[發明專利]一種智能化水泥土攪拌樁機

在審

• 申請號: 201811530787.7
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109736300A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 朱志鐸;萬瑜;宋世攻;彭宇一
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E02D5/46
• 分類號: E02D5/46;E02D15/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王安琪

本發明公開了一種智能化水泥土攪拌樁機，包括：計算分析系統、卷揚機自動調速系統、變頻噴漿系統和GPS定位系統；計算分析系統與卷揚機自動調速系統、變頻噴漿系統和GPS定位系統通過電信網絡連接，計算分析系統分析卷揚機自動調速系統、變頻噴漿系統和GPS定位系統發送來的數據并對其進行控制。本發明能夠保證下鉆與提鉆的速度恒定，根據實際土層性質實時調整噴漿量，優化施工參數，有效監控水泥土攪拌樁施工，提高水泥土攪拌樁處理地基效果。

技術領域

本發明涉及巖土工程技術領域，尤其是一種智能化水泥土攪拌樁機。

背景技術

水泥土攪拌樁是國內外常用的一種地基處理方法。設計時，一片場地內的樁身水泥摻量設計值一般根據場地地基中最軟弱土層確定，施工時即按此設計水泥摻量和水泥漿水灰比確定下鉆速度與噴漿速度，并在施工過程中保持恒定，追求均勻噴漿的施工效果，以保證成樁質量。

目前的水泥土攪拌樁機鉆桿由卷揚機通過鋼纜牽引控制其下鉆與提鉆，設定的下鉆速度實質上是卷揚機的轉動速度。隨著鋼纜的釋放與卷收，卷揚機的實際直徑逐漸變小或增大，在恒定的轉動速度下，鋼纜放收的速度亦隨之降低與提高，本應恒定的下鉆與提鉆速度因此發生了變化，進而導致在恒定的噴漿速度下，無法實施設想的均勻噴漿。設計的水泥摻量未考慮地基土體的成層性，應用于其他較硬土層時，則將造成水泥浪費。而目前的水泥土攪拌樁機由人工操作進行作業，智能化水平低下，操作人員在下鉆時幾乎無法感知土層變化，因此根據土層變化由手動調整噴漿量則無從談起。此外，由于水泥土攪拌樁施工部位隱蔽，成樁質量檢測方法比較繁瑣，施工監控難度大，目前的監控方法較為落后，無法有效保證成樁質量。

因此，目前水泥土攪拌樁機尚無法滿足施工使用要求，亟待改進。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種智能化水泥土攪拌樁機，能夠保證下鉆與提鉆的速度恒定，根據實際土層性質實時調整噴漿量，優化施工參數，有效監控水泥土攪拌樁施工，提高水泥土攪拌樁處理地基效果。

為解決上述技術問題，本發明提供一種智能化水泥土攪拌樁機，包括：計算分析系統、卷揚機自動調速系統、變頻噴漿系統和GPS定位系統；計算分析系統與卷揚機自動調速系統、變頻噴漿系統和GPS定位系統通過電信網絡連接，計算分析系統分析卷揚機自動調速系統、變頻噴漿系統和GPS定位系統發送來的數據并對其進行控制。

優選的，計算分析系統的作用是施工數據分析處理與控制施工，由一臺計算機組成，配置工業級觸摸屏，安裝windows控制系統；施工時，計算分析系統記錄、上傳、存儲所有施工數據至云端，并生成可打印的電子施工報表，人為無法修改施工數據。

優選的，卷揚機自動調速系統的作用保持實際下鉆與提鉆速度恒定，包括編碼器深度儀、卷揚機和變頻器；計算分析系統分析編碼器深度儀記錄的下鉆與提鉆深度，確定卷揚機的鋼纜釋放與收卷的長度，由此計算卷揚機轉動軸的實際直徑(即轉動軸直徑+鋼纜纏繞厚度)，進而計算實際的下鉆與提鉆速度與設計速度的偏差；根據速度偏差，計算分析系統發送調速指令至變頻器，變頻器實時調節卷揚機轉速，保證均勻下鉆與提鉆；編碼器深度儀記錄深度等于樁長時，計算分析系統即判定鉆桿已經下鉆時設計深度，同時發送停止指令至變頻器，關閉卷揚機并提醒樁機操作人員換擋提鉆。

優選的，變頻噴漿系的作用是判別土層并變頻噴漿，包括安裝在鉆頭前端的靜力觸探探頭、電磁流量計和變頻噴漿泵。計算分析系統通過分析靜力觸探探頭實時測得的錐尖阻力，判斷鉆頭所在深度土層的軟硬程度，由此確定該土層所需噴漿量，并立即將該噴漿指令發送至變頻噴漿泵，實時調節噴漿壓力，完成對不同土層的變頻噴漿。

優選的，GPS定位系統安裝在樁機機架上，計算分析系統將所施工的每根樁樁位的GPS定位點導入到施工場地平面圖中，生成含有已施工樁樁位的平面圖，可打印直接作為施工資料。