[发明专利]一种强夯机施工作业参数采集系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种强夯机施工作业参数采集系统及其工作方法，包括：可编程逻辑控制器PLC与信号接收装置、光学编码器、拉力传感器、蜂鸣器和显示器分别连接，信号接收装置与信号发射装置通信；光学编码器与夯锤锤钩上方的滑轮连接，拉力传感器与钢丝绳连接，所述信号发射装置设置在强夯影响范围之外并调平，并且对准强夯机。本发明有益效果：能够实现夯沉量、累计夯沉量、夯锤锤重、落距及夯击能数据的精准采集和动态实时显示，检测结果不会强夯机下陷等因素的影响而产生测量误差。

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种包括夯沉量、累计夯沉量、落距、锤重、夯击能等强夯施工作业参数采集系统及其工作方法。

背景技术

强夯法是通过重锤自由落下冲击土体，致使土体的孔隙压缩降低其压缩性，从而提高土体的强度。强夯法由于具有加固效果显著、设备简单、施工方便、适用范围广、经济易行和节省材料等优点，在地基、路基加固中被广泛采用。

在强夯施工过程中有诸多的施工控制参数，现行的《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)对于夯点夯击次数规定为：(1)最后两击的平均夯沉量应满足规范要求；(2)夯坑周围地面不应发生过大的隆起；(3)不因夯坑过深而发生提锤困难。不难看出，最后两击的平均夯沉量是强夯施工过程中的止夯控制标准。

而在目前的强夯作业中，仍然依靠人工现场记录来实现上述夯沉量的逐次记录。此过程不仅繁琐耗费人力，且数据的可信度不高，在监管不严的情况下可能出现数据造假等现象，导致施工质量降低，从而引发严重的工程质量问题。其次，由于地面较为松软，在夯击过程中会因振动等因素不可避免的会导致强夯机下陷，因此，以强夯机本身作为基准的夯沉量检测方法，在实际测量过程中均会产生一定的测量误差，此误差对于施工质量的控制来说是不允许的。而现有的夯沉量检测方法，均未能解决上述问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种强夯机施工作业参数采集系统及其工作方法。该系统能够自动采集存储施工过程中精准的夯沉量、累计夯沉量、落距、锤重、夯击能等强夯施工作业参数随夯击过程的动态变化，测量结果不受强夯机下陷等因素的影响，便于对施工过程进行全程监控，保证工程质量。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种强夯机施工作业参数采集系统，包括：可编程逻辑控制器PLC、信号发射装置、信号接收装置、光学编码器、拉力传感器、蜂鸣器和显示器；

所述可编程逻辑控制器PLC与信号接收装置、光学编码器、拉力传感器、蜂鸣器和显示器分别连接，信号接收装置与信号发射装置通信；

所述光学编码器与夯锤锤钩上方的滑轮连接，拉力传感器与钢丝绳连接，信号接收装置设置在与夯锤锤钩连接的滑轮外侧处，所述信号发射装置设置在强夯影响范围之外并调平，并且对准强夯机；

所述可编程逻辑控制器PLC实时接收信号接收装置、拉力传感器以及光学编码器所传递的信号，并根据接收的信号进行数据记录与计算，确定止夯时刻。

进一步地，所述信号发射装置能够调平和瞄准；所述信号发射装置在强夯机作业过程中始终向外发射一条水平的线型信号，保证机械在施工过程中可能存在的倾斜的情况下信号接收装置始终能够接收到信号。

进一步地，所述信号接收装置只在夯锤提升过程中接收信号发射装置发射出的信号，当信号接收装置接收到信号时，可编程逻辑控制器PLC记录此时的光学编码器的角度值。

进一步地，所述拉力传感器实时测量夯锤上升过程中的拉力值，当拉力值大于T/2时，可编程逻辑控制器PLC启动光学编码器并记录此时的角度值；当拉力值等于T/4时，可编程逻辑控制器PLC终止光学编码器，并记录此时的角度值；其中，T为夯锤锤重。

一种强夯机施工作业参数采集系统的工作方法，包括以下步骤：