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龙图腾网获悉中交第三航务工程局有限公司;中交三航(上海)新能源工程有限公司申请的专利一种用于海上碎石桩施工的实时监控方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115977172B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-29发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211686022.9，技术领域涉及：E02D33/00；该发明授权一种用于海上碎石桩施工的实时监控方法是由肖海泉;华军康;田孝松;胡杰;冯小亮;杨亚坤;李中华;刘铁;覃松庆;刘歆设计研发完成，并于2022-12-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于海上碎石桩施工的实时监控方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种用于海上碎石桩施工的实时监控方法，基于PLC监控系统，该PLC监控系统包括GPS定位系统、雷达测距仪、称重传感器、编码器和主控制器。本发明用于海上碎石桩施工的实时监控方法，包括以下步骤一，先在主控制器的显示屏中输入碎石桩的各项参数；步骤二，将桩管振设入土层一定深度时，向桩管内投加两计量斗的碎石料；步骤三，在持压状态下继续振设桩管至设计底标高；步骤四，进行端部处理；步骤五，提升桩管，当桩管内碎石料的高度小于3～5m，立即停止提升桩管并向桩管内加完剩余的碎石料，然后再提升桩管；步骤六，将桩管底标高与碎石桩的设计桩顶标高进行对比，判断是否要回打桩管。本发明能有效控制碎石桩的成桩质量。

本发明授权一种用于海上碎石桩施工的实时监控方法在权利要求书中公布了：1.一种用于海上碎石桩施工的实时监控方法，基于PLC监控系统，该PLC监控系统包括GPS定位系统、雷达测距仪、称重传感器、编码器和主控制器； 所述GPS定位系统设在碎石桩施工船的驾驶室的顶部，该GPS定位系统用于确定碎石桩施工船在工程坐标系中的位置、方向和姿态，从而确定碎石桩的位置； 所述雷达测距仪设在桩管顶部的进料斗中，该雷达测距仪用于实时测量桩管内料位面的高度； 所述称重传感器设在碎石桩施工船的计量斗的下方；该称重传感器用于计量每次加入桩管内的碎石料的重量； 所述编码器安装在碎石桩施工船的吊桩绞缆机的伺服电机上，该编码器用于实时测控桩管在下沉过程中和桩管在提升过程中的桩底标高； 所述主控制器设在碎石桩施工船的驾驶室，该主控制器分别与所述编码器、称重传感器和雷达测距仪信号连接； 其特征在于，所述实时监控方法包括以下步骤： 步骤一，先在主控制器的显示屏中设置碎石桩的参数，包括桩管的内径d1、碎石桩的直径d2、碎石桩的顶标高h1和碎石桩的底标高h2； 主控制器根据公式（1）计算碎石桩的桩长H： H=h1-h2（1） 公式（1）中，h1为碎石桩的顶标高，h2为碎石桩的底标高； 主控制器根据公式（2）计算碎石桩的理论用碎石料的重量V0； V0=π×d224×H（2） 公式（2）中，d2为碎石桩的桩径，也即为桩管的桩尖扩径段的内径； 主控制器根据公式（3）计算计量斗装载碎石料的重量V3： V3=Mρ（3） 公式（3）中，M为计量斗装载碎石料的质量，ρ为碎石料的松散密度； 主控制器根据公式（4）计算在成桩过程中加入桩管内的碎石料所需要计量斗的斗数X： X=V0V3（4） 若X为非整数时，要手动控制计量斗内的碎石料的重量； 主控制器根据公式（5）计算桩管内腔的每米体积V4： V4=π×d124（5） 公式（5）中，d1为桩管的内径； 主控制器根据公式（6）计算每计量斗的碎石料在桩管内形成的高度h3： h3=V4V3（6） 步骤二，先关闭桩管的上导门和下导门，利用桩管的自重沉放；当桩管的底部接近泥面时，开启加压设备，向桩管内加压以排出桩管内的水，通过雷达测距仪监测桩管内的水面高度，直至桩管内的水面高度为1～2m，停止加压，在持压状态下继续沉管；在桩管无法下沉时，开启振动锤振沉桩管，当桩管入土层深度为1～2m时，打开上导门减压放气，并通过皮带运输机和提升斗与计量斗的相互配合输送碎石料，将碎石料分次输送到桩管顶端的进料斗，由进料斗向桩管内投加两计量斗的碎石料； 步骤三，关闭上导门，再次向桩管内加压，然后在持压状态下继续振设桩管至设计桩底标高；在下沉桩管的过程中，由安装在吊桩绞缆机的伺服电机上的编码器实时监控桩管底标高GL； 步骤四，桩管振沉至设计底标高后，进行端部处理，即维持管内一定压力上提桩管，使桩管内的碎石柱的顶面标高不变，将振设桩管过程中从桩管底部进入的泥柱排出桩管外，然后在保持桩管内的压力不变的情况下再将桩管振沉至设计底标高； 步骤五，开启吊桩绞缆机提升桩管，使桩管内的碎石料从桩管底部排出；提升桩管过程中，通过设在桩管顶部进料斗中的雷达测距仪监测桩管内碎石料位面的高度SL，自动跟踪桩管内残余碎石料的高度；当桩管内碎石料的高度小于3～5m，立即停止提升桩管并向桩管内加完剩余的碎石料，然后再提升桩管；提升桩管过程中通过安装在吊桩绞缆机的伺服电机上的编码器监测桩管底标高GL变化；主控制器根据桩管内碎石料位面的高管度SL变化和公式（7）计算提升桩管一定高度时从桩管内排出的碎石料的重量V1： V1=π×d12SL1-SL24（7） 公式（7）中，d1为桩管的内径，SL1为提升桩管前桩管内的碎石料位面的高度，SL2为提升桩管一定高度后桩管内的碎石料位面的高度； 主控制器根据桩管底标高GL的变化和公式（8）计算提升桩管一定高度后碎石料的理论用重量V2： V2=π×d22GL2-GL14（8） 公式（8）中，d2为碎石桩的桩径，也即为桩管的桩尖扩径段的内径；GL2为提升桩管一定高度后的桩底标高，GL1为提升桩管前的桩底标高； 主控制器还根据公式（9）计算桩管的提升速率SL’： SL’=V2V1（9） 当SL’＞1，则要减缓桩管的提升速率，当SL’＜1，则要加快桩管的提升速率； 步骤六，主控制器将桩管底标高GL与步骤一中输入的桩顶标高h1进行对比，并计算差量△h=h1-GL，并根据雷达测距仪测得的桩管内的碎石料位面的高度SL计算差量△h1=SL-GL，再根据差量△h1计算桩管内的碎石量=（π×d124×△h1）并根据差量△h计算成桩所需碎石量=（π×d224×△h），再计算桩管内的碎石量与成桩所用碎石量的比值=（π×d124×△h1）（π×d224×△h），若比值大于1，则要将桩管拔到高出桩顶标高h1后再将桩管向下回打，使桩管底标高与设计桩顶标高相等，使最终碎石桩的顶标高与设计顶标高一致。

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