CN104563087A - 强夯机和自动监测强夯施工有效性的方法 - Google Patents

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徐军库
唐科
李博
牛华
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    • E02D3/02—Improving by compacting
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Abstract

本发明涉及一种强夯机和自动监测强夯施工有效性的方法，所述强夯机包括强夯机机体，所述强夯机机体上设有臂架，臂架的顶端设有定滑轮，所述强夯机机体上设有提升机构，提升机构的牵引绳跨过臂架顶端的定滑轮与夯锤固定连接，所述提升机构带动夯锤进行提升动作，所述强夯机机体上与夯锤位置相对应的方向设有夯锤数据采集装置，所述强夯机机体上还设有与夯锤速度采集装置相配合的数据分析处理装置和存储显示通讯装置。本发明不仅可以有效的避免人为因素的影响，而且还可以有效的避免设备的型号和施工土体的类型对监测数据的影响，保证监测数据的可靠性，另外，本发明使用方便，运行可靠，在实际应用中不需要进行繁杂的调试和安装，可适应能力强。

Description

强夯机和自动监测强夯施工有效性的方法
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，具体来说，涉及一种带有自动监测强夯施工有效性功能的强夯机和自动监测强夯施工有效性的方法。
背景技术
当前，强夯的应用范围非常广泛，例如应用在工业与民用建筑、仓库、堆场、码头、机场、路桥、人工岛、储油罐等。强夯是将夯锤吊到适当高度后使其自由落下，夯锤对地基施加强烈的冲击和振动，使地基土的结构破环，孔隙压缩，土体局部液化，并通过裂缝排除水和气体，地基土在新的状况下固结，从而提高地基的承载能力，降低地基的压缩性；在强夯过程中，夯击能量还可以提高土层的均匀程度，减少可能出现的地基差异沉降。
强夯机是实现强夯的典型施工设备，由于强夯机具有经济易行、设备简单、施工便捷、质量容易控制、适用范围广泛、施工周期短等优点，在工程应用中强夯机得到了迅速的推广。
目前，现有的强夯机在实际使用时，是通过测量夯锤牵引绳的位移来计算夯锤高度，从而进行强夯施工有效性的判断和监测。这种方法有以下的缺点：(1)通过测量夯锤牵引绳的位移来计算夯锤高度易受到人为干扰，施工单位为了节省成本可人工更改牵引绳上传感器的位置，从而降低夯锤的实际提锤高度，影响强夯施工的质量；(2)由于设备的型号不同和施工土体的类型不同，采用传统的测量设备进行强夯施工前，需根据每次的实际设备和土体类型情况采用不同的强夯高度，即每次都需比较繁杂的调校传感器位置，影响施工的时间和效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种强夯机和自动监测强夯施工有效性的方法，其通过采集夯锤的速度来计算出强夯机的实际提升高度，再将计算出的实际提升高度与设计高度进行比较，判断出有效的夯击次数，从而有效的解决了现有技术的上述不足。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
根据本发明的一方面，提供了一种强夯机。
该强夯机，包括强夯机机体，所述强夯机机体上设有臂架，臂架的顶端设有定滑轮，所述强夯机机体上设有提升机构，提升机构的牵引绳跨过臂架顶端的定滑轮与夯锤固定连接，所述提升机构带动夯锤进行提升动作，所述强夯机机体上与夯锤位置相对应的方向设有夯锤数据采集装置，所述强夯机机体上还设有与夯锤速度采集装置相配合的数据分析处理装置和存储显示通讯装置。
此外，所述夯锤速度采集装置与数据分析处理装置之间还设有采集信号转换装置。
其中，所述存储显示通讯装置包括数据存储器、显示器以及数据传输器。
可选的，所述夯锤速度采集装置为线速度传感器。
其中，所述夯锤速度采集装置、采集信号转换装置、数据分析处理装置、数据存储器、显示器以及数据传输器之间均通过数据传输线路连接。
根据本发明的另一方面，提供了一种自动监测强夯施工有效性的方法。
该自动监测强夯施工有效性的方法，包括以下步骤：
根据设置于强夯机机体上与夯锤位置相对应的方向的夯锤速度采集装置，采集夯锤的下落时的接地速度；
将采集到的夯锤的下落时的接地速度，通过采集信号转换装置转换成数据信号，并且，将转换的数据信号发送给设置与强夯机机体上的数据分析处理装置；
所述数据分析处理装置接收到转换的数据信号后，对所述数据信号进行分析处理，确定夯锤实际提升的高度，并且，将确定出的夯锤实际提升高度与预先配置的夯锤提升设计高度进行比较，确定强夯施工的有效性。
此外，该自动监测强夯施工有效性的方法还包括：预先在所述数据分析处理装置内配置夯锤提升设计高度。
其中，将确定出的夯锤实际提升高度与预先配置的夯锤提升设计高度进行比较时，若确定出夯锤实际提升高度大于或等于预先配置的夯锤提升设计高度，则判定强夯施工有效
本发明的有益效果为：本发明不仅可以有效的避免人为因素的影响，而且还可以有效的设备的型号和施工土体的类型对监测数据的影响，保证监测数据的可靠性，另外，本发明使用方便，运行可靠，在实际应用中不需要进行繁杂的调试和安装，可适应能力强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例所述的桁架式强夯机的结构示意图；
图2是本发明实施例所述的悬臂式强夯机的结构示意图；
图3是根据本发明实施例所述的自动监测强夯施工有效性的方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种强夯机，其中，该强夯机包括桁架式强夯机和悬臂式强夯机两种。
如图1所示，根据本发明实施例的一种桁架式强夯机，包括强夯机机体1，所述强夯机机体1上设有臂架2，臂架2的顶端设有定滑轮，所述强夯机机体1上设有提升机构3，提升机构3的牵引绳4跨过臂架2顶端的定滑轮与夯锤5固定连接，所述提升机构3带动夯锤5进行提升动作，所述强夯机机体1上与夯锤5位置相对应的方向设有夯锤数据采集装置6，所述强夯机机体1上还设有与夯锤速度采集装置6相配合的数据分析处理装置和存储显示通讯装置。
此外，所述夯锤速度采集装置6与所述数据分析处理装置之间还设有采集信号转换装置。
其中，所述存储显示通讯装置包括数据存储器、显示器以及数据传输器。
其中，所述夯锤速度采集装置6、所述采集信号转换装置、所述数据分析处理装置、所述数据存储器、所述显示器以及所述数据传输器之间均通过数据传输线路连接。
实际应用时，所述夯锤速度采集装置6可以采用线速度传感器来使用，所述数据分析处理装置用于接收线速度传感器采集的数据进行信号转换分析，计算夯锤的实际提升高度和有效夯击次数，所述存储显示通讯装置将计算获取的信息进行存储、显示并传输到远端服务器。
另外，在实际应用时，还可以将强夯机设计成悬臂式，如图2所示，悬臂式强夯机相比较于桁架式强夯机，增加了一个支架7，该支架7固定于地面支撑着臂架2的顶端，另外，在悬臂式强夯机中，为了更好的、精准的测的夯锤的运动速度，可以将夯锤数据采集装置6设置于所述支架7的底端。
以下通过本发明所述的强夯机的工作原理来对上述方案进行说明。
采用线速度传感器测量夯锤下落时的接地速度Vmax(即接地前的最大速度)，通过自由落体的速度计算公式(H=Vmax^2／(2*g))可以计算出下落的高度H(H=1／2*)，此高度经过修正即为强夯机的实际提升高度，而对每次的实际提升高度参照设计高度进行比较，则可以确定有效的夯击次数。
根据本发明的实施例，提供了一种自动监测强夯施工有效性的方法。
如图3所示，根据本发明实施例的一种自动监测强夯施工有效性的方法，包括以下步骤：
步骤S301，根据设置于强夯机机体1上与夯锤5位置相对应的方向的夯锤速度采集装置6，采集夯锤5的下落时的接地速度；
步骤S303，将采集到的夯锤5的下落时的接地速度，通过采集信号转换装置转换成数据信号，并且，将转换的数据信号发送给设置与强夯机机体5上的数据分析处理装置；
步骤S305，所述数据分析处理装置接收到转换的数据信号后，对所述数据信号进行分析处理，确定夯锤5实际提升的高度，并且，将确定出的夯锤实际提升高度与预先配置的夯锤提升设计高度进行比较，确定强夯施工的有效性。
此外，该自动监测强夯施工有效性的方法还包括：预先在所述数据分析处理装置内配置夯锤提升设计高度。
其中，将确定出的夯锤实际提升高度与预先配置的夯锤提升设计高度进行比较时，若确定出夯锤实际提升高度大于或等于预先配置的夯锤提升设计高度，则判定强夯施工有效。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种强夯机，包括强夯机机体(1)，所述强夯机机体(1)上设有臂架(2)，臂架(2)的顶端设有定滑轮，所述强夯机机体(1)上设有提升机构(3)，提升机构(3)的牵引绳(4)跨过臂架(2)顶端的定滑轮与夯锤(5)固定连接，所述提升机构(3)带动夯锤(5)进行提升动作，其特征在于：所述强夯机机体(1)上与夯锤(5)位置相对应的方向设有夯锤数据采集装置(6)，所述强夯机机体(1)上还设有与夯锤速度采集装置(6)相配合的数据分析处理装置和存储显示通讯装置。
2.根据权利要求1所述的强夯机，其特征在于：所述夯锤速度采集装置(6)与所述数据分析处理装置之间设有采集信号转换装置。
3.根据权利要求1所述的强夯机，其特征在于：所述存储显示通讯装置包括数据存储器、显示器以及数据传输器。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的强夯机，其特征在于：所述夯锤速度采集装置(6)为线速度传感器。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的强夯机，其特征在于：所述夯锤速度采集装置(6)、所述采集信号转换装置、所述数据分析处理装置、所述数据存储器、所述显示器以及所述数据传输器之间均通过数据传输线路连接。
6.一种自动监测强夯施工有效性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据设置于强夯机机体(1)上与夯锤(5)位置相对应的方向的夯锤速度采集装置(6)，采集夯锤(5)的下落时的接地速度；
将采集到的夯锤(5)的下落时的接地速度，通过采集信号转换装置转换成数据信号，并且，将转换的数据信号发送给设置与强夯机机体(5)上的数据分析处理装置；
所述数据分析处理装置接收到转换的数据信号后，对所述数据信号进行分析处理，确定夯锤(5)实际提升的高度，并且，将确定出的夯锤实际提升高度与预先配置的夯锤提升设计高度进行比较，确定强夯施工的有效性。
7.根据权利要求6所述的自动监测强夯施工有效性的方法，其特征在于，还包括：预先在所述数据分析处理装置内配置夯锤提升设计高度。
8.根据权利要求6或7所述的自动监测强夯施工有效性的方法，其特征在于：将确定出的夯锤实际提升高度与预先配置的夯锤提升设计高度进行比较时，若确定出夯锤实际提升高度大于或等于预先配置的夯锤提升设计高度，则判定强夯施工有效。
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