CN114277765A - 一种强夯机夯沉量自动检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于强夯机施工技术领域，尤其是一种强夯机夯沉量自动检测方法，包括控制系统以及检测模块，所述控制系统包括数据库以及车载控制器，所述检测模块包括用于检测强夯机钢索张力的张力传感器、夯锤重量的重量传感器以及钢索绕圈圈数检测的角度传感器。该强夯机夯沉量自动检测方法，将第二次提升的夯锤离开地面时所承受的力，与第一次夯锤离开地面时所承受的力做比较，以此来检测计算每一次夯锤的实际夯沉量，与系统控制模块自动生成量对比，对比后，系统自动控制下一次夯锤的提升高度，依次来保持系统计算量与实际夯沉量之间的平衡关系。

Description

一种强夯机夯沉量自动检测方法

技术领域

本发明涉及强夯机施工技术领域，尤其涉及一种强夯机夯沉量自动检测方法。

背景技术

强夯机是利用大型履带式强夯机重锤高落差(冲击力)来加固夯实(压实)回填土在一种机器。保证地基的牢固与坚硬，提高基层的承载力，减小沉降。履带车上有支架和卷扬机，卷扬机上钢丝绳起吊夯锤，夯锤到达一定高度，打开脱钩开关(脱绳开关)夯锤自由落体，在高落差、冲击力的作用下对地面产生压实夯实的作用提高地基的承载力；

现有的强夯机在对被夯土地进行夯击时，无法根据不同的土质类别控制夯锤的提升高度，很难对夯沉量进行准确的控制，无法保持系统计算量与实际夯沉量之间的平衡关系。

发明内容

基于现有的技术问题，本发明提出了一种强夯机夯沉量自动检测方法。

本发明提出的一种强夯机夯沉量自动检测方法，包括控制系统以及检测模块，所述控制系统包括数据库以及车载控制器，所述检测模块包括用于检测强夯机钢索张力的张力传感器、夯锤重量的重量传感器以及钢索绕圈圈数检测的角度传感器；

所述数据库内存储各类数据以及现有土质类别的基本物理参数，土质类别的基本物理参数可由土质分析仪器来测定；

步骤一、初始定位，通过系统控制夯锤落下放置在被夯地面上，当地面较软时，控制夯锤的下表面与被夯地面接触即可；

步骤二、初始夯沉量计算，当需要夯击地面时，通过系统控制钢索向上提升，直至重量传感器传感检测到的重量G_总＝G_夯锤+G_钢索时，角度传感器记录或标记此时钢索的初始位置L₀；

步骤三、二次夯沉量的计算，通过首次夯击的夯沉量L_首夯，将夯沉量L_首夯的数据反向传输至系统做验证或纠偏数据库内现有的土质类别；

若一次夯击达到预设夯沉量，则系统自动夯击下一个夯击点，重复上述动作，若未达到，执行下一步；

步骤四、判定当前夯击点的总的夯沉量。

优选地，所述步骤二中钢索的初始位置L₀由系统根据强夯机上的摄像头拍照视频对比或土质分析仪器分析的土质数据对比。

优选地，所述步骤二中对比的方式是：将摄像头或土质分析仪器传导的数据与数据库内的现有土质数据作对比，每个土质类别都由人工设定或调整出落入土质类别的阈值，检测的土质数据与此数据库内现有的土质类别阈值相对比，落入到哪类土质类别的阈值中，就自动判定当前被夯击的地质类别，进而确定土质类别，然后系统根据土质类别来确定每次夯击时的夯锤高度，即钢索的初始位置L₀。

优选地，所述步骤二中钢索继续将夯锤提升至预设高度，此时，角度传感器再次记录或标记此时钢索的位置L₁。

优选地，在所述步骤二中对钢索的位置L₁进行标记后，控制钢索松开，夯锤做自由落体运动后砸向被夯地下，再次控制钢索向上提升夯锤，直至重量传感器再次传感检测到的重量G_总≥G_夯锤+G_钢索时，角度传感器记录或标记此时钢索的夯锤位置L₂，最后通过夯锤第一次夯击的夯沉量L_首夯＝L₂-L₁。

优选地，所述步骤二中设置G_总≥G_夯锤+G_钢索与G_总＝G_夯锤+G_钢索不同的理由是，考虑到实际夯锤夯击地面时，可能会粘连土，所以夯击之后的夯锤重量要比没夯击前的重量要大于或等于，以此通过精确的计算来确保首次夯沉量的计算精度，也能够确保钢索是在拉直的状态下，确保钢索每次的标记位置精确，为了进一步地进行精确计算，需要将钢索的提升高度的那一段重量计算在内，共同构成重量传感器的重量G_总。

优选地，根据所述步骤三中对土质类别的验证或纠偏，若符合数据库内现有土质类别基本物理参数时，则判定当前土质类别符合现有系统内存档的土质类别，若不符合，则数据库内自动设定新的土质类别，根据首次调取数据库内的相邻或相似土质类别来自动核算当前土质类别是偏大或偏小，从而自动确定新输入的土质类别基本物理参数信息，产生新的阈值。

优选地，根据所述步骤三中产生新的阈值重新确定第二次夯锤夯击的高度，之后通过钢索提升夯锤至新的预设高度，此时，角度传感器再次记录或标记此时钢索的位置L_1+i，其中i为当前夯击点的夯击次数，且i≥1。

优选地，将步骤三中的钢索松开，夯锤做自由落体运动后砸向被夯地下，再次控制钢索向上提升夯锤，直至重量传感器再次传感检测到的重量G_总≥G_夯锤+G_钢索时，角度传感器记录或标记此时钢索的夯锤位置L₃，最后通过夯锤第一次夯击的夯沉量L_二夯＝L₃-L_1+i。

优选地，所述步骤四中计算当前夯击点总的夯沉量时：L_总夯＝L₃-L₁，之后与系统预设每个夯击点的夯沉量L_{预设夯沉量范围}做对比，直至当前实际夯沉总量L_总夯在系统预设的夯沉量L_{预设夯沉量范围}时，系统自动结束，直到强夯机到达下一个夯击点重复上述步骤一到步骤四。

本发明中的有益效果为：

将第二次提升的夯锤离开地面时所承受的力，与第一次夯锤离开地面时所承受的力做比较，以此来检测计算每一次夯锤的实际夯沉量，与系统控制模块自动生成量对比，对比后，系统自动控制下一次夯锤的提升高度，依次来保持系统计算量与实际夯沉量之间的平衡关系。

附图说明

图1为本发明提出的一种强夯机夯沉量自动检测方法的步骤一中初始定位状态图；

图2为本发明提出的一种强夯机夯沉量自动检测方法的步骤二中夯锤提起状态图；

图3为本发明提出的一种强夯机夯沉量自动检测方法的步骤二中首次夯击状态图；

图4为本发明提出的一种强夯机夯沉量自动检测方法的步骤二中首夯的夯沉量示意图；

图5为本发明提出的一种强夯机夯沉量自动检测方法的步骤三中二次夯击的夯沉量示意图；

图6为本发明提出的一种强夯机夯沉量自动检测方法的总夯量示意图。

图中：1、强夯机；2、钢索张力传感器；3、重量传感器；4、角度传感器；5、摄像头；6、钢索；7、夯锤。

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。

参照图1-6，一种强夯机夯沉量自动检测方法，包括控制系统以及检测模块，所述控制系统包括数据库以及车载控制器，所述检测模块包括用于检测强夯机1钢索6张力的张力传感器2、夯锤7重量的重量传感器3以及钢索6绕圈圈数检测的角度传感器4。

所述数据库内存储各类数据以及现有土质类别的基本物理参数，土质类别的基本物理参数可由土质分析仪器来测定，土质类别根据基本物理参数不同分为湿陷性黄土、碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土和杂填土。

计算方法为：

步骤一、初始定位，通过系统控制夯锤7落下放置在被夯地面上，当地面较软时，控制夯锤7的下表面与被夯地面接触即可。

步骤二、初始夯沉量计算，当需要夯击地面时，通过系统控制钢索6向上提升，直至重量传感器3传感检测到的重量G_总＝G_夯锤+G_钢索时，角度传感器4记录或标记此时钢索6的初始位置L₀，钢索6的初始位置L₀由系统根据强夯机1上的摄像头5拍照视频对比或土质分析仪器分析的土质数据对比。

对比的方式是：将摄像头5或土质分析仪器传导的数据与数据库内的现有土质数据作对比，每个土质类别都由人工设定或调整出落入土质类别的阈值，检测的土质数据与此数据库内现有的土质类别阈值相对比，落入到哪类土质类别的阈值中，就自动判定当前被夯击的地质类别，进而确定土质类别，然后系统根据土质类别来确定每次夯击时的夯锤7高度，即钢索6的初始位置L₀。

钢索6继续将夯锤7提升至预设高度，此时，角度传感器4再次记录或标记此时钢索的位置L₁。

之后钢索6松开，夯锤7做自由落体运动后砸向被夯地下，再次控制钢索6向上提升夯锤7，直至重量传感器3再次传感检测到的重量G_总≥G_夯锤+G_钢索时，角度传感器4记录或标记此时钢索6的夯锤7位置L₂，最后通过夯锤7第一次夯击的夯沉量L_首夯＝L₂-L₁。

设置G_总≥G_夯锤+G_钢索与G_总＝G_夯锤+G_钢索不同的理由是，考虑到实际夯锤7夯击地面时，可能会粘连土，所以夯击之后的夯锤7重量要比没夯击前的重量要大于或等于，以此通过精确的计算来确保首次夯沉量的计算精度，也能够确保钢索6是在拉直的状态下，确保钢索6每次的标记位置精确，而且为了进一步地进行精确计算，需要将钢索6的提升高度的那一段重量计算在内，共同构成重量传感器3的重量G_总。

步骤三、二次夯沉量的计算，通过首次夯击的夯沉量L_首夯，将夯沉量L_首夯的数据反向传输至系统做验证或纠偏数据库内现有的土质类别，若符合数据库内现有土质类别基本物理参数时，则判定当前土质类别符合现有系统内存档的土质类别，若不符合，则数据库内自动设定新的土质类别，在人工对土质进行设定的基础上，根据首次调取数据库内的相邻或相似土质类别来自动核算当前土质类别是偏大或偏小，从而自动确定新输入的土质类别基本物理参数信息，产生新的阈值。

若一次夯击达到预设夯沉量，则系统自动夯击下一个夯击点，重复上述动作，若未达到，执行下一步。

根据上述产生新的阈值重新确定第二次夯锤7夯击的高度，之后通过钢索6提升夯锤7至新的预设高度，此时，角度传感器4再次记录或标记此时钢索6的位置L_1+i，其中i为当前夯击点的夯击次数，且i≥1。

之后钢索松开，夯锤7做自由落体运动后砸向被夯地下，再次控制钢索6向上提升夯锤7，直至重量传感器3再次传感检测到的重量G_总≥G_夯锤+G_钢索时，角度传感器4记录或标记此时钢索6的夯锤7位置L₃，最后通过夯锤7第一次夯击的夯沉量L_二夯＝L₃-L_1+i。

步骤四、判定当前夯击点的总的夯沉量，计算当前夯击点总的夯沉量时：L_总夯＝L₃-L₁，之后与系统预设每个夯击点的夯沉量L_{预设夯沉量范围}做对比，直至当前实际夯沉总量L_总夯在系统预设的夯沉量L_{预设夯沉量范围}时，系统自动结束，直到强夯机1到达下一个夯击点重复上述步骤一到步骤四。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种强夯机夯沉量自动检测方法，包括控制系统以及检测模块，所述控制系统包括数据库以及车载控制器，所述检测模块包括用于检测强夯机钢索张力的张力传感器、夯锤重量的重量传感器以及钢索绕圈圈数检测的角度传感器；

所述数据库内存储各类数据以及现有土质类别的基本物理参数，土质类别的基本物理参数可由土质分析仪器来测定；

步骤一、初始定位，通过系统控制夯锤落下放置在被夯地面上，当地面较软时，控制夯锤的下表面与被夯地面接触即可；

步骤二、初始夯沉量计算，当需要夯击地面时，通过系统控制钢索向上提升，直至重量传感器传感检测到的重量G_总＝G_夯锤+G_钢索时，角度传感器记录或标记此时钢索的初始位置L₀；

步骤三、二次夯沉量的计算，通过首次夯击的夯沉量L_首夯，将夯沉量L_首夯的数据反向传输至系统做验证或纠偏数据库内现有的土质类别；

若一次夯击达到预设夯沉量，则系统自动夯击下一个夯击点，重复上述动作，若未达到，执行下一步；

步骤四、判定当前夯击点的总的夯沉量。

2.根据权利要求1所述的一种强夯机夯沉量自动检测方法，其特征在于：所述步骤二中钢索的初始位置L₀由系统根据强夯机上的摄像头拍照视频对比或土质分析仪器分析的土质数据对比。

3.根据权利要求2所述的一种强夯机夯沉量自动检测方法，其特征在于：所述步骤二中对比的方式是：将摄像头或土质分析仪器传导的数据与数据库内的现有土质数据作对比，每个土质类别都由人工设定或调整出落入土质类别的阈值，检测的土质数据与此数据库内现有的土质类别阈值相对比，落入到哪类土质类别的阈值中，就自动判定当前被夯击的地质类别，进而确定土质类别，然后系统根据土质类别来确定每次夯击时的夯锤高度，即钢索的初始位置L₀。

4.根据权利要求3所述的一种强夯机夯沉量自动检测方法，其特征在于：所述步骤二中钢索继续将夯锤提升至预设高度，此时，角度传感器再次记录或标记此时钢索的位置L₁。

5.根据权利要求4所述的一种强夯机夯沉量自动检测方法，其特征在于：在所述步骤二中对钢索的位置L₁进行标记后，控制钢索松开，夯锤做自由落体运动后砸向被夯地下，再次控制钢索向上提升夯锤，直至重量传感器再次传感检测到的重量G_总≥G_夯锤+G_钢索时，角度传感器记录或标记此时钢索的夯锤位置L₂，最后通过夯锤第一次夯击的夯沉量L_首夯＝L₂-L₁。

6.根据权利要求5所述的一种强夯机夯沉量自动检测方法，其特征在于：所述步骤二中设置G_总≥G_夯锤+G_钢索与G_总＝G_夯锤+G_钢索不同的理由是，考虑到实际夯锤夯击地面时，可能会粘连土，所以夯击之后的夯锤重量要比没夯击前的重量要大于或等于，以此通过精确的计算来确保首次夯沉量的计算精度，也能够确保钢索是在拉直的状态下，确保钢索每次的标记位置精确，为了进一步地进行精确计算，需要将钢索的提升高度的那一段重量计算在内，共同构成重量传感器的重量G_总。

7.根据权利要求1所述的一种强夯机夯沉量自动检测方法，其特征在于：根据所述步骤三中对土质类别的验证或纠偏，若符合数据库内现有土质类别基本物理参数时，则判定当前土质类别符合现有系统内存档的土质类别，若不符合，则数据库内自动设定新的土质类别，根据首次调取数据库内的相邻或相似土质类别来自动核算当前土质类别是偏大或偏小，从而自动确定新输入的土质类别基本物理参数信息，产生新的阈值。

8.根据权利要求7所述的一种强夯机夯沉量自动检测方法，其特征在于：根据所述步骤三中产生新的阈值重新确定第二次夯锤夯击的高度，之后通过钢索提升夯锤至新的预设高度，此时，角度传感器再次记录或标记此时钢索的位置L_1+i，其中i为当前夯击点的夯击次数，且i≥1。

9.根据权利要求8所述的一种强夯机夯沉量自动检测方法，其特征在于：将步骤三中的钢索松开，夯锤做自由落体运动后砸向被夯地下，再次控制钢索向上提升夯锤，直至重量传感器再次传感检测到的重量G_总≥G_夯锤+G_钢索时，角度传感器记录或标记此时钢索的夯锤位置L₃，最后通过夯锤第一次夯击的夯沉量L_二夯＝L₃-L_1+i。

10.根据权利要求1所述的一种强夯机夯沉量自动检测方法，其特征在于：所述步骤四中计算当前夯击点总的夯沉量时：L_总夯＝L₃-L₁，之后与系统预设每个夯击点的夯沉量L_{预设夯沉量范围}做对比，直至当前实际夯沉总量L_总夯在系统预设的夯沉量L_{预设夯沉量范围}时，系统自动结束，直到强夯机到达下一个夯击点重复上述步骤一到步骤四。

Images