[实用新型]一种基于冲击加速度的强夯施工数据采集与检测系统

说明书

本实用新型公开了一种基于冲击加速度的强夯施工数据采集与检测系统，所述强夯施工数据采集与检测系统包括冲击加速度传感器、数据采集仪以及逻辑控制器；所述冲击加速度传感器以及所述数据采集仪安装在夯锤的上表面；所述逻辑控制器安装在强夯机的驾驶室内部；所述冲击加速度传感器与所述数据采集仪连接；所述数据采集仪与所述逻辑控制器之间通过无线网络连接。本实用新型的优点是：(1)通过信息化技术采集夯锤冲击地面时的加速度，通过对采集数据的传输、分析和处理，实现了强夯施工状态的实时监控，既节省了成本，又提高了工作效果；(2)采用加速度传感器测量冲击加速度，采用PLC逻辑控制器对数据进行分析处理，稳定可靠。

技术领域

本实用新型涉及土木工程领域，具体涉及一种基于冲击加速度的强夯施工数据采集与检测系统。

背景技术

强夯法是一种经济高效的地基处理方法。上世纪60年代末由法国Menard技术公司首先创用，由于强夯技术效果显著、经济易行、施工便捷、施工周期短、适用范围广等优点，自1975年引进我国以来得到迅速推广和应用。

强夯法加固地基的原理是反复将夯锤从一定高处自由落下，将势能转化为动能，而后在土体中产生很大的冲击波和高应力，从而提高地基强度，降低压缩性，改善土体的性能。强夯法具有施工简单、效果好、费用低等优点，适用于多种地基土，尤其大面积地基处理的工程中应用强夯法的优势很显著。

在强夯施工过程中，记录的施工参数主要包括夯击击数、夯击能级和单击夯沉量。收锤标准通过夯击击数和最后两击平均夯沉量控制。

目前，夯击击数主要通过人工测读进行记录，每夯击一下便在总击数上增加一次夯击击数。中国实用新型专利(CN 201662703 U)公开了一种通过在强夯机上安装击数计量电子机构的方法，记录夯击击数。但该机构安装复杂，稳定性较差。

常用的夯击能级的测量方法，通常是在夯击前对夯锤进行称重，获得夯锤的质量，将夯锤质量乘以提升高度再乘以重力加速度，即可得到夯锤夯击能级，单位为kN·m。

单击夯沉量的测量方法主要有三种，分别为：人工测量法、光电编码器测量法、激光测距法。

人工测量法测量夯沉量，是在每次夯击完成后，由一个工人将水准尺竖直放置于夯锤顶部，另一个工人通过水准仪测读水准尺上的读数，将本次读数与前一次读数之差作为该次夯击的夯沉量。该方法由于夯锤并非完全水平，夯锤顶部存在高度不等的覆土，以及工人放置水准尺的位置不同，均在对夯沉量的测量造成客观误差，同时，测量仪器的精度，以及测量人员读数的准确性也会造成人为误差。但该方法由于操作简便，在实际施工过程中得到广泛应用。

光电编码器测量法，是通过在起升卷筒的轴上安装光电编码器，并连接卷扬，通过编码器的输出实时监测下落绳长，计算单击夯沉量(如CN 103471541 B)。该方法具有一定的适用性，但设备安装较为复杂，且测量误差较大。

激光测距法或双目测距法，是采用激光测距传感器监测夯锤相对于激光传感器的距离，并对数据进行计算处理，从而获得单击夯沉量(如CN 102032896B)。由于施工环境恶劣，空气中尘土较多，容易遮挡激光测量，同时夯锤顶部通常都会被尘土覆盖，可能造成测量误差，实际应用效果较差。

在强夯施工完成后，需要对场地进行地基处理效果的检测，常用采用平板载荷试验、动力触探试验和标准贯入度试验等原位测试方法。这些检测方法通过在场地内选取一定数量的点进行检测，因此具有一定的随机性，而且检测时间较长，对施工进度容易造成影响。

中国发明专利(CN 102943461 A)公开了一种利用瑞雷面波评价地基强夯加固效果的量化方法，该方法通过室内试验得到土体最大剪切波速，通过对比夯击前后土体的剪切波速，定量的评价强夯加固效果。该方法检测结果受瑞雷面波采集点与夯锤的距离影响较大，实际应用效果较差。

发明内容