CN115821913A - 一种具有质量控制的孔内深层强夯法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有质量控制的孔内深层强夯法，涉及工程机械技术领域，主要步骤包括：试验阶段，选定试桩位置，人工控制进行试桩，根据试桩结果是否达到设计指标，对参数进行记录；设定阶段，当试桩结果达到设计指标，将人工控制的参数设定为质量控制参数，质量控制参数根据土密实度或土性质的内容，设定为半自动或自动控制的质量控制参数；打桩阶段，由桩机的质量控制系统按质量控制参数进行孔内深层强夯法打桩形成桩体，在打桩的过程中桩机的质量控制系统按半自动或自动控制的质量控制参数进行过程控制；结束阶段，进入下一工作流程或填入桩体材料或停机。本发明可提高工作效率、减少事故的发生、节约生产成本、保证施工质量。

Description

一种具有质量控制的孔内深层强夯法

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种具有质量控制的孔内深层强夯法。

背景技术

孔内深层强夯法的施工过程中，成孔速度数倍于打桩速度，一台成孔机往往要配数台桩机。迄今为止，所有的桩机都由人工操作手动控制，安全隐患大，劳动强度高。且桩锤在下落的时候，由于是隐蔽工程，无法从地面往孔下看是否已经完全落入桩体材料中，不能判断质量是否满足设计指标。另一方面，下落至静止后，由于卷扬机放绳长度过大，导致乱绳、拧绳的问题出现，会造成打桩无法继续实施。因此，如何实现桩机在隐蔽环境下机械的质量控制来实现孔内深层强夯法，成为了亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种具有质量控制的孔内深层强夯法，以半自动化或自动化机械代替人工操作，减少用工数量，降低劳动强度，提高施工效率，从而消除了人为操作对施工质量的影响，确保工程质量与安全。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种具有质量控制的孔内深层强夯法，包括以下步骤：

第一步，试验阶段，在项目现场上选定试桩或试验性施工的位置，由人工控制进行孔内深层强夯法试桩或试验性施工，根据试桩或试验性施工的结果是否达到设计指标，对人工控制的参数进行记录；

第二步，设定阶段，当人工控制孔内深层强夯法的试桩或试验性施工的结果达到设计指标，将所述人工控制的参数设定为质量控制参数，质量控制参数根据项目地勘报告呈现的土密实度或土性质的内容，设定为半自动控制的质量控制参数或自动控制的质量控制参数；

第三步，打桩阶段，由桩机的质量控制系统按质量控制参数在预先形成的孔道内进行孔内深层强夯法打桩形成桩体，在打桩的过程中桩机的质量控制系统按所述半自动控制的质量控制参数或所述自动控制的质量控制参数进行过程控制；

第四步，结束阶段，进入下一工作流程或填入桩体材料或停机。

可选的，所述人工控制的参数包括绳体及桩锤从静止位置下落至孔道内填入桩体材料的上表面的落距L、绳体及桩锤的下落距离L1、绳体及桩锤的下落次数a、打桩前在孔道内填入桩体材料的高度h以及打桩结束在孔道内桩体材料的高度变化率s；所述绳体及桩锤从静止位置下落至孔道内填入桩体材料的上表面的落距L，2.5米≤L≤74.5米；所述绳体及桩锤的下落距离L1，3米≤L1≤75米；所述绳体及桩锤的下落次数a，2次≤a≤35次；所述打桩前在孔道内填入桩体材料的高度h，0.5米≤h≤8米；所述打桩结束在孔道内桩体材料的高度变化率s，30％≤s≤70％。

可选的，所述半自动控制的质量控制参数包括半自动控制的绳体及桩锤的下落距离L2和半自动控制的所述绳体及桩锤的下落次数a_m；所述自动控制的质量控制参数包括自动控制的绳体及桩锤下落触发绳体监测传感装置的目标距离L3；所述半自动控制的绳体及桩锤的下落距离L2，L2不小于所述绳体及桩锤的下落距离L1的最长距离，3米≤L2≤75米；所述半自动控制的所述绳体及桩锤的下落次数a_m，a_m不小于所述绳体及桩锤的下落次数a的最大次数；所述自动控制的绳体及桩锤下落触发绳体监测传感装置的目标距离L3，L3为所述绳体及桩锤从静止位置下落至孔道内填入桩体材料的上表面的落距L+打桩前在孔道内填入桩体材料的高度h×所述打桩结束在孔道内桩体材料的高度变化率s的计算结果，3米≤L3≤80米。

可选的，试验阶段，在孔内深层强夯法试桩或试验性施工前，首先根据项目的地勘报告呈现的土密实度或土性质的内容，并根据图纸和设计指标确定孔内深层强夯法的桩端持力层；在试桩或试验性施工的位置进行成孔，成孔达到桩端持力层深度，然后向成孔后的孔道内填入桩体材料，通过绳体连接桩锤从静止至下落至静止、静止至上升至静止进行孔内深层强夯法试桩或试验性施工，用人工控制在每次向成孔后的孔道内填入桩体材料的孔内深层强夯法试桩或试验性施工的过程期间，记录所述绳体及桩锤从静止位置下落至孔道内填入桩体材料的上表面的落距L、每次所述绳体及桩锤的下落距离L1、所述绳体及桩锤的下落次数a、所述打桩前在孔道内填入桩体材料的高度h，计算并记录所述打桩结束在孔道内桩体材料的高度变化率s；当试桩或试验性施工的结果达到设计指标，记录结果作为人工控制参数；计算所述打桩结束在孔道内桩体材料的高度变化率s的公式为(h+L-L1)/h，其中取值、计算为(所述打桩前在孔道内填入桩体材料的高度h+所述绳体及桩锤从静止位置下落至孔道内填入桩体材料的上表面的落距L－所述绳体及桩锤的下落距离L1的最长距离)÷所述打桩前在孔道内填入桩体材料的高度h。

可选的，设定阶段，人工控制参数设定为质量控制参数，质量控制参数分为所述半自动控制的质量控制参数和所述自动控制的质量控制参数，根据项目地勘报告呈现的土密实度或土性质的内容、含水量或含水率的内容，决定了选定质量控制参数是所述半自动控制的质量控制参数或所述自动控制的质量控制参数。

可选的，打桩阶段，由桩机的质量控制系统按所述半自动控制的绳体及桩锤下落的距离L2和所述半自动控制的绳体及桩锤下落的次数a_m或所述自动控制的绳体及桩锤下落触发绳体监测传感装置的目标距离L3进行孔内深层强夯法打桩的过程控制，在预先形成的孔道内进行孔内深层强夯法打桩形成桩体。

可选的，孔内深层强夯法通过绳体、桩锤、桩机和质量控制系统来打桩形成桩体；所述绳体为钢丝绳或钢链或铁链，所述绳体的承受重量为1.5吨至38.5吨；所述桩锤为一个上下周长不相等的尖锤，所述桩锤的顶端和所述绳体连接，所述桩锤的底端为尖端结构或圆弧状结构；桩机包括桩机平台、桩架和/或桅杆、导向滑轮、卷扬机、动力装置、行走装置；桩机平台的上表面设有动力装置和桩架和/或桅杆，导向滑轮固定于桩机平台和/或桩架或桅杆上，导向滑轮用于对所述绳体起到导向的作用；动力装置的输出端与卷扬机的输入端传动连接，桩架和/或桅杆的下端固定于桩机平台的上表面；桩机平台的下表面设有行走装置，行走装置为履带或车轮或步履机构；质量控制系统包括控制器、绳体监测传感装置和/或绳体监测计量装置。

可选的，动力装置包括发动机、液压泵、液压阀和液压马达，所述发动机的输出轴连接所述液压泵的动力输入轴，所述发动机用于带动所述液压泵工作，所述液压泵和所述液压阀均设置在液压管路上，所述液压管路的第一端连接有所述液压源，所述液压管路的第二端连接液压马达，所述液压泵和所述液压阀用于控制液压管路为所述液压马达提供液动力，所述液压马达的动力输出连接卷扬机的动力输入，所述液压马达带动所述卷扬机转动从而实现所述绳体及桩锤的收、放作业。

可选的，卷扬机为快速溜放式卷扬机或自由下放式卷扬机，快速溜放式卷扬机或自由下放式卷扬机具有带载快放或空载快放或机械快放的功能，快速溜放式卷扬机或自由下放式卷扬机为湿式制动方式或干式制动方式或内涨外抱制动方式；所述卷扬机在打桩阶段绳体与桩锤下落的过程中保持连接；所述卷扬机在桩锤提升的过程中，所述卷扬机提供给所述绳体的最大拉力为3吨至40吨。

可选的，所述控制器为微程序控制器和/或高速计数器和/或A/B相正交计数器和/或可编程逻辑控制器；桩机平台上固定有电气柜，所述电气柜上设有人机控制面板，所述电气柜与所述控制器连接，人机控制面板用于对所述控制器进行质量控制参数设定和输入所述控制器。

可选的，所述绳体监测传感装置为带监测装置滑轮和/或摆动监测装置；绳体监测计量装置为绳长监测装置和/或编码器；所述绳体监测传感装置和/或所述绳体监测计量装置与所述控制器连接。

可选的，打桩阶段，打桩的过程中桩机的质量控制系统按所述半自动控制的质量控制参数进行孔内深层强夯法形成桩体，通过向所述控制器输入半自动控制的绳体及桩锤下落的距离L2和所述半自动控制的绳体及桩锤下落的次数a_m，所述卷扬机通过绳体连接桩锤从静止位置下落，当所述绳体及桩锤下落至静止时，绳体会触发所述绳体监测传感装置，所述绳体监测传感装置监控和/或采集信号和/或数据后，发送给所述控制器，所述控制器接收到信号和/或数据后对所述卷扬机通过离合、刹车切换实现卷扬机从放绳至收绳的工作转换；和/或绳体监测计量装置监控和/或采集绳体及桩锤从静止位置下落至静止的下落距离，所述绳体监测传感装置没有被绳体触发时，所述绳体及桩锤从静止位置下落至静止的下落距离达到所述半自动控制的绳体及桩锤下落的距离L2时，所述绳体监测计量装置会触发所述控制器，所述控制器对所述卷扬机通过离合、刹车切换实现卷扬机从放绳至收绳的工作转换；所述控制器控制所述绳体及桩锤在实现半自动控制的绳体及桩锤下落的次数a_m后，进入结束阶段。

可选的，打桩阶段，打桩的过程中桩机的质量控制系统按所述半自动控制的质量控制参数进行孔内深层强夯法形成桩体，不通过向所述控制器输入所述半自动控制的绳体及桩锤下落的距离L2和所述半自动控制的绳体及桩锤下落的次数a_m，所述卷扬机通过绳体连接桩锤从静止位置下落，当绳体及桩锤下落至静止时，绳体会触发绳体监测传感装置，所述绳体监测传感装置监控和/或采集信号和/或数据后，发送给所述控制器，所述控制器接收到信号和/或数据后对所述卷扬机通过离合、刹车切换实现卷扬机从放绳至收绳的工作转换；结合人工记录、控制绳体及桩锤下落次数a后，进入结束阶段。

可选的，打桩阶段，打桩的过程中桩机的质量控制系统按所述自动控制的质量控制参数进行孔内深层强夯法形成桩体，通过向所述控制器输入所述自动控制的绳体及桩锤下落触发绳体监测传感装置的目标距离L3，所述卷扬机通过绳体连接桩锤从静止位置下落，当绳体及桩锤下落至静止时，绳体会触发所述绳体监测传感装置，所述绳体监测传感装置监控和/或采集信号和/或数据后，发送给所述控制器，所述控制器接收到信号和/或数据后对所述卷扬机通过离合、刹车切换实现卷扬机从放绳至收绳的工作转换；当所述绳体监测传感装置被绳体触发时，所述绳体监测计量装置同时监控和/或采集绳体及桩锤从静止位置下落至静止的下落距离后发送给所述控制器，所述控制器接收绳体及桩锤下落距离并记录绳体及桩锤下落次数；当所述绳体监测传感装置被绳体触发时，所述绳体监测计量装置监控和/或采集绳体及桩锤从静止位置下落至静止的下落距离达到所述自动控制的绳体及桩锤下落触发绳体监测传感装置的目标距离L3后，所述控制器控制所述卷扬机，进入结束阶段。

可选的，所述绳体监测传感装置为带监测装置滑轮，包括销轴传感器与传感器滑轮，或，弹簧限位开关传感器与传感器滑轮，或，光电传感器与传感器滑轮；所述绳体监测传感装置为摆动监测装置，包括绳体摆动接近开关传感器与传感器滑轮；传感器滑轮不仅对绳体有导向作用，同时通过改装后与销轴传感器或弹簧限位开关传感器或光电传感器或绳体摆动接近开关传感器在结构、功能上实现对绳体监控和/或采集信号和/或数据的作用；在所述质量控制系统设置所述绳体监测传感装置，包括销轴传感器与传感器滑轮、弹簧限位开关传感器与传感器滑轮、光电传感器与传感器滑轮、绳体摆动接近开关传感器与传感器滑轮的一种或两种或三种或四种；所述绳体监测传感装置与所述控制器连接。

可选的，所述绳体监测传感装置为摆动监测装置的绳体摆动接近开关传感器与传感器滑轮工作时，所述控制器根据绳体的摆动对所述卷扬机的刹车和离合实现控制，当所述控制器控制所述卷扬机的离合松开，绳体及桩锤下落，当绳体及桩锤落入到孔道内的桩体材料中，桩锤处于静止状态，桩锤连接的绳体由于松动而摆动，从而绳体摆动接近开关传感器根据绳体摆动部位来触发接近开关，绳体摆动接近开关传感器与传感器滑轮监控和/或采集信号和/或数据，并将信号和/或数据传送给所述控制器，所述控制器接收到信号和/或数据后，由所述控制器控制所述卷扬机的刹车收紧，使得绳体及桩锤在孔道内的桩体材料中处于静止状态；所述控制器根据绳体的摆动对卷扬机的刹车和离合实现控制，当所述控制器控制卷扬机的离合收紧，所述卷扬机的刹车松开，绳体及桩锤在孔道内的桩体材料中脱离静止状态，绳体及桩锤上升。

可选的，所述绳体监测传感装置为带监测装置滑轮的销轴传感器与传感器滑轮工作时，所述控制器根据受力值数据对所述卷扬机的刹车和离合实现控制，当所述控制器控制所述卷扬机的离合松开，绳体及桩锤下落，当绳体及桩锤落入到孔道内的桩体材料中，根据受力值的变化，销轴传感器与传感器滑轮监控和/或采集信号和/或数据，并将信号和/或数据传送给所述控制器，所述控制器接收到信号和/或数据后，由所述控制器控制所述卷扬机的刹车收紧，使得绳体及桩锤在孔道内的桩体材料中处于静止状态；所述控制器根据受力值数据对所述卷扬机的刹车和离合实现控制，当所述控制器控制卷扬机的离合收紧，所述卷扬机的刹车松开，绳体及桩锤在孔道内的桩体材料中脱离静止状态，绳体及桩锤上升。

可选的，所述绳体监测传感装置为带监测装置滑轮的弹簧限位开关传感器与传感器滑轮工作时，所述控制器根据绳体受力的变化引起弹簧形变触发限位开关对所述卷扬机的刹车和离合实现控制，当所述控制器控制所述卷扬机的离合松开，绳体及桩锤下落，此时绳体对传感器滑轮受力大，弹簧限位开关传感器与传感器滑轮的弹簧处于压缩状态，不会触发弹簧限位开关传感器；绳体及桩锤落入到孔道内的桩体材料中，桩锤处于静止状态，桩锤连接的绳体受力发生变化，此时绳体对传感器滑轮受力变小，弹簧限位开关传感器与传感器滑轮的弹簧伸长，伸长后的弹簧将传感器滑轮顶起，从而触发弹簧限位开关传感器，弹簧限位开关传感器与传感器滑轮监控和/或采集信号和/或数据，并将信号和/或数据传送给所述控制器，所述控制器接收到信号和/或数据后，由所述控制器控制所述卷扬机的刹车收紧，使得绳体及桩锤在孔道内的桩体材料中处于静止状态；所述控制器根据绳体受力的变化引起弹簧形变触发限位开关对所述卷扬机的刹车和离合实现控制，当所述控制器控制所述卷扬机的离合收紧，所述卷扬机的刹车松开，绳体及桩锤在孔道内的桩体材料中脱离静止状态，绳体及桩锤上升。

可选的，所述绳体监测传感装置为带监测装置滑轮的光电传感器与传感器滑轮工作时，所述控制器根据绳体摆动信号和/或数据对所述卷扬机的刹车和离合实现控制，当所述控制器控制所述卷扬机的离合松开，绳体及桩锤下落，当绳体及桩锤落入到孔道内的桩体材料中，桩锤处于静止状态，桩锤连接的绳体由于松动而摆动，从而绳体因摆动进入光电传感器的监测区域，根据绳体的摆动的变化，光电传感器与传感器滑轮监控和/或采集信号和/或数据，并将信号和/或数据传送给所述控制器，所述控制器接收到信号和/或数据后，由所述控制器控制所述卷扬机的刹车收紧，使得绳体及桩锤在孔道内的桩体材料中处于静止状态；所述控制器根据绳体摆动信号和/或数据对所述卷扬机的刹车和离合实现控制，当所述控制器控制所述卷扬机的离合收紧，所述卷扬机的刹车松开，绳体及桩锤在孔道内的桩体材料中脱离静止状态，绳体及桩锤上升。

可选的，所述绳体监测计量装置为绳长监测装置和/或编码器对绳体的放绳或收绳的状态进行监控，并对绳体的放绳或收绳的长度进行采集；在所述质量控制系统设置所述绳体监测计量装置包括导向滑轮绳长监测装置、卷扬机绳长监测装置、编码器的一种或两种或三种；所述绳体监测计量装置与所述控制器连接。

可选的，所述绳体监测计量装置为绳长监测装置和/或编码器工作时，绳长监测装置为导向滑轮绳长监测装置包括接近开关和安装在导向滑轮上的齿轮盘，通过齿轮盘的转动，根据齿数和齿宽，采集绳体的放绳或收绳的长度，并根据齿轮盘正转或反转监控绳体的放绳或收绳的状态；所述绳长监测装置为卷扬机绳长监测装置包括接近开关和安装在所述卷扬机的卷筒上的齿轮盘，齿轮盘固定到卷筒上，由于齿轮盘的转动，接近开关将不停地开启和关闭，从而产生一系列的高低电平，所述控制器的高速计数器或A/B相正交计数器接收到高低电平判定齿轮盘的正反转，监控绳体的放绳或收绳的状态；同时所述控制器的高速计数器或A/B相正交计数器接收到高低电平计得脉冲数，采集绳体的放绳或收绳的长度；齿轮盘齿数越多，所述绳体监测计量装置监控和/或采集信号和/或数据的结果越准确；齿轮盘直径小于臂头滑轮，每个齿宽大于或等于接近开关直径，齿间隙等于齿宽；假设单根绳体的最大出绳速度为Vs，臂头滑轮的回转角速度为ω，滑轮半径为R：

齿轮上产生的脉冲频率为

其中n为齿数。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1.提高工作效率。本发明中的控制方法替代了人工操作，可提高效率30％以上。

2.减少事故的发生。因用质量控制系统替换了人工操作，控制能处理紧急情况，避免事故的发生，减少不必要的损失。

3.节约生产成本。打桩施工是一个长期的工程，如果通过人为来控制，施工方需要长期支付工人工资以及各种人为消耗，对于桩机质量控制系统来说，只需要一次性资金投入，长远来看，在提高工作效率和减少安全生产事故的同时，节约了生产成本。

4.保证施工质量。在成孔打桩工作过程中，单纯依靠人的操作经验来控制施工的质量显然无法满足当今社会对建筑工程质量越来越高的要求，而桩机质量控制系统的控制由各种程序和算法完成，控制精确、稳定，保证了建筑施工的质量。

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为本发明一种具有质量控制的孔内深层强夯法的质量控制系统的示意图；

图2为本发明一种具有质量控制的孔内深层强夯法的一种工作流程图；

图3为本发明一种具有质量控制的孔内深层强夯法的另一种工作流程图；

图4为本发明孔内深层强夯法所用桩机及质量控制系统的结构示意图；

图5为本发明一种具有质量控制的孔内深层强夯法的质量控制系统的销轴传感器与传感器滑轮的结构示意图；

图6为本发明一种具有质量控制的孔内深层强夯法的质量控制系统的光电传感器与传感器滑轮的侧向结构示意图；

图7为本发明一种具有质量控制的孔内深层强夯法的质量控制系统的光电传感器与传感器滑轮的结构示意图；

图8为本发明一种具有质量控制的孔内深层强夯法的质量控制系统的绳体摆动接近开关传感器与传感器滑轮的结构示意图；

图9为本发明一种具有质量控制的孔内深层强夯法的质量控制系统的绳长监测装置的结构示意图；

图10为本发明一种具有质量控制的孔内深层强夯法的质量控制系统的弹簧限位开关传感器与传感器滑轮的侧向结构示意图；

图11为本发明一种具有质量控制的孔内深层强夯法的质量控制系统的弹簧限位开关传感器与传感器滑轮的结构示意图；

图中：1、桩机平台；2、动力装置；3、卷扬机；4、带监测装置滑轮；5、斜支撑；6、绳体；7、导向滑轮；8、电气柜；9、桩锤；10、桩架；11、控制器；12、行走装置；13、销轴传感器；14、光电传感器；15、保护罩；16、光电支撑板；17、反射支撑板；18、反射板；19、绳体摆动接近开关传感器；20、固定侧板；21、推座；22、弹簧；23、导套；24、弹簧下支座；25、支撑座；26、限位开关；27、支撑轴；28、齿轮盘；29、接近开关。

具体实施方式

实施例一：

如图1和2所示，本实施例提供一种具有质量控制的孔内深层强夯法，包括以下步骤：

第一步，试验阶段，在项目现场上选定试桩或试验性施工的位置，由人工控制进行孔内深层强夯法试桩或试验性施工，根据试桩或试验性施工的结果是否达到设计指标，对人工控制的参数进行记录；

第二步，设定阶段，当人工控制孔内深层强夯法的试桩或试验性施工的结果达到设计指标，将人工控制的参数设定为质量控制参数，质量控制参数根据项目地勘报告呈现的土密实度或土性质的内容，设定为半自动控制的质量控制参数；

第三步，打桩阶段，由桩机的质量控制系统按质量控制参数在预先形成的孔道内进行孔内深层强夯法打桩形成桩体，在打桩的过程中桩机的质量控制系统按半自动控制的质量控制参数进行过程控制；

第四步，结束阶段，进入下一工作流程或填入桩体材料或停机。

人工控制的参数包括绳体6及桩锤9从静止位置下落至孔道内填入桩体材料的上表面的落距L、绳体6及桩锤9的下落距离L1、绳体6及桩锤9的下落次数a、打桩前在孔道内填入桩体材料的高度h以及打桩结束在孔道内桩体材料的高度变化率s；

绳体6及桩锤9从静止位置下落至孔道内填入桩体材料的上表面的落距L，2.5米≤L≤74.5米；

绳体6及桩锤9的下落距离L1，3米≤L1≤75米；

绳体6及桩锤9的下落次数a，2次≤a≤35次；

打桩前在孔道内填入桩体材料的高度h，0.5米≤h≤8米；

打桩结束在孔道内桩体材料的高度变化率s，30％≤s≤70％。

半自动控制的质量控制参数包括半自动控制的绳体6及桩锤9的下落距离L2和半自动控制的绳体6及桩锤9的下落次数a_m；

半自动控制的绳体6及桩锤9的下落距离L2，L2不小于绳体6及桩锤9的下落距离L1的最长距离，3米≤L2≤75米；

半自动控制的绳体6及桩锤9的下落次数a_m，a_m不小于绳体6及桩锤9的下落次数a的最大次数。

如图9所示，绳长监测装置包括接近开关29和安装在导向滑轮7上的齿轮盘28，通过齿轮盘28的转动，根据齿数和齿宽，计量绳长量，并根据齿轮盘28正转或反转判断卷扬机3是放绳还是收绳；齿轮盘28直径小于臂头滑轮，每个齿宽大于或等于接近开关直径，齿间隙等于齿宽；假设单根钢丝绳6最大出绳速度为Vs，臂头滑轮7的回转角速度为ω，滑轮7半径为R；

齿轮上产生的脉冲频率f＜为

其中n为齿数。

绳长监测装置包括接近开关29和安装在卷扬机3的卷筒上的齿轮盘28，齿轮盘28固定到卷筒上；由于齿轮盘28的转动，接近开关29将不停地开启和关闭，从而产生一系列的高低电平；控制器11中的高速计数器计数，从而可得绳长量；利用控制器A/B相正交计数器11功能，判定齿轮盘28的正反转，同时计得脉冲数，得出钢丝绳6长度；误差为一个周期内，钢丝绳6收放的长度。

绳体6及桩锤9在孔内填入填料中处于静止状态时，绳长监测装置发送数据给控制器11；控制器11包括微程序控制器、高速计数器、A/B相正交计数器、可编程逻辑控制器。

实施例二：

本实施例是在实施例一的基础上改进的实施例，如图1和3所示，本实施例提供一种具有质量控制的孔内深层强夯法，包括以下步骤：

第一步，试验阶段，在项目现场上选定试桩或试验性施工的位置，由人工控制进行孔内深层强夯法试桩或试验性施工，根据试桩或试验性施工的结果是否达到设计指标，对人工控制的参数进行记录；

第二步，设定阶段，当人工控制孔内深层强夯法的试桩或试验性施工的结果达到设计指标，将人工控制的参数设定为质量控制参数，质量控制参数根据项目地勘报告呈现的土密实度或土性质的内容，设定为自动控制的质量控制参数；

第三步，打桩阶段，由桩机的质量控制系统按质量控制参数在预先形成的孔道内进行孔内深层强夯法打桩形成桩体，在打桩的过程中桩机的质量控制系统按自动控制的质量控制参数进行过程控制；

第四步，结束阶段，进入下一工作流程或填入桩体材料或停机。

自动控制的质量控制参数包括自动控制的绳体6及桩锤9下落触发绳体监测传感装置的目标距离L3；自动控制的绳体6及桩锤9下落触发绳体监测传感装置的目标距离L3，L3为绳体6及桩锤9从静止位置下落至孔道内填入桩体材料的上表面的落距L+打桩前在孔道内填入桩体材料的高度×打桩结束在孔道内桩体材料的高度变化率s的计算结果，3米≤L3≤80米。

自动控制施工进行孔内深层强夯法时，通过向控制器11输入自动控制的绳体6及桩锤9下落触发绳体监测传感装置的目标距离L3，卷扬机3通过绳体6连接桩锤9从静止位置下落，当绳体6及桩锤9下落至静止时，绳体会触发所述绳体监测传感装置，绳体监测传感装置监控和/或采集信号和/或数据后，发送给控制器11，控制器11接收到信号和/或数据后对卷扬机3通过离合、刹车切换实现卷扬机3从放绳至收绳的工作转换；

当绳体监测传感装置被绳体6触发时，绳体监测计量装置同时监控和/或采集绳体6及桩锤9从静止位置下落至静止的下落距离后发送给控制器11，控制器11接收绳体6及桩锤9下落距离并记录绳体6及桩锤9下落次数；

当绳体监测传感装置被绳体6触发时，绳体监测计量装置监控和/或采集绳体6及桩锤9从静止位置下落至静止的下落距离达到自动控制的绳体6及桩锤9下落触发绳体监测传感装置的目标距离L3后，所述控制器11控制卷扬机3，进入结束阶段。

如图4和5所示，本实施例提供了孔内深层强夯法所用桩机及质量控制系统，包括：桩机和质量控制系统，桩机上设有卷扬机3、绳体6和多个带监测装置滑轮4。绳体6绕过带监测装置滑轮4，带监测装置滑轮4起到一个对绳体6的导向作用，绳体6的第一端与卷扬机3连接，绳体6的第二端连接有桩锤9。质量控制系统包括带监测装置滑轮4和控制器11，带监测装置滑轮4包括传感器滑轮和销轴传感器13，传感器滑轮与导向滑轮7的结构基本相同，区别点在于，销轴传感器13固定于传感器滑轮上。销轴传感器13与控制器11连接，绳体6绕过传感器滑轮上，销轴传感器13用于监控和/或采集桩锤9和绳体6的受力值数据，并用于将受力值数据发送给控制器11，销轴传感器13根据受力值数据来确定绳体6的松弛度。控制器11与卷扬机3连接，控制器11用于在接收到受力值数据后对卷扬机3进行控制。

使用时，控制器11根据受力值数据对卷扬机3的刹车和离合实现控制，当控制器11控制卷扬机3的离合松开，桩锤9和绳体6下落，当桩锤9和绳体6落入预先成孔后孔底填入的材料内，根据受力值数据的变化，销轴传感器13会触发质量控制系统产生信号并将信号传递给控制器11，控制器11控制卷扬机3的刹车收紧，使得桩锤9和绳体6在孔底填入的材料内处于静止状态。当控制器11控制卷扬机3的离合收紧、卷扬机3的刹车松开，使得桩锤9和绳体6在孔底填入的材料内脱离静止状态，桩锤9和绳体6上升。

实施例三：

本实施例是在实施例二的基础上改进的实施例，本实施例中，绳长监测装置采用绳体摆动接近开关传感器19。

如图4和8所示，桩机和质量控制系统，桩机平台1上设有卷扬机3、绳体6和导向滑轮7，绳体6绕过导向滑轮7，导向滑轮7用于对绳体6起到一个导向的作用。绳体6的第一端与卷扬机3连接，绳体6的第二端连接有桩锤9；质量控制系统包括控制器11、摆动监测装置和/或绳长监测装置，摆动监测装置用于监测和/或采集绳体6的松弛状态，摆动监测装置用于将绳体6的松弛状态信号发送给控制器11，控制器11与卷扬机3相连，控制器11在接收到绳体6的松弛状态信号后用于对卷扬机3进行控制；绳长监测装置用于监测和/或采集绳体6的放绳长度数据，并用于将放绳长度数据信号和/或数据发送给控制器11，控制器11与卷扬机3相连，控制器11在接收到放绳长度数据后用于对卷扬机3进行控制。

使用时，控制器11根据绳体6的摆动和/或绳体6的收放量对卷扬机3的刹车和离合实现控制，当控制器11控制卷扬机3的离合松开，绳体6和桩锤9下落，当绳体6和桩锤9落入到成孔后的孔底填料中。桩锤9处于静止状态，桩锤9连接的绳体6由于松动而摆动，从而摆动监测装置根据绳体6的摆动来触发，和/或绳长监测装置监测到绳体6的收放量，摆动监测装置和/或绳长监测装置产生信号并将信号传递给控制器11，控制器11控制卷扬机3的刹车收紧，使得绳体6和桩锤9在成孔后的孔底填料中处于静止状态。控制器11根据绳体6的摆动和/或绳体6的收放量对卷扬机3的刹车和离合实现控制，当控制器11控制卷扬机3的离合收紧、卷扬机3的刹车松开，使得绳体6和桩锤9在成孔后的孔底填料中脱离静止状态，绳体6和桩锤9上升。绳体6和桩锤9在下落和上升的过程中，绳体6处于绷紧状态，绳体摆动接近开关传感器19不会因绳体摆动而触发。

于本实施例中，绳体摆动接近开关传感器19固定于传感器滑轮的下方，绳体6紧绷时位于绳体摆动接近开关传感器19的上方，绳体6松弛时会掉落到绳体摆动接近开关传感器19的感应范围内。

于本实施例中，传感器滑轮固定于摆动监测支撑架上，摆动监测支撑架的两侧分别设有一个固定侧板20，固定侧板20上设有固定孔，固定孔能够用于固定绳体摆动接近开关传感器19；

固定孔上固定有若干个绳体摆动接近开关传感器19，固定孔上的若干个绳体摆动接近开关传感器19上下分布，本实施例中，每个固定孔处设有两个绳体摆动接近开关传感器19且上下分布，本领域技术人员还可以设置三个或更多，以此来提供摆动监测装置的准确性。

实施例四：

本实施例是在实施例二的基础上改进的实施例，本实施例中，质量控制系统采用弹簧限位开关传感器。

如图4、10和11所示，桩机和质量控制系统，桩机上设有卷扬机3、绳体6和导向滑轮7，绳体6绕过导向滑轮7，导向滑轮7对绳体6起到导向的作用。绳体6的第一端与卷扬机3连接，绳体6的第二端连接有桩锤9；质量控制系统包括传感器滑轮、支撑轴27、支撑座25、限位开关26、弹簧22和控制器11，支撑轴27贯穿传感器滑轮，即支撑轴27的两端分别伸出传感器滑轮的两侧，弹簧22的下端固定于支撑座25上，弹簧22的上端与支撑轴27的下端相抵，一个支撑轴27需要两个弹簧22对其进行支撑作用。限位开关26位于支撑轴27的上方，限位开关26与控制器11连接，限位开关26用于将控制信号传输给控制器11，控制器11与卷扬机3相连，控制器11在接收到限位开关26发送的控制信号后用于对卷扬机3进行控制。

使用时，控制器11根据绳体6的受力数据变化引起弹簧22形变，从而使得限位开关26发送控制信号给控制器11，控制器11收到信号后对卷扬机3的刹车和离合实现控制，当控制器11控制卷扬机3的离合松开，绳体6和桩锤9下落，此时质量控制系统中的传感器滑轮受力较大，质量控制系统的弹簧22处于压缩状态；当绳体6和桩锤9落入到桩孔的孔底材料中，桩锤9处于静止状态，桩锤9连接的绳体6受力发生变化，从而传递给传感器滑轮的受力变小，弹簧22伸长，伸长后的弹簧22将支撑轴27顶起，从而触发限位开关26，限位开关26发送控制信号给控制器11，控制器11控制卷扬机3的刹车收紧，使得绳体6和桩锤9在桩孔的孔底材料中处于静止状态。

控制器11根据绳体6的受力数据变化引起弹簧22形变，从而使得限位开关26发送控制信号给控制器11，控制器11收到信号后对卷扬机3的刹车和离合实现控制，当控制器11控制卷扬机3的离合收紧、卷扬机3的刹车松开，使得绳体6和桩锤9在桩孔的孔底材料中脱离静止状态，绳体6和桩锤9上升。

于本实施例中，质量控制系统还包括导套23、弹簧下支座24和推座21，弹簧22的外侧套设有导套23，弹簧22的下端固定于导套23的容置槽内，导套23对弹簧22起到固定的作用，防止弹簧22弹出。导套23的下方设置有弹簧下支座24，弹簧22和导套23固定于弹簧下支座24的上表面，弹簧下支座24的下表面固定于支撑座25上；

进一步的，弹簧22的上端固定于推座21的下表面，推座21的上表面与支撑轴27相抵，推座21的上表面为弧形结构，这样设置的目的是与支撑轴27更好的接触，使得支撑轴27能够在推座21上转动。

于本实施例中，在支撑座25上设有支撑板，限位开关26固定于支撑板上，限位开关26位于支撑轴27的上方，当绳体6松弛时，弹簧22受力减小，弹簧22的上端向上移动从而能够触发限位开关26。

实施例五：

本实施例是在实施例二的基础上改进的实施例，本实施例中，质量控制系统采用光电传感器14。

如图6和7所示，桩机上设有卷扬机3、绳体6和导向滑轮7，绳体6绕过导向滑轮7，导向滑轮7起到对绳体6导向的作用，绳体6的第一端与卷扬机3连接，绳体6的第二端连接有桩锤9，卷扬机3通过绳体6来控制桩锤9的升降；

质量控制系统，质量控制系统包括传感器滑轮、光电传感器14、反射板18和控制器11，光电传感器14和反射板18位于绳体6的两侧，一个光电传感器14和一个反射板18均位于一个传感器滑轮的一侧(沿绳体6方向上的一侧)，光电传感器14和反射板18相对设置，光电传感器14与控制器11连接，绳体6紧绷时位于光电传感器14和反射板18的上方，绳体6松弛时会掉落到光电传感器14和反射板18之间，光电传感器14和反射板18用于监控和/或采集绳体6的信号和/或数据，并将绳体6的信号和/或数据发送给控制器11，控制器11与卷扬机3相连，控制器11在接收到信号和/或数据后用于对卷扬机3进行控制。

工作时，控制器11根据绳体6的摆动数据对卷扬机3的刹车和离合实现控制，当控制器11控制卷扬机3的离合松开，绳体6和桩锤9下落，当绳体6和桩锤9落入地面下桩孔的孔底填料中时，桩锤9处于静止状态，桩锤9连接在一起的绳体6由于松动而摆动，从而在质量控制系统内的绳体6因摆动进入光电传感器14和反射板18的监测区域，根据绳体6的信号和/或数据的变化，光电传感器14会将感应信号传递给控制器11，控制器11控制卷扬机3的刹车收紧，使得绳体6和桩锤9在地面下桩孔的孔底填料中处于静止状态。当需要升起桩锤9时，控制器11控制卷扬机3的离合收紧、卷扬机3的刹车松开，使得绳体6和桩锤9在地面下桩孔的孔底填料中脱离静止状态，绳体6和桩锤9上升。需要说明的是，绳体6和桩锤9在下落和上升的过程中，绳体6处于绷紧状态，质量控制系统不会接收到绳体摆动的信号和/或数据的变化。

于本实施例中，质量控制系统还包括光电支撑板16、反射支撑板17和连接板；

光电传感器14固定于光电支撑板16上；

反射板18固定于反射支撑板17上，且光电传感器14要与反射板18相对设置；

光电支撑板16的一侧和反射支撑板17的一侧分别固定于连接板的两侧，光电支撑板16、反射支撑板17和连接板为一体式结构，整体为C型件结构；

光电支撑板16、反射支撑板17和连接板均固定于桩机上。

于本实施例中，光电传感器14和反射板18的外侧设有保护罩15，保护罩15可以防止光电传感器14和反射板18等结构被外界物体损坏。保护罩15内设有夜间光源，夜间光源也控制器11连接，夜间光源能够在夜晚时为光电传感器14提供光源，可以使得质量控制系统在夜间也能正常使用。

于本实施例中，打桩机主体包括桩机平台1，桩机平台1的上表面设有动力装置2和桩架10，动力装置2的输出端与卷扬机3的输入端传动连接，桩架10固定于桩机平台1的上表面，桩架10为T型架，包括横杆和竖杆，横杆和竖杆垂直设置，横杆的中心固定于竖杆的上端，竖杆的下端固定于桩机平台1上；

桩机平台1的下表面设有行走装置12，行走装置12为履带或步履机构或车轮，这些均为现有技术，故不多做赘述。

于本实施例中，动力装置2包括发动机、液压泵、液压阀和液压马达，发动机的输出传动连接液压泵的动力输入，发动机用于带动液压泵工作，液压泵和液压阀均设置在液压管路上，液压管路的第一端连接有液压源，液压管路的第二端连接液压马达，液压泵和液压阀用于控制液压管路为液压马达提供液动力，液压马达的动力输出传动连接卷扬机3的动力输入，液压马达带动卷扬机3转动从而实现绳体6的收、放作业。

于本实施例中，传感器滑轮为1-4个，传感器滑轮设置于桩机平台1的上表面和/或桩架10的上端，用于监测绳体6的松弛状态，其中位于桩机平台1上端的传感器滑轮可以设置在卷扬机3处；

导向滑轮7为1-6个，绳体6绕过1-6个导向滑轮7本体，导向滑轮7主要起到对绳体6的导向作用，1-6个导向滑轮7本体分别设置在桩机平台1的上端和/或桩架10的上端。

于本实施例中，桩机平台1上固定有斜支撑5的第一端，斜支撑5的第二端固定于桩架10上，斜支撑5为1-3个，利用斜支撑5可以有效的增强桩架10的稳定性。

于本实施例中，桩机平台1上固定有电气柜8，电气柜8上设有人机控制面板，电气柜8与控制器11连接，人机控制面板用于对控制器11进行参数设定。使用时，人员可以根据需要在人机控制面板上设定预计参数，人机控制面板将控制参数信号传输给控制器11，然后控制器11再根据要求控制卷扬机3运行。

于本实施例中，还包括编码器，编码器可以仅与控制器11相连，或，光电传感器14和控制器11均与编码器连接，编码器用于接收光电传感器14传出的信号和/或数据，并将信号和/或数据传输给控制器11上。

于本实施例中，卷扬机3为自由下放式卷扬机3或空载快放式卷扬机3或带载快放式卷扬机3，自由下放式卷扬机3或空载快放式卷扬机3或带载快放式卷扬机3的单绳最大拉力为1.5吨-21吨，本领域技术人员还可以使用为其它类型的卷扬机3。

于本实施例中，控制器11为可编程逻辑控制器或微程序控制器或其他类型的控制装置。

于本实施例中，绳体6为钢丝绳、钢链或铁链，绳体6的承受重量为0.5吨-17.5吨。

于本实施例中，桩锤9的顶端和绳体6固定连接，桩锤9的底端为尖端结构或圆弧状结构。当然，还可以根据实际使用环境替换为其他类型的桩锤9。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (21)

1.一种具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，试验阶段，在项目现场上选定试桩或试验性施工的位置，由人工控制进行孔内深层强夯法试桩或试验性施工，根据试桩或试验性施工的结果是否达到设计指标，对人工控制的参数进行记录；

第二步，设定阶段，当人工控制孔内深层强夯法的试桩或试验性施工的结果达到设计指标，将所述人工控制的参数设定为质量控制参数，质量控制参数根据项目地勘报告呈现的土密实度或土性质的内容，设定为半自动控制的质量控制参数或自动控制的质量控制参数；

第三步，打桩阶段，由桩机的质量控制系统按质量控制参数在预先形成的孔道内进行孔内深层强夯法打桩形成桩体，在打桩的过程中桩机的质量控制系统按所述半自动控制的质量控制参数或所述自动控制的质量控制参数进行过程控制；

第四步，结束阶段，进入下一工作流程或填入桩体材料或停机。

2.根据权利要求1所述的具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，所述人工控制的参数包括绳体及桩锤从静止位置下落至孔道内填入桩体材料的上表面的落距L、绳体及桩锤的下落距离L1、绳体及桩锤的下落次数a、打桩前在孔道内填入桩体材料的高度h以及打桩结束在孔道内桩体材料的高度变化率s；

所述绳体及桩锤从静止位置下落至孔道内填入桩体材料的上表面的落距L，2.5米≤L≤74.5米；

所述绳体及桩锤的下落距离L1，3米≤L1≤75米；

所述绳体及桩锤的下落次数a，2次≤a≤35次；

所述打桩前在孔道内填入桩体材料的高度h，0.5米≤h≤8米；

所述打桩结束在孔道内桩体材料的高度变化率s，30％≤s≤70％。

3.根据权利要求2所述的具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，所述半自动控制的质量控制参数包括半自动控制的绳体及桩锤的下落距离L2和半自动控制的所述绳体及桩锤的下落次数a_m；

所述自动控制的质量控制参数包括自动控制的绳体及桩锤下落触发绳体监测传感装置的目标距离L3；

所述半自动控制的绳体及桩锤的下落距离L2，L2不小于所述绳体及桩锤的下落距离L1的最长距离，3米≤L2≤75米；

所述半自动控制的所述绳体及桩锤的下落次数a_m，a_m不小于所述绳体及桩锤的下落次数a的最大次数；

所述自动控制的绳体及桩锤下落触发绳体监测传感装置的目标距离L3，L3为所述绳体及桩锤从静止位置下落至孔道内填入桩体材料的上表面的落距L+打桩前在孔道内填入桩体材料的高度h×所述打桩结束在孔道内桩体材料的高度变化率s的计算结果，3米≤L3≤80米。

4.根据权利要求1所述的具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，试验阶段，在孔内深层强夯法试桩或试验性施工前，首先根据项目的地勘报告呈现的土密实度或土性质的内容，并根据图纸和设计指标确定孔内深层强夯法的桩端持力层；在试桩或试验性施工的位置进行成孔，成孔达到桩端持力层深度，然后向成孔后的孔道内填入桩体材料，通过绳体连接桩锤从静止至下落至静止、静止至上升至静止进行孔内深层强夯法试桩或试验性施工，用人工控制在每次向成孔后的孔道内填入桩体材料的孔内深层强夯法试桩或试验性施工的过程期间，记录所述绳体及桩锤从静止位置下落至孔道内填入桩体材料的上表面的落距L、每次所述绳体及桩锤的下落距离L1、所述绳体及桩锤的下落次数a、所述打桩前在孔道内填入桩体材料的高度h，计算并记录所述打桩结束在孔道内桩体材料的高度变化率s；

当试桩或试验性施工的结果达到设计指标，记录结果作为人工控制参数；

计算所述打桩结束在孔道内桩体材料的高度变化率s的公式为(h+L-L1)/h，其中取值、计算为(所述打桩前在孔道内填入桩体材料的高度h+所述绳体及桩锤从静止位置下落至孔道内填入桩体材料的上表面的落距L－所述绳体及桩锤的下落距离L1的最长距离)÷所述打桩前在孔道内填入桩体材料的高度h。

5.根据权利要求1所述的具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，设定阶段，人工控制参数设定为质量控制参数，质量控制参数分为所述半自动控制的质量控制参数和所述自动控制的质量控制参数，根据项目地勘报告呈现的土密实度或土性质的内容、含水量或含水率的内容，决定了选定质量控制参数是所述半自动控制的质量控制参数或所述自动控制的质量控制参数。

6.根据权利要求1所述的具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，打桩阶段，由桩机的质量控制系统按所述半自动控制的绳体及桩锤下落的距离L2和所述半自动控制的绳体及桩锤下落的次数a_m或所述自动控制的绳体及桩锤下落触发绳体监测传感装置的目标距离L3进行孔内深层强夯法打桩的过程控制，在预先形成的孔道内进行孔内深层强夯法打桩形成桩体。

7.根据权利要求6所述的具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，孔内深层强夯法通过绳体、桩锤、桩机和质量控制系统来打桩形成桩体；

所述绳体为钢丝绳或钢链或铁链，所述绳体的承受重量为1.5吨至38.5吨；

所述桩锤为一个上下周长不相等的尖锤，所述桩锤的顶端和所述绳体连接，所述桩锤的底端为尖端结构或圆弧状结构；

桩机包括桩机平台、桩架和/或桅杆、导向滑轮、卷扬机、动力装置、行走装置；桩机平台的上表面设有动力装置和桩架和/或桅杆，导向滑轮固定于桩机平台和/或桩架或桅杆上，导向滑轮用于对所述绳体起到导向的作用；动力装置的输出端与卷扬机的输入端传动连接，桩架和/或桅杆的下端固定于桩机平台的上表面；桩机平台的下表面设有行走装置，行走装置为履带或车轮或步履机构；

质量控制系统包括控制器、绳体监测传感装置和/或绳体监测计量装置。

8.根据权利要求7所述的具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，动力装置包括发动机、液压泵、液压阀和液压马达，所述发动机的输出轴连接所述液压泵的动力输入轴，所述发动机用于带动所述液压泵工作，所述液压泵和所述液压阀均设置在液压管路上，所述液压管路的第一端连接有所述液压源，所述液压管路的第二端连接液压马达，所述液压泵和所述液压阀用于控制液压管路为所述液压马达提供液动力，所述液压马达的动力输出连接卷扬机的动力输入，所述液压马达带动所述卷扬机转动从而实现所述绳体及桩锤的收、放作业。

9.根据权利要求7所述的具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，卷扬机为快速溜放式卷扬机或自由下放式卷扬机，快速溜放式卷扬机或自由下放式卷扬机具有带载快放或空载快放或机械快放的功能，快速溜放式卷扬机或自由下放式卷扬机为湿式制动方式或干式制动方式或内涨外抱制动方式；所述卷扬机在打桩阶段绳体与桩锤下落的过程中保持连接；所述卷扬机在桩锤提升的过程中，所述卷扬机提供给所述绳体的最大拉力为3吨至40吨。

10.根据权利要求7所述的具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，所述控制器为微程序控制器和/或高速计数器和/或A/B相正交计数器和/或可编程逻辑控制器；桩机平台上固定有电气柜，所述电气柜上设有人机控制面板，所述电气柜与所述控制器连接，人机控制面板用于对所述控制器进行质量控制参数设定和输入所述控制器。

11.根据权利要求7所述的具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，所述绳体监测传感装置为带监测装置滑轮和/或摆动监测装置；绳体监测计量装置为绳长监测装置和/或编码器；所述绳体监测传感装置和/或所述绳体监测计量装置与所述控制器连接。

12.根据权利要求6所述的具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，打桩阶段，打桩的过程中桩机的质量控制系统按所述半自动控制的质量控制参数进行孔内深层强夯法形成桩体，通过向所述控制器输入半自动控制的绳体及桩锤下落的距离L2和所述半自动控制的绳体及桩锤下落的次数a_m，所述卷扬机通过绳体连接桩锤从静止位置下落，当所述绳体及桩锤下落至静止时，绳体会触发所述绳体监测传感装置，所述绳体监测传感装置监控和/或采集信号和/或数据后，发送给所述控制器，所述控制器接收到信号和/或数据后对所述卷扬机通过离合、刹车切换实现卷扬机从放绳至收绳的工作转换；和/或绳体监测计量装置监控和/或采集绳体及桩锤从静止位置下落至静止的下落距离，所述绳体监测传感装置没有被绳体触发时，所述绳体及桩锤从静止位置下落至静止的下落距离达到所述半自动控制的绳体及桩锤下落的距离L2时，所述绳体监测计量装置会触发所述控制器，所述控制器对所述卷扬机通过离合、刹车切换实现卷扬机从放绳至收绳的工作转换；

所述控制器控制所述绳体及桩锤在实现半自动控制的绳体及桩锤下落的次数a_m后，进入结束阶段。

13.根据权利要求12所述的具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，打桩阶段，打桩的过程中桩机的质量控制系统按所述半自动控制的质量控制参数进行孔内深层强夯法形成桩体，不通过向所述控制器输入所述半自动控制的绳体及桩锤下落的距离L2和所述半自动控制的绳体及桩锤下落的次数a_m，所述卷扬机通过绳体连接桩锤从静止位置下落，当绳体及桩锤下落至静止时，绳体会触发绳体监测传感装置，所述绳体监测传感装置监控和/或采集信号和/或数据后，发送给所述控制器，所述控制器接收到信号和/或数据后对所述卷扬机通过离合、刹车切换实现卷扬机从放绳至收绳的工作转换；结合人工记录、控制绳体及桩锤下落次数a后，进入结束阶段。

14.根据权利要求6所述的具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，打桩阶段，打桩的过程中桩机的质量控制系统按所述自动控制的质量控制参数进行孔内深层强夯法形成桩体，通过向所述控制器输入所述自动控制的绳体及桩锤下落触发绳体监测传感装置的目标距离L3，所述卷扬机通过绳体连接桩锤从静止位置下落，当绳体及桩锤下落至静止时，绳体会触发所述绳体监测传感装置，所述绳体监测传感装置监控和/或采集信号和/或数据后，发送给所述控制器，所述控制器接收到信号和/或数据后对所述卷扬机通过离合、刹车切换实现卷扬机从放绳至收绳的工作转换；

当所述绳体监测传感装置被绳体触发时，所述绳体监测计量装置同时监控和/或采集绳体及桩锤从静止位置下落至静止的下落距离后发送给所述控制器，所述控制器接收绳体及桩锤下落距离并记录绳体及桩锤下落次数；

当所述绳体监测传感装置被绳体触发时，所述绳体监测计量装置监控和/或采集绳体及桩锤从静止位置下落至静止的下落距离达到所述自动控制的绳体及桩锤下落触发绳体监测传感装置的目标距离L3后，所述控制器控制所述卷扬机，进入结束阶段。

15.根据权利要求11所述的具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，所述绳体监测传感装置为带监测装置滑轮，包括销轴传感器与传感器滑轮，或，弹簧限位开关传感器与传感器滑轮，或，光电传感器与传感器滑轮；所述绳体监测传感装置为摆动监测装置，包括绳体摆动接近开关传感器与传感器滑轮；传感器滑轮不仅对绳体有导向作用，同时通过改装后与销轴传感器或弹簧限位开关传感器或光电传感器或绳体摆动接近开关传感器在结构、功能上实现对绳体监控和/或采集信号和/或数据的作用；在所述质量控制系统设置所述绳体监测传感装置，包括销轴传感器与传感器滑轮、弹簧限位开关传感器与传感器滑轮、光电传感器与传感器滑轮、绳体摆动接近开关传感器与传感器滑轮的一种或两种或三种或四种；所述绳体监测传感装置与所述控制器连接。

16.根据权利要求12或13或14所述的具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，所述绳体监测传感装置为摆动监测装置的绳体摆动接近开关传感器与传感器滑轮工作时，所述控制器根据绳体的摆动对所述卷扬机的刹车和离合实现控制，当所述控制器控制所述卷扬机的离合松开，绳体及桩锤下落，当绳体及桩锤落入到孔道内的桩体材料中，桩锤处于静止状态，桩锤连接的绳体由于松动而摆动，从而绳体摆动接近开关传感器根据绳体摆动部位来触发接近开关，绳体摆动接近开关传感器与传感器滑轮监控和/或采集信号和/或数据，并将信号和/或数据传送给所述控制器，所述控制器接收到信号和/或数据后，由所述控制器控制所述卷扬机的刹车收紧，使得绳体及桩锤在孔道内的桩体材料中处于静止状态；所述控制器根据绳体的摆动对卷扬机的刹车和离合实现控制，当所述控制器控制卷扬机的离合收紧，所述卷扬机的刹车松开，绳体及桩锤在孔道内的桩体材料中脱离静止状态，绳体及桩锤上升。

17.根据权利要求12或13或14所述的具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，所述绳体监测传感装置为带监测装置滑轮的销轴传感器与传感器滑轮工作时，所述控制器根据受力值数据对所述卷扬机的刹车和离合实现控制，当所述控制器控制所述卷扬机的离合松开，绳体及桩锤下落，当绳体及桩锤落入到孔道内的桩体材料中，根据受力值的变化，销轴传感器与传感器滑轮监控和/或采集信号和/或数据，并将信号和/或数据传送给所述控制器，所述控制器接收到信号和/或数据后，由所述控制器控制所述卷扬机的刹车收紧，使得绳体及桩锤在孔道内的桩体材料中处于静止状态；所述控制器根据受力值数据对所述卷扬机的刹车和离合实现控制，当所述控制器控制卷扬机的离合收紧，所述卷扬机的刹车松开，绳体及桩锤在孔道内的桩体材料中脱离静止状态，绳体及桩锤上升。

18.根据权利要求12或13或14所述的具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，所述绳体监测传感装置为带监测装置滑轮的弹簧限位开关传感器与传感器滑轮工作时，所述控制器根据绳体受力的变化引起弹簧形变触发限位开关对所述卷扬机的刹车和离合实现控制，当所述控制器控制所述卷扬机的离合松开，绳体及桩锤下落，此时绳体对传感器滑轮受力大，弹簧限位开关传感器与传感器滑轮的弹簧处于压缩状态，不会触发弹簧限位开关传感器；绳体及桩锤落入到孔道内的桩体材料中，桩锤处于静止状态，桩锤连接的绳体受力发生变化，此时绳体对传感器滑轮受力变小，弹簧限位开关传感器与传感器滑轮的弹簧伸长，伸长后的弹簧将传感器滑轮顶起，从而触发弹簧限位开关传感器，弹簧限位开关传感器与传感器滑轮监控和/或采集信号和/或数据，并将信号和/或数据传送给所述控制器，所述控制器接收到信号和/或数据后，由所述控制器控制所述卷扬机的刹车收紧，使得绳体及桩锤在孔道内的桩体材料中处于静止状态；所述控制器根据绳体受力的变化引起弹簧形变触发限位开关对所述卷扬机的刹车和离合实现控制，当所述控制器控制所述卷扬机的离合收紧，所述卷扬机的刹车松开，绳体及桩锤在孔道内的桩体材料中脱离静止状态，绳体及桩锤上升。

19.根据权利要求12或13或14所述的具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，所述绳体监测传感装置为带监测装置滑轮的光电传感器与传感器滑轮工作时，所述控制器根据绳体摆动信号和/或数据对所述卷扬机的刹车和离合实现控制，当所述控制器控制所述卷扬机的离合松开，绳体及桩锤下落，当绳体及桩锤落入到孔道内的桩体材料中，桩锤处于静止状态，桩锤连接的绳体由于松动而摆动，从而绳体因摆动进入光电传感器的监测区域，根据绳体的摆动的变化，光电传感器与传感器滑轮监控和/或采集信号和/或数据，并将信号和/或数据传送给所述控制器，所述控制器接收到信号和/或数据后，由所述控制器控制所述卷扬机的刹车收紧，使得绳体及桩锤在孔道内的桩体材料中处于静止状态；所述控制器根据绳体摆动信号和/或数据对所述卷扬机的刹车和离合实现控制，当所述控制器控制所述卷扬机的离合收紧，所述卷扬机的刹车松开，绳体及桩锤在孔道内的桩体材料中脱离静止状态，绳体及桩锤上升。

20.根据权利要求11所述的具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，所述绳体监测计量装置为绳长监测装置和/或编码器对绳体的放绳或收绳的状态进行监控，并对绳体的放绳或收绳的长度进行采集；在所述质量控制系统设置所述绳体监测计量装置包括导向滑轮绳长监测装置、卷扬机绳长监测装置、编码器的一种或两种或三种；所述绳体监测计量装置与所述控制器连接。

21.根据权利要求12或14所述的具有质量控制的孔内深层强夯法，其特征在于，所述绳体监测计量装置为绳长监测装置和/或编码器工作时，绳长监测装置为导向滑轮绳长监测装置包括接近开关和安装在导向滑轮上的齿轮盘，通过齿轮盘的转动，根据齿数和齿宽，采集绳体的放绳或收绳的长度，并根据齿轮盘正转或反转监控绳体的放绳或收绳的状态；

所述绳长监测装置为卷扬机绳长监测装置包括接近开关和安装在所述卷扬机的卷筒上的齿轮盘，齿轮盘固定到卷筒上，由于齿轮盘的转动，接近开关将不停地开启和关闭，从而产生一系列的高低电平，所述控制器的高速计数器或A/B相正交计数器接收到高低电平判定齿轮盘的正反转，监控绳体的放绳或收绳的状态；同时所述控制器的高速计数器或A/B相正交计数器接收到高低电平计得脉冲数，采集绳体的放绳或收绳的长度；齿轮盘齿数越多，所述绳体监测计量装置监控和/或采集信号和/或数据的结果越准确；

齿轮盘直径小于臂头滑轮，每个齿宽大于或等于接近开关直径，齿间隙等于齿宽；假设单根绳体的最大出绳速度为Vs，臂头滑轮的回转角速度为ω，滑轮半径为R：

齿轮上产生的脉冲频率为

其中n为齿数。

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