[发明专利]高速液压夯实机智能测量分析系统

说明书

本发明提供一种高速液压夯实机智能测量分析系统，包括改造的高速液压夯实机和测量系统。高速液压夯实机与辅助设备之间采用浮动连接架，高速液压夯实机在浮动连接架内上下移动，而浮动连接架位置保持不变，解决了施工中高速液压夯实机倾斜的问题；研发了测量系统，能够实时自动测量夯沉量和高速液压夯实机垂直状态，操作人员通过辅助设备能自动调整高速液压夯实机垂直状态，提高了施工连续性；施工前根据勘察和设计资料等，结合最终夯沉量计算得到设计最终夯沉量S_li，进行设计最终夯沉量估算；结合实时高速液压夯实机夯沉量S_sh，能够实时压实度估算，有利于操作人员施工过程中进行施工质量控制。

技术领域

本发明涉及高速液压夯实机用于地基处理领域，具体涉及高速液压夯实机智能测量分析系统。

背景技术

高速液压夯实机是通过辅助设备(如装载机、挖掘机、履带式打桩机)提供提升和移动高速液压夯实机高速液压夯实机(以下简称高速液压夯实机)的液压动力。高速液压夯实机主要包括液压系统、液压轴、夯锤、夯锤脚、夯板等构件。高速液压夯实机是通过辅助设备提供的液压驱动，将夯锤提升到一定高度后释放，夯锤在重力作用下或液压和锤重力共同作用下下落后击打在夯锤脚上，通过夯锤脚底部的夯板将夯击作用力传递给地面，土体进而压缩密实，达到地基处理的效果。高速液压夯实机具有夯锤落距小、夯锤振动频率高的特点，依靠辅助设备移动和提升，机动灵活，能够快速、准确地将夯板中心与夯点中心对中，能够在作业夯点位置之间快速移动。

高速液压夯实机与辅助设备之间的连接方式是制约高速液压夯实机稳定施工的关键技术。随着夯锤多次击打夯锤脚，高速液压夯实机会随着夯锤脚下移，进而高速液压夯实机与辅助设备之间的位置关系发生改变；如果辅助设备不调整位置，高速液压夯实机随着夯沉量增加会发生倾斜施工状况。高速液压夯实机倾斜状态下施工，夯锤对于夯锤脚为偏心作用力施工，液压轴承受夯锤一定作用力，易发生液压轴断裂的状况。然而施工中地面指挥人员需根据高速液压夯实机状态多次指挥辅助设备操作人员调整设备位置，过程繁复，施工效率降低。

目前高速液压夯实机与辅助设备之间一般直接连接，在夯击施工过程中，在夯击作用下随着高速液压夯实机的下沉，高速液压夯实机与辅助设备的相对位置关系发生改变，辅助设备增加了与高速液压夯实机之间的作用力，导致高速液压夯实机倾斜，影响施工质量。

高速液压夯实机施工中，根据规范和设计要求，需测量每一击夯板夯沉量。传统施工方法，需要依靠两个测量人员，采用水准测量方法测量单击夯沉量。每夯击一下需经测量人员水准测量后，才能进行第二次夯击，夯击效率严重降低，且夯沉量测量过程繁复，施工人员成本高。因此，采取先进技术将高速液压夯实机进行智能化改造，合理、高效、准确地对夯沉量、高速液压夯实机垂直状态进行实时监测，对于保证夯实质量、提高夯实施工效率具有重要意义。

目前，高速液压夯实机施工过程中常采用压实度作为检测指标，如设计工后3m内土层压实度达到95％。而压实度测量方法一般为环刀法、灌砂法、灌水法，施工中需分层开挖(30cm一层)，确定每层土体压实度。这种测量方法过程耗时长，且在大规模地基处理工程中，检测工作量大，检测费用高；且较大施工区域范围内，土层初始参数不同，同一施工参数并不能达到地基设计处理的效果；因此，如果能根据实时地层参数，并利用实时夯沉量反算压实度，则有利于工程质量把控，提高施工效率，节约工程成本。

强夯有效加固深度是体现加固效果的重要指标，也是选定强夯处理方案的重要依据。相关文献指出有效加固深度需通过现场试夯或当地经验确定，但在应用中还存在参数选取困难、结果与实际偏差较大等问题。压实度又称夯实度，指的是土或其他筑路材料压实后的干密度与标准最大干密度之比，以百分率表示。现场压实质量用压实度表示。对于路基土及路面基层，压实度是指工地实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值。

依托目前现有的高速夯实机无法自动测量夯沉量和压实度，导致施工效率低下，施工过程质量难以控制，影响工程工期和成本控制。