CN201801867U - 一种强夯法施工自动监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种在岩土工程治理的土木建筑中放置板桩壁、桩、管形模或其它模的设备，尤其是一种强夯法施工自动监测装置。其包括计数控制系统，数据采集系统，数据转换系统，数据处理系统和操作及连接装置。其可实时监测单击夯沉量和实时控制终夯标准，可详细记录每个夯点的单击夯击能，能够满足相关规定；节省劳动力成本，无需专人负责监测工作，节省仪器测量时间，缩短施工工期，晚上在施工照明充足的情况下，可以加班施工，克服施工环境限制，完善施工监督管理，其采集系统内的数据记录了强夯施工的全过程，只能存储，不能更改，从而保证了数据的真实性，避免作业人员漏锤；通过夯击点数可检验夯击面积，从而避免作业人员漏夯点。

Description

一种强夯法施工自动监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种在岩土工程治理的土木建筑中放置板桩壁、桩、管形模或其它模的设备，尤其是一种强夯法施工自动监测装置。

背景技术

根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002)第6.3.8条的要求：在施工过程中应有专人负责下列监测工作，其中第3款规定：按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量；另外，其第6.3.9条规定：施工过程中应对各项参数及情况进行详细的记录。但是目前由于施工工期、劳动力成本、施工条件等原因，一般不能做到对每个夯点进行监测，更不能做到对每击夯沉量的监测，对夯锤质量及落距也不能做到实时监控。另外目前所常用的强夯机也仅能体现强夯施工过程中的时间、夯击击数以及吊高三者之间的关系，而不能提供作为强夯设计中最重要的参数：单击夯击能，从而不能实时监测单击夯沉量和实时控制终夯标准。为此需要一种可以实时监测单击夯沉量和实时控制终夯标准的强夯法施工自动监测装置，以此来满足信息化施工的需要。

实用新型内容

本实用新型的一种强夯法施工自动监测装置，其解决了目前施工中无法对每个夯点和每击夯沉量进行监测，及不能对夯锤质量及落距进行实施监控，从而不能提供单击夯击能参数和实时控制终夯标准的问题，其可以实时监测单击夯沉量和实时控制终夯标准，并可以详细记录每个夯点的单击夯击能，即锤重×落距，能够满足《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002)第6.3.8条和第6.3.9条的相关规定；其具有节省劳动力成本，无需专人负责监测工作，节省仪器测量时间，缩短施工工期，晚上在施工照明充足的情况下，可以加班施工，无需考虑仪器测量带来的不便，克服施工环境限制，完善施工监督管理的优点，另外，其采集系统内的数据记录了强夯施工的全过程，数据只能存储，不能更改，从而保证了数据的真实性，避免作业人员漏锤；此外，通过夯击点数可检验夯击面积，从而避免作业人员漏夯点，满足信息化施工需要。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种强夯法施工自动监测装置，其特征是：包括计数控制系统，数据采集系统，数据转换系统，数据处理系统和操作及连接装置。

所述的强夯法施工自动监测装置，计数控制系统是通过压力传感器将钢丝绳的受力信号输出给齿轮测速传感器，并按照设定的受力范围值来控制计数的开始与停止。

所述的强夯法施工自动监测装置，数据采集系统中，压力传感器数据接收口接收压力传感器输出口所输出的受力信号，齿轮测速传感器数据接收口接收齿轮测速传感器输出口所输出的以齿轮转数形式输出钢丝绳的行程，从而计算夯锤的质量、落距和夯点的夯沉量。

所述的强夯法施工自动监测装置，数据转换系统通过微控制器、SD卡存储器和键盘完成信号的转换以及数据的存储工作。

所述的强夯法施工自动监测装置，数据处理系统通过计算机装置和数据处理软件形成图表。

所述的强夯法施工自动监测装置，操作及连接装置包括各系统之间的相关电路连接，操作室装配电源开关和分组控制开关，电源指示灯和系统运行与停止指示灯。

所述的强夯法施工自动监测装置，计数控制系统在夯锤开始起吊时开始运行，夯锤通过动滑轮吊钩由钢丝绳起吊，钢丝绳固定端连接压力传感器。

所述的强夯法施工自动监测装置，数据采集系统其在夯锤起吊过程中，通过压力传感器接收到稳定的受力值，并显示在LED显示器上，从而可计算夯锤的质量，起吊过程中钢丝绳通过设置在滑轮轴上的定滑轮带动由主动齿轮、从动齿轮和齿轮轴组成的齿轮组快速运转，从动齿轮通过齿轮轴、齿轮测速传感器通过连接铜板分别与连接钢板相连接，连接钢板通过连接方钢固定在吊杆上，通过齿轮测速传感器测速并输出信号，夯锤达到设计高度时自动落锤，此时压力传感器输出受力信号，受力小于设定值时，数据采集系统停止运行，钢丝绳的行程就是夯锤的行程。

所述的强夯法施工自动监测装置，数据转换系统其微控制器为单片机，其将通过屏蔽电缆输入的受力输出信号和测速输出信号转换成质量和长度参数，然后通过数据输出口相连接进行数据输出，数据输出口为键盘串口。

所述的强夯法施工自动监测装置，数据处理系统设有计算机通过键盘串口连接微控制器和SD卡存储器导入数据，并形成数据库，从而进行绘制图表及形成报告。

这样在工作时，本实用新型的一种强夯法施工自动监测装置，第一步，操作手打开电源开关，电源指示灯亮，时钟运行，记录日期时间；将设备就位，打开分组控制开关，“夯点--沉降量”表格运行，系统运行与停止指示灯亮红灯；第二步，夯锤开始起吊，计数控制系统开始运行；夯锤通过动滑轮吊钩由钢丝绳起吊，钢丝绳固定端连接压力传感器，夯锤起吊时，压力传感器输出口输出受力信号，一般先将设定值设置为小于等于锤重一半的数值，当受力大于此设定值时，设置在吊杆上的数据采集系统启动；第三步，夯锤起吊过程中，压力传感器接收到稳定的受力值，并显示在LED显示器上，从而可计算夯锤的质量；起吊过程中钢丝绳通过设置在滑轮轴上的定滑轮带动由主动齿轮、从动齿轮和齿轮轴组成的齿轮组快速运转，从动齿轮通过齿轮轴、齿轮测速传感器通过连接铜板分别与连接钢板相连接，连接钢板通过连接方钢固定在吊杆上，齿轮测速传感器测速并输出信号，夯锤达到设计高度时自动落锤，此时压力传感器输出受力信号，受力小于设定值时，数据采集系统停止运行；这样，从数据采集系统启动到停止的过程中，钢丝绳的行程就是夯锤的行程，从而可以计算出落距和夯沉量；第四步，受力输出信号和测速输出信号通过屏蔽电缆被输入到操作室中数据转换系统的微控制器，即单片机，并被转换成质量和长度参数，然后通过数据输出口相连接进行数据输出，数据输出口为键盘串口；第五步，重复第二步至第四步，直到系统运行与停止指示灯亮绿灯，满足终夯标准时，关闭分组控制开关；第六步，将设备移到下一个夯点位，打开分组控制开关，重复第二步至第五步；第七步，随时可以通过键盘串口连接微控制器和SD卡存储器，将数据移存到已经安装数据处理系统的计算机，从而形成数据库，并绘制图表形成报告。

本实用新型的一种强夯法施工自动监测装置，其解决了目前施工中无法对每个夯点和每击夯沉量进行监测，及不能对夯锤质量及落距进行实施监控，从而不能提供单击夯击能参数和实时控制终夯标准的问题，可以实时监测单击夯沉量和实时控制终夯标准，并可以详细记录每个夯点的单击夯击能，即锤重×落距，能够满足《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002)第6.3.8条和第6.3.9条的相关规定；其具有节省劳动力成本，无需专人负责监测工作，节省仪器测量时间，缩短施工工期，晚上在施工照明充足的情况下，可以加班施工，无需考虑仪器测量带来的不便，克服施工环境限制，完善施工监督管理的优点，另外，其采集系统内的数据记录了强夯施工的全过程，只能存储，不能更改，从而保证了数据的真实性，避免作业人员漏锤；此外，通过夯击点数可检验夯击面积，从而避免作业人员漏夯点，可以满足信息化施工的需要。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型一种强夯法施工自动监测装置结构示意图；

图2是本实用新型一种强夯法施工自动监测装置数据采集系统剖面图；

图3是本实用新型一种强夯法施工自动监测装置数据采集系统俯视图；

图4是本实用新型一种强夯法施工自动监测装置技术控制系统剖面图；

图5是本实用新型一种强夯法施工自动监测装置操作台主视图。

图中，1为齿轮测速传感器数据接收口，2为压力传感器数据接收口，3为定滑轮，4为主动齿轮，5为滑轮轴，6为齿轮轴，7为吊杆，8为从动齿轮，9为连接钢板，10为连接方钢，11为连接铜板，12为齿轮测速传感器，13为钢丝绳固定端，14为钢丝绳，15为压力传感器，16为数据输出口，17为LED显示器，18为电源开关，19为分组控制开关，20为电源指示灯，21为系统运行与停止指示灯。

具体实施方式

实施例

如图1至图5所示，一种强夯法施工自动监测装置，其特征是：包括计数控制系统，数据采集系统，数据转换系统，数据处理系统和操作及连接装置；计数控制系统是通过压力传感器15将钢丝绳14的受力信号输出给齿轮测速传感器12，并按照设定的受力范围值来控制计数的开始与停止；数据采集系统中，压力传感器数据接收口2接收压力传感器15输出口所输出的受力信号，齿轮测速传感器数据接收口1接收齿轮测速传感器12输出口所输出的以齿轮转数形式输出钢丝绳14的行程，从而计算夯锤的质量、落距和夯点的夯沉量；数据转换系统通过微控制器、SD卡存储器和键盘完成信号的转换以及数据的存储工作；数据处理系统通过计算机装置和数据处理软件形成图表；操作及连接装置包括各系统之间的相关电路连接，操作室装配电源开关18和分组控制开关19，电源指示灯20和系统运行与停止指示灯21。其中，计数控制系统在夯锤开始起吊时开始运行，夯锤通过动滑轮吊钩由钢丝绳14起吊，钢丝绳固定端13连接压力传感器15；数据采集系统其在夯锤起吊过程中，通过压力传感器15接收到稳定的受力值，并显示在LED显示器17上，从而可计算夯锤的质量，起吊过程中钢丝绳14通过设置在滑轮轴5上的定滑轮3带动由主动齿轮4、从动齿轮8和齿轮轴6组成的齿轮组快速运转，从动齿轮8通过齿轮轴6、齿轮测速传感器12通过连接铜板11分别与连接钢板9相连接，连接钢板9通过连接方钢10固定在吊杆7上，通过齿轮测速传感器12测速并输出信号，夯锤达到设计高度时自动落锤，此时压力传感器15输出受力信号，受力小于设定值时，数据采集系统停止运行，钢丝绳14的行程就是夯锤的行程；数据转换系统其微控制器为单片机，其将通过屏蔽电缆输入的受力输出信号和测速输出信号转换成质量和长度参数，然后通过数据输出口16相连接进行数据输出，数据输出口为键盘串口；数据处理系统设有计算机通过键盘串口连接微控制器和SD卡存储器导入数据，并形成数据库，从而进行绘制图表及形成报告。

这样在工作时，本实用新型的一种强夯法施工自动监测装置，第一步，操作手打开电源开关18，电源指示灯20亮，时钟运行，记录日期时间；将设备就位，打开分组控制开关19，“夯点--沉降量”表格运行，系统运行与停止指示灯21亮红灯；第二步，夯锤开始起吊，计数控制系统开始运行；夯锤通过动滑轮吊钩由钢丝绳14起吊，钢丝绳固定端13连接压力传感器15，夯锤起吊时，压力传感器15输出口输出受力信号，一般先将设定值设置为小于等于锤重一半的数值，当受力大于此设定值时，设置在吊杆7上的数据采集系统启动；第三步，夯锤起吊过程中，压力传感器15接收到稳定的受力值，并显示在LED显示器17上，从而可计算夯锤的质量；起吊过程中钢丝绳14通过设置在滑轮轴5上的定滑轮3带动由主动齿轮4、从动齿轮8和齿轮轴6组成的齿轮组快速运转，从动齿轮8通过齿轮轴6、齿轮测速传感器12通过连接铜板11分别与连接钢板9相连接，连接钢板9通过连接方钢10固定在吊杆7上，齿轮测速传感器12测速并输出信号，夯锤达到设计高度时自动落锤，此时压力传感器15输出受力信号，受力小于设定值时，数据采集系统停止运行；这样，从数据采集系统启动到停止的过程中，钢丝绳14的行程就是夯锤的行程，从而可以计算出落距和夯沉量；第四步，受力输出信号和测速输出信号通过屏蔽电缆被输入到操作室中数据转换系统的微控制器，即单片机，并被转换成质量和长度参数，然后通过数据输出口16相连接进行数据输出，数据输出口为键盘串口；第五步，重复第二步至第四步，直到系统运行与停止指示灯21亮绿灯，满足终夯标准时，关闭分组控制开关19；第六步，将设备移到下一个夯点位，打开分组控制开关19，重复第二步至第五步；第七步，随时可以通过键盘串口连接微控制器和SD卡存储器，将数据移存到已经安装数据处理系统的计算机，从而形成数据库，并绘制图表形成报告。

本实用新型的一种强夯法施工自动监测装置，其解决了目前施工中无法对每个夯点和每击夯沉量进行监测，及不能对夯锤质量及落距进行实施监控，从而不能提供单击夯击能参数和实时控制终夯标准的问题，可以实时监测单击夯沉量和实时控制终夯标准，并可以详细记录每个夯点的单击夯击能，即锤重X落距，能够满足《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002)第6.3.8条和第6.3.9条的相关规定；其具有节省劳动力成本，无需专人负责监测工作，节省仪器测量时间，缩短施工工期，晚上在施工照明充足的情况下，可以加班施工，无需考虑仪器测量带来的不便，克服施工环境限制，完善施工监督管理的优点，另外，其采集系统内的数据记录了强夯施工的全过程，只能存储，不能更改，从而保证了数据的真实性，避免作业人员漏锤；此外，通过夯击点数可检验夯击面积，从而避免作业人员漏夯点，可以满足信息化施工的需要。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种强夯法施工自动监测装置，其特征是：包括计数控制系统，数据采集系统，数据转换系统，数据处理系统和操作及连接装置。

2.根据权利要求1所述的强夯法施工自动监测装置，其特征是：计数控制系统是通过压力传感器将钢丝绳的受力信号输出给齿轮测速传感器，并按照设定的受力范围值来控制计数的开始与停止。

3.根据权利要求1所述的强夯法施工自动监测装置，其特征是：数据采集系统中，压力传感器数据接收口接收压力传感器输出口所输出的受力信号，齿轮测速传感器数据接收口接收齿轮测速传感器输出口所输出的以齿轮转数形式输出钢丝绳的行程，从而计算夯锤的质量、落距和夯点的夯沉量。

4.根据权利要求1所述的强夯法施工自动监测装置，其特征是：数据转换系统通过微控制器、SD卡存储器和键盘完成信号的转换以及数据的存储工作。

5.根据权利要求1所述的强夯法施工自动监测装置，其特征是：数据处理系统通过计算机装置和数据处理软件形成图表。

6.根据权利要求1所述的强夯法施工自动监测装置，其特征是：操作及连接装置包括各系统之间的相关电路连接，操作室装配电源开关和分组控制开关，电源指示灯和系统运行与停止指示灯。

7.根据权利要求2所述的强夯法施工自动监测装置，其特征是：计数控制系统在夯锤开始起吊时开始运行，夯锤通过动滑轮吊钩由钢丝绳起吊，钢丝绳固定端连接压力传感器。

8.根据权利要求3所述的强夯法施工自动监测装置，其特征是：数据采集系统其在夯锤起吊过程中，通过压力传感器接收到稳定的受力值，并显示在LED显示器上，从而可计算夯锤的质量，起吊过程中钢丝绳通过设置在滑轮轴上的定滑轮带动由主动齿轮、从动齿轮和齿轮轴组成的齿轮组快速运转，从动齿轮通过齿轮轴、齿轮测速传感器通过连接铜板分别与连接钢板相连接，连接钢板通过连接方钢固定在吊杆上，通过齿轮测速传感器测速并输出信号，夯锤达到设计高度时自动落锤，此时压力传感器输出受力信号，受力小于设定值时，数据采集系统停止运行，钢丝绳的行程就是夯锤的行程。

9.根据权利要求4所述的强夯法施工自动监测装置，其特征是：数据转换系统其微控制器为单片机，其将通过屏蔽电缆输入的受力输出信号和测速输出信号转换成质量和长度参数，然后通过数据输出口相连接进行数据输出，数据输出口为键盘串口。

10.根据权利要求5所述的强夯法施工自动监测装置，其特征是：数据处理系统设有计算机通过键盘串口连接微控制器和SD卡存储器导入数据，并形成数据库，从而进行绘制图表及形成报告。

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