水泥搅拌桩桩体质量监测系统技术领域
本发明涉及一种水泥搅拌桩桩体质量监测系统。
背景技术
水泥搅拌桩的质量直接影响到整个建筑物的使用寿命及安全程度,因此水泥搅拌
桩的质量检测十分重要，水泥搅拌桩施工量大、面广，是隐蔽工程。现有水泥搅拌桩施工机
具无法自动、准确地控制水泥搅拌桩施工质量，而且都是事后抽样检测的技术，这使得检测
变得有概率, 水泥搅拌桩的质量无法准确测量，一旦检测不合格，成桩后已经固化的水泥
桩因为数量大，面广，承重力强等特点，返工已经亡羊补牢于事无补，施工者也不可能将地
里所有的桩一一拔出重新施工！即使可以那将是事半功倍劳民伤财。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水泥搅拌桩桩体质量监测系统，采集水泥
用量及旋转注浆管的进给长度，并通过质量监控处理器根据采集到的信息自动判断水泥搅
拌桩桩体是否合格，以防在其固化前采取补救措施，保障客户的利益。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种水泥搅拌桩桩体质量监测系统，
包括一旋转灌注式水泥桩施工机，所述旋转灌注式水泥桩施工机包括一机架，所述机架上
竖直设置有若干旋转注浆管，所述旋转注浆管的顶端与水泥浆输送管的尾端连接，其特征
在于：所述水泥浆输送管上设置有一水泥浆流量计，所述所述旋转注浆管的周侧紧贴设置
有一计米轮，所述计米轮与一设置在机架上的固定架连接，还包括一质量监控处理器，所述
质量监控处理器分别与计米轮、水泥浆流量计电性连接，所述质量监控处理器根据计米轮
采集到的旋转注浆管进给长度以及水泥浆流量计采集到的水泥用量判断水泥搅拌桩桩体
是否合格。
进一步的，所述计米轮包括一大轮，所述大轮的两周侧均匀设置有若干滚动方向
与所述大轮滚动方向相垂直的辅轮；所述大轮内部依次固定设置有处于同一光路上的光
源、聚光镜、光敏元件及信号处理器，所述聚光镜与光敏元件间设置有一光栅，所述光栅垂
直固定在贯穿所述大轮的一转轴上。
进一步的，所述固定架包括一水平设置的V型支架，所述V型支架的两个开口端分
别与所述转轴的两端固定连接，所述V型支架的尾端与斜杆的一端固定连接，所述斜杆的另
一端与一固定板铰接，所述固定板与斜杆间还设置有一拉紧的弹簧为计米轮提供一个向旋
转注浆管压紧的力。
进一步的，所述固定板上设置有若干螺纹孔用于固定在所述机架上。
进一步的，所述机架顶端还设置有一无线收发器，所述无线收发器与所述质量监
控处理器连接，将所述旋转注浆管进给长度、水泥用量以及质量监控处理器的判断结果发
送至远程监控站。
进一步的，所述机架上还设置有警报器和显示屏，所述警报器和显示屏分别与质
量监控处理器连接，所述显示屏用于显示旋转注浆管进给长度、水泥用量以及质量监控处
理器的判断结果；当质量监控处理器判断出水泥搅拌桩桩体不合格时，向所述警报器发出
一警报命令其鸣响。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明通过计米轮与水泥浆流量计分
别采集旋转注浆管的进给长度及水泥用量并传输给质量监控处理器，质量监控处理器根据
两者直接对水泥搅拌桩是否合格进行判断，同时将采集到的数据以及判断结果发送至远程
监控站以及现场的显示屏进行显示；当判断结果为不合格时，还及时向警报器发出一警报
命令，以便在水泥浆固化前及时采取补救措施，最大限度地保障客户的利益；另一方面，本
发明的计米轮在现有技术的基础上设置了辅轮，消除了因旋转注浆管的转动带来的静摩擦
力，极大地减少了器材的损耗。
附图说明
图1是本发明一实施例的整体结构示意图；
图2是本发明一实施例的计米轮与固定架配合结构示意图；
图3是本发明一实施例的计米轮与V型支架配合结构俯视图；
图4是本发明一实施例的计米轮侧面示意图；
图5是本发明一实施例的计米轮俯视图；
图6是本发明一实施例的辅轮分离图；
图7是本发明计米轮的原理图；
图8是本发明的整体原理框图；
图中：1-机架；2-旋转注浆管；3-水泥浆输送管；31-水泥浆流量计；4-计米轮；41-大轮；
42-辅轮；43-辅轮安装槽；44-辅轮旋转轴；45-光栅；46-光源；47-聚光镜；48-光敏元件；49-
信号处理器；5-固定架；51-转轴；52-V型支架；53-斜杆；54-固定板；55-弹簧；6-质量监控处
理器；7-无线收发器。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
请参照图1，本发明提供一种水泥搅拌桩桩体质量监测系统，包括一旋转灌注式水
泥桩施工机，所述旋转灌注式水泥桩施工机包括一机架1，所述机架1上竖直设置有若干旋
转注浆管2，所述旋转注浆管2的顶端与水泥浆输送管3的尾端连接，其特征在于：所述水泥
浆输送管3上设置有一水泥浆流量计31，用于实时获取输送到旋转注浆管2内的水泥用量；
所述所述旋转注浆管2的周侧紧贴设置有一计米轮4，用于实时获取所述旋转注浆管2的进
给长度。所述计米轮2与一设置在机架1上的固定架5连接，所述固定架5对计米轮施加一个
压力使其牢牢贴在旋转注浆管2上。
请继续参照图1，所述机架1上还设置有一质量监控处理器6，所述质量监控处理器
6分别与计米轮4、水泥浆流量计31电性连接，所述质量监控处理器根据计米轮采集到的旋
转注浆管进给长度以及水泥浆流量计采集到的水泥用量判断水泥搅拌桩桩体是否合格。判
断过程如下：质量监控处理器内预设有一阈值N，在旋转注浆管的粗细固定的条件下，计算
采集到的水泥用量b以及旋转注浆管进给长度a的比值n=b/a，若n大于N，则水泥搅拌桩合
格，否则为不合格。优选的，所述质量监控处理器内可从小达到设置若干阈值N1，N2，...,Ni,
任意相邻两个阈值组成区间，每一区间对应设置一质量等级，当求得的比值落在区间内，则
该水泥搅拌桩桩体属于对应的质量等级。而当旋转注浆管的粗细不固定时，在计算比值n时
需要将其粗细程度考虑进去，计算公式变成：n=b/（a*S），其中S为旋转注浆管的截面积。
请结合图4至图6，所述计米轮包括一大轮41，所述大轮41的两周侧均匀设置有若
干滚动方向与所述大轮41滚动方向相垂直的辅轮42；所述辅轮42为套设在辅轮旋转轴44上
的椭圆形轮，所述辅轮旋转轴44设置在辅轮安装槽43内，所述辅轮安装槽43设置在大轮41
的两周侧。在旋转注浆管转动时，辅轮42消除了摩擦力的作用，同时大轮随着旋转注浆管的
下沉而转动。优选的，位于大轮两周侧的辅轮42交错设置，进一步保证了辅轮与旋转注浆管
的咬合。
请参照图7，所述大轮41内部依次固定设置有处于同一光路上的光源46、聚光镜
47、光敏元件48及信号处理器49，所述聚光镜47与光敏元件48间设置有一垂直于光路的光
栅45，所述光栅45垂直固定在贯穿所述大轮41的一转轴51上。所述光源46、聚光镜47、光敏
元件48及信号处理器49随着大轮的转动而转动，转轴51用于支撑大轮的转动，其自身与光
栅45不动。在大轮转动的时候，光栅45上的间隔缝隙使得光源46产生的光经聚光镜聚光后
断断续续地通过，在光敏元件48上产生断断续续的电脉冲，信号处理器49根据脉冲数量以
及光栅上缝隙的数量得到大轮旋转的圈数，并根据大轮的周长计算出大轮相对旋转注浆管
的运行长度即旋转注浆管的进给长度。
请参照图2和图3，所述固定架5包括一水平设置的V型支架52，所述V型支架的两个
开口端分别与所述转轴51的两端固定连接，所述V型支架52的尾端与斜杆53的一端固定连
接，所述斜杆53的另一端与一固定板54铰接，所述固定板54与斜杆53间还设置有一拉紧的
弹簧55为计米轮4提供一个向旋转注浆管压紧的力。于本实施例中，所述固定板54上设置有
若干螺纹孔用于固定在所述机架上。
请参照图1和图8，所述机架1顶端还设置有一无线收发器7，所述无线收发器7与所
述质量监控处理器连接，将所述旋转注浆管进给长度、水泥用量以及质量监控处理器的判
断结果发送至远程监控站，远程监控站亦设置有一无线收发器。所述机架上还设置有警报
器和显示屏，所述警报器和显示屏分别与质量监控处理器连接，所述显示屏用于显示旋转
注浆管进给长度、水泥用量以及质量监控处理器的判断结果等信息；当质量监控处理器判
断出水泥搅拌桩桩体不合格时，向所述警报器发出一警报命令其鸣响。以便工人在水泥浆
固化前及时采取补救措施，最大限度地保障客户的利益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与
修饰，皆应属本发明的涵盖范围。