一种强夯质量远程监测系统及其工作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种能够将强夯机综合作业参数采集系统采 集到的参数进行网络共享的强夯质量远程监测系统及其工作方法。
【背景技术】
[0002] 强夯法亦称为动力固结法，有别于静力固结法。强夯法适用于砾类土、砂类土、低 饱和度的粘质土和粉质土、湿陷性黄土、杂填土等土体的加固，它是通过重锤自由落下冲击 土体，致使土体的孔隙压缩，使土体密实，从而在有效影响深度范围内提高土基强度，以达 到提高强度、降低压缩性以及提高土层均匀程度的目的。
[0003] 强夯施工中，夯锤重量、落距、夯击次数、每击夯沉量、夯点位置和编号以及前后两 遍夯击的间歇时间等是强夯质量控制的关键指标。而在目前强夯作业中，主要是依靠人工 现场记录来实现上述的监督。锤体夯击次数由现场监理人员和施工人员各自逐锤记录，再 由内业人员对所有资料进行分析、统计、整理。此过程繁琐且耗费人力，数据可信度不高，特 别是施工质量难以得到有效保证，例如当施工人员为了节省费用不按设计要求强夯，施工 中夯击次数和夯击能不足或者夯沉量不满足要求等现象，且提供的监测数据造假时，导致 施工质量降低，而工程质量又难以进行有效的实时监督。
【发明内容】
[0004] 本发明目的就是为了解决上述问题，提出了一种强夯质量远程监测系统及其工作 方法，该系统及方法能够将强夯机综合作业参数采集系统采集到的参数无线同步至移动接 收端的系统，便于业主、监理等对强夯施工作业的进一步动态实时监控，减少强夯施工人员 对强穷质量的影响，保证施工质量。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] -种强夯质量远程监测系统，包括：强夯机综合作业参数采集系统、无线信号发射 器和移动接收端；所述无线信号发射器的输入端与强夯机综合作业参数采集系统连接，无 线信号发射器的输出端与移动接收端无线连接；
[0007] 所述强夯机综合作业参数采集系统包括：触发器、GPS位置信息采集模块、强夯机 作业参数采集模块、控制器、显示器、存储器和计时器；所述触发器输入端与锤钩连接，触发 器输出端与GPS位置信息采集模块和强夯机作业参数采集模块分别连接，所述GPS位置信 息采集模块和强夯机作业参数采集模块的输出端分别与控制器连接；所述控制器还与显示 器、存储器和计时器分别连接；
[0008] 强夯机综合作业参数采集系统将采集到的强夯作业参数通过无线信号发射器实 时的传输至网络中，移动接收端实时接收无线信号发射器发送的强夯作业参数信息，与强 夯机综合作业参数采集系统中的数据保持同步更新。
[0009] 所述计时器在强夯机综合作业参数采集系统启动的时候自动开始计时；所述触发 器在锤钩打开和闭合的瞬间启动，启动后随即关闭；所述GPS位置信息采集模块和强夯机 作业参数采集模块在只在触发器启动的瞬间触发工作。
[0010] 强夯机作业参数采集模块实现了夯点位置信息、夯击次数、夯击能（夯锤重量、夯 锤落距）、夯沉量、累计夯沉量、夯击遍数的实时采集，通过计时器实现前后两遍夯击的间歇 时间的精准测量，在重锤自由下落和重锤提升的两个瞬间，触发器启动触发强夯机作业参 数采集模块工作，完成参数的准确测量。
[0011] 控制器兼具有数据输入、打印等功能，能够方便业主、施工方、监理等进行强夯作 业检查，防止偷夯或夯点间距不满足要求等现象的发生。
[0012] 所述强夯机作业参数采集模块包括：红外测距仪、压力传感器、信号放大及整形电 路和报警器；压力传感器与信号放大及整形电路、控制器依次连接，红外测距仪和报警器分 别与控制器连接；
[0013] 所述红外测距仪有两台，对称安装于强夯机吊臂顶部，两台红外测距仪的中心与 夯锤中心对正。所述GPS位置信息采集模块安装于强夯机吊臂顶部。由于采用了红外测距 仪和GPS位置信息采集模块，因而使得强夯能够在夜间进行作业，并不会因为光线问题而 影响测量的精度；
[0014] 所述移动接收端为手机、PAD、电脑或其他无线接收终端，方便操作者实时查看数 据。
[0015] -种强夯质量远程监测系统的工作方法，包括以下步骤：
[0016] 第一步：在强夯机综合作业参数采集系统中输入预定的最后两击的平均夯沉量S。 和液压卷扬机的相关技术参数；
[0017] 第二步：穷击第一遍时，夯击遍数b = 1 ;在夯锤锤钩打开和闭合的瞬间启动触发 器，触发器触发GPS位置信息采集模块和强夯机作业参数采集模块进行信息采集；GPS位置 信息采集模块在夯锤脱钩的瞬间采集夯点的平面位置信息记为Vn，η为组编号；
[0018] 第三步：将采集到的夯点平面位置信息发送至控制器，控制器计算前后两次夯击 所采集到的夯点平面位置信息之间的距离Bn，若Bn< 2/3R，则将第一次采集到的夯点平面 位置信息作为该夯点的编号Vni, m为夯点编号，若Bn> 2/3R，则视前一夯点结束夯击，系统 自动进入下一夯点的强夯信息参数自动采集；其中，R为夯锤直径；
[0019] 第四步：控制器自动记录所有穷点一遍穷击内开始穷击和结束穷击时计时器的时 间，当GPS位置信息采集模块监测的位置信息为之前夯点的位置信息时，夯击遍数b自动加 1，并将同一夯点后一遍开始夯击的时间与前一遍结束夯击的时间作差，得到前后两遍夯击 的歇夯时间t ;
[0020] 第五步：强夯机作业参数采集模块分别计算夯击次数夯击次数T、夯击能W、夯沉 量S和累计穷沉量L参数；
[0021] 第六步：控制器将采集到的夯击次数夯击次数T、夯击能W、夯沉量S、累计夯沉量L 参数对应到相应穷点编号VnpS穷击遍数下；
[0022] 第七步：将对应完成的夯点编号、夯击遍数及与夯点编号和夯击遍数相对应的参 数发送至存储器和显示器，存储器将采集到的强夯作业参数通过无线信号发射器实时的传 输至网络中，移动接收端实时接收无线信号发射器发送的强夯作业参数信息，与强夯机综 合作业参数采集系统中的数据保持同步更新；
[0023] 第八步：重复步骤二~七，当达到强夯机作业参数采集模块终止条件或达到一遍 夯击次数要求时，则转到下一夯点重复上述步骤直至夯击完成。
[0024] 所述强夯机作业参数采集模块的工作方法具体为：
[0025] 步骤一：输入预定的最后两击的平均夯沉量S。和液压卷扬机的相关技术参数；
[0026] 步骤二：夯锤在原填土表面尚未开始提升时，闭合锤钩，此时测得的红外测距仪到 夯锤的距离分别为、H;
[0027] 步骤三：强夯机在提升重锤时，压力传感器将液压系统的压力值经信号放大及整 形电路实时传输至控制器，控制器自动提取夯锤脱离地面后的压力值P ;
[0028] 步骤四：根据提取的压力值P，控制器自动计算夯锤锤重，并将锤重计算结果进行 锤重组编号后分别发送至存储器和显示器进行存储和显示；
[0029] 步骤五：卷扬机马达收绳将夯锤提升到指定高度后，锤钩打开，重锤自由下落，在 脱钩的瞬间同时启动触发器触发红外测距仪，此时两台红外测距仪测量得到夯锤到红外测 距仪的距离分别为Ha、Hb;
[0030] 步骤六：重锤落下后，在提升重锤时，锤钩闭合的瞬间同时启