[实用新型]一种水运工程大面积复杂场地地基动力固结施工系统

说明书

本实用新型公开了一种水运工程大面积复杂场地地基动力固结施工系统，包括夯机、地基监测单元、显示单元、中央控制单元；夯机用于拉紧夯锤的夯绳上安装有用于获取夯击数的拉力传感器；地基监测单元包括孔隙水压力传感器、无线信号自动采集装置，孔隙水压力传感器设置在地基中，无线信号自动采集装置与孔隙水压力传感器通讯连接；中央控制单元与拉力传感器、无线信号自动采集装置、显示单元通讯连接。本实用新型将孔隙水压力自动化监测技术与强夯自动化施工技术相结合，同步实现夯点定位、夯击数、孔隙水压力观测等，以孔隙水压力作为水运工程地基加固过程中的收锤标准，避免了过夯、少夯情况的发生，有效的保证了现场施工进度和质量。

技术领域

本实用新型属于软土地基加固技术领域，特别涉及一种适用于水运工程大面积复杂场地地基动力固结施工系统。

背景技术

强夯法即强力夯实法，又称动力固结法，是利用大型履带式强夯机将8-30吨的重锤从6m-30m高度自由落下，对土进行强力夯实，迅速提高地基的承载力及压缩模量，形成比较均匀的、密实的地基，在地基一定深度内改变了地基土的孔隙分布。经过多年的实践及强夯设备的更新，强夯法施工已广泛运用到高速公路铁路、机场、核电站、大工业区、港口填海等基础加固工程，并对相对较复杂的地质如高填方基础、高含水量基础、港口填海基础、海水吹填基础等都有成功的施工案例。

目前，相关地基加固规范中明确规定了以夯沉量作为强夯施工的控制标准，即单击夯击能E＜4000kN·m，最后两击平均夯沉量不大于50mm；单击夯击能4000kN·m≤E＜6000kN·m，最后两击平均夯沉量不大于100mm；6000kN·m≤E，最后两击平均夯沉量不大于200mm，且各等级夯击能对应的地基加固深度不同。但实践表明，该标准在指导水运工程地基加固时存在诸多问题，如：对于吹填粉土和粉质黏土地基加固，一般有效加固深度为5m-6m，采用平锤所对应的夯击能为2000kN·m，现场施工过程中，每个夯点夯击8-10击后，最后两击平均夯沉量仍大于100mm，但此时已达到预期加固效果，若为满足规范收锤标准继续夯击将出现没锤现象，严重影响现场施工进度，且过度夯击将增大施工成本；对于表层存在厚度较大且不均匀的杂填土等硬壳层的地基加固工程，为了满足使用要求，有效加固深度一般不小于7m,先采用中-高能量柱锤破除硬壳层，再用平锤以“轻夯多遍”的原则，逐步分层加固土体，采用柱锤破除硬壳层时，因硬壳层厚度不均导致每个夯点夯击数为6-15击，终锤击数难以控制，甚至出现少夯、过夯的情况，致使下卧黏土层内的超静孔隙水压力增长幅度偏差较大，地基出现局部剪切破坏或影响深度不够的现象，严重影响现场施工质量。综上所述，仅靠夯沉量作为动力固结法加固饱和软土地基收锤标准无法满足工程需要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水运工程大面积复杂场地地基动力固结施工系统。

本实用新型的技术目的通过下述技术方案予以实现。

本实用新型的一种水运工程大面积复杂场地地基动力固结施工系统，包括夯机、地基监测单元、显示单元、中央控制单元；

所述夯机用于拉紧夯锤的夯绳上安装有用于获取夯击数的拉力传感器；

所述地基监测单元包括用于监测每次夯击的孔隙水压力数据的孔隙水压力传感器、用于采集孔隙水压力传感器的监测数据并将数据发送给中央控制单元的无线信号自动采集装置，所述孔隙水压力传感器设置在地基中，所述无线信号自动采集装置与孔隙水压力传感器通讯连接；

所述中央控制单元分别与拉力传感器、无线信号自动采集装置、显示单元通讯连接。

在上述施工系统中，所述夯机吊臂顶部安装有用于进行夯点定位的GPS定位器，所述GPS定位器与夯锤中心位于同一垂直线上，且所述GPS定位器与中央控制单元通讯连接。

在上述施工系统中，所述夯机吊臂顶部安装有用于测量每次夯击的夯沉量的激光测距仪，所述激光测距仪与中央控制单元通讯连接；所述夯锤的上表面粘贴有激光靶，所述激光靶与激光测距仪的光束保持垂直。