水泥漿泵機(jī)方向，出口接鉆桿管道方向）；啟動(dòng)泵機(jī)，壓送水泥漿，標(biāo)準(zhǔn)容器滿時(shí)讀取容器容積數(shù)據(jù)及系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)并記錄；更換標(biāo)準(zhǔn)容器，繼續(xù)測(cè)試，裝滿標(biāo)準(zhǔn)容器時(shí)，讀取容器容積數(shù)據(jù)及系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，重復(fù)5個(gè)100 L標(biāo)準(zhǔn)容器為一次實(shí)驗(yàn)；重復(fù)試驗(yàn)3次。

試驗(yàn)過程如圖9所示。

2.3? 施工參數(shù)實(shí)時(shí)采集裝置傳感器參數(shù)修正

2.3.1? 深度傳感器參數(shù)修正

經(jīng)工程試驗(yàn)得到施工參數(shù)實(shí)時(shí)采集裝置所測(cè)深度及卷尺所測(cè)深度對(duì)比圖如圖10所示。

采集深度與標(biāo)準(zhǔn)深度的差值分別為：{0；0；0.1；0；-0.1；0；-0.1；0；0.1；0.1；0}，計(jì)算得平均誤差為：

采集數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差為：

平均誤差與標(biāo)準(zhǔn)差均小于深度傳感器最小精度0.1 m，因此，深度傳感器無需調(diào)整。

2.3.2? 重量及流量傳感器參數(shù)修正

工程試驗(yàn)得到的施工參數(shù)實(shí)時(shí)采集裝置所測(cè)重量增量與砝碼增量對(duì)比圖如圖11所示。采集重量增量與標(biāo)準(zhǔn)砝碼增量的差值分別為（單位：kg）{0；1；2；2；0；0；-1；2；1；1；0；-1；1；0；1}，計(jì)算得平均誤差為：

采集數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差為：

將M為1和M為1.125 5帶入式（19）：

M = 750 [（1 + 249 00 / 100）U0 - 1]? ? ? ?（19）

需要調(diào)整的電阻Rx與重量的關(guān)系為：

1 = 750 [（1 + 249 00 / 100）Ui - 1]? ? ? ? ?（20）

1.125 5 = 750 [（1 + Rx / 100）Ux - 1]? ? ? ?（21）

得到：

751.125 5 / 751 = （1 + 249 00 / 100） / （1 + Rx / 100）（22）

計(jì)算得出Rx = 248 96，因此R2修正為24 896 Ω。

工程試驗(yàn)得到的施工參數(shù)實(shí)時(shí)采集裝置所測(cè)流量與標(biāo)準(zhǔn)容器所得的容量對(duì)比圖如圖12所示。采集的水泥漿流量和標(biāo)準(zhǔn)容器測(cè)得的水泥漿流量差為（單位：L）{0；-2；-1；0；-1；-1；0；-5；-3；-2；-1；-3；0；-4；0；-2；-3；-4}，計(jì)算得平均誤差為：

采集數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)容器測(cè)得數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差為：

將標(biāo)準(zhǔn)差值2.357與1代入式（25）：

V = T（12.5×250 I0 - 12.5）? ? ? ? ? ? （25）

得到Rx = 250 + （2.357 - 1） / （12.5 I0），Rx = 275，因此流量傳感器的可變電阻R修正為275 Ω。

2.3.3? 計(jì)量測(cè)試校準(zhǔn)

圖13為計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院校準(zhǔn)數(shù)據(jù)及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)對(duì)比。對(duì)于重量值，顯示儀表初始值為66.4 kg，進(jìn)程示值以此為零點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果顯示重復(fù)性R為0.10%，示值誤差δ為-0.98%，擴(kuò)展不確定度Urel = 1.0%，k = 2；對(duì)于流量校準(zhǔn)，校準(zhǔn)介質(zhì)為水，流量范圍為50～500 L/h。

3? 施工數(shù)據(jù)分析

智能化水泥攪拌樁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)經(jīng)施工參數(shù)實(shí)時(shí)采集裝置傳感器參數(shù)修正后正式投入工程應(yīng)用。工程現(xiàn)場(chǎng)采用PH-5DA改良單軸雙向水泥攪拌樁機(jī)加裝智能化水泥攪拌樁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)水泥攪拌樁施工過程中的施工時(shí)間、施工深度、單位深度噴粉量等施工參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

水泥攪拌樁加固土樁作為一種隱蔽工程，現(xiàn)階段其主要的檢測(cè)方法是抽樣鉆孔取芯檢測(cè)實(shí)際樁長(zhǎng)、取芯狀態(tài)以及芯樣強(qiáng)度。對(duì)于安裝有智能化水泥攪拌樁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的水泥攪拌樁機(jī)，為檢測(cè)實(shí)際應(yīng)用效果，主要的手段為選取安裝有智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的水泥攪拌樁機(jī)完成的成樁段面，隨機(jī)抽取加固土樁，檢測(cè)芯樣強(qiáng)度，并與系統(tǒng)采集到的施工數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)試驗(yàn)工程：（K39 + 270 - K39 + 312）2根，（K39 + 328 - K39 + 498）5根，（K39 + 512 - K39 + 620）3根等共計(jì)38根水泥土攪拌樁進(jìn)行了鉆芯法檢測(cè)。通過對(duì)比監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集樁長(zhǎng)與取樣樁長(zhǎng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集灰量與取樣區(qū)間灰量等數(shù)據(jù)并計(jì)算，結(jié)果顯示38根隨機(jī)樁的深度監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率為99.53%、重量監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率為99.58%。使用智能化水泥攪拌樁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的施工數(shù)據(jù)能較為準(zhǔn)確地反映實(shí)際施工數(shù)據(jù)，以此系統(tǒng)監(jiān)管的施工過程更加符合設(shè)計(jì)的要求，可以有效協(xié)助解決以往無法監(jiān)測(cè)和記錄地下水泥樁注漿施工質(zhì)量缺陷的問題，能為水泥攪拌樁施工提供檢測(cè)技術(shù)保障，在很大程度上改善水泥攪拌樁的施工質(zhì)量。

4? 結(jié)? 論

本文針對(duì)水泥攪拌樁技術(shù)缺少即時(shí)有效的施工質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)及方法、現(xiàn)有實(shí)際工程無法通過實(shí)時(shí)監(jiān)控水泥攪拌樁施工參數(shù)保證施工質(zhì)量的現(xiàn)狀，基于無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研制了智能化水泥攪拌樁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。工程試驗(yàn)證明系統(tǒng)的施工參數(shù)實(shí)時(shí)采集裝置能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)水泥攪拌樁施工深度、噴粉量、注漿量、成樁時(shí)長(zhǎng)、均勻度等過程數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，數(shù)據(jù)經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)上傳至在線監(jiān)測(cè)分析軟件后，管理人員只需通過Internet登錄數(shù)據(jù)中心的綜合查詢平臺(tái)即可實(shí)時(shí)掌握各個(gè)工程的水泥攪拌樁施工進(jìn)度及施工質(zhì)量，極大提高了深層攪拌法質(zhì)量控制的便利性和準(zhǔn)確性，主要體現(xiàn)在：

1）提高工程質(zhì)量，通過實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)減少不合規(guī)范的施工過程，自動(dòng)篩選不合格水泥攪拌樁，及時(shí)通知復(fù)攪，提高成樁質(zhì)量。

2）提高管理效率，通過配套平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理，直觀展示成樁數(shù)據(jù)，形成報(bào)表，減少管理流程，提高管理效率。

3）避免原材料浪費(fèi)，通過一體化的監(jiān)測(cè)，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)原材料用量，避免原材料浪費(fèi)，減少工程成本。

4）留存過程數(shù)據(jù)，提供決策依據(jù)，配套平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理，留存過程數(shù)據(jù)，便于回溯，統(tǒng)計(jì)分析，形成決策依據(jù)。

由于工程應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)主要采用粉噴工藝，因此施工數(shù)據(jù)主要針對(duì)深度監(jiān)測(cè)及重量監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確率進(jìn)行分析，且本文所涉及的地質(zhì)條件有限，下一步將開展更多的試驗(yàn)工況，豐富研究成果。

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