本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，涉及一種強(qiáng)夯施工機(jī)具，尤其涉及一種深層加固的球形強(qiáng)夯錘。

背景技術(shù)：

強(qiáng)夯法是一種極為普通的地基處理加固技術(shù)。通過吊機(jī)將一定質(zhì)量的夯錘提升到某個(gè)高度，松開脫鉤，夯錘從高處自由落下，產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊能沖切上表土體并形成夯坑，沖擊能產(chǎn)生的沖擊波作用到土體中，達(dá)到使松散的土體密實(shí)?，F(xiàn)有的強(qiáng)夯裝置主要包括吊機(jī)、吊-脫鉤和夯錘三部分，其中尤以夯錘為關(guān)鍵機(jī)具，它直接影響到對(duì)土體的加固效果，目前廣泛采用的夯錘形式為平底圓錘型。由于錘底為圓形平底，一般適用于淺層土的強(qiáng)夯加固，處理深度通常為6-8米，可以滿足絕大多數(shù)地基工程的處理要求。如需處理較深部的土層，通常采用柱形錘，柱形錘一般伴隨著坑內(nèi)填料，此時(shí)強(qiáng)夯法由單一的動(dòng)力固結(jié)密實(shí)作用轉(zhuǎn)化為以固結(jié)密實(shí)和擠密雙重作用的強(qiáng)夯置換法。

強(qiáng)夯法加固地基通常有一個(gè)不可避免的缺陷，就是加固后的土體均勻性較差。除了由于夯點(diǎn)不可能布滿全場(chǎng)地，夯點(diǎn)與夯間土之間客觀上存在不均勻因素外，夯錘落到地表形成夯坑時(shí)，夯錘底面不可能全底面同時(shí)著地，同樣加劇了土體加固中的不均勻。因?yàn)楹诲N每次落下后接觸土體的瞬間，夯錘底面往往是傾斜的，夯坑面、坑下土體以及夯坑周圍土體首先不能達(dá)到均勻，而前一次夯擊造成的夯坑面傾斜伴隨著后面第二次、第三次等多次同坑位夯擊，極有可能造成整個(gè)夯坑周圍的土體不斷地向某一方向不斷擠壓密實(shí)傾斜，這一傾斜造成的夯擊加固偏向，使得每個(gè)夯點(diǎn)周圍的土體再次無規(guī)則地造成各向加固不均勻。平底夯錘每次脫鉤落下的過程中，夯錘不能保持水平的主要原因在于夯錘制作中的底面圓形形心與夯錘的質(zhì)量重心存在偏差，以及吊點(diǎn)的位置與夯錘質(zhì)心存在偏差，另外下落過程中風(fēng)力也會(huì)有一定的影響。要做到夯錘形心與重心、吊點(diǎn)與質(zhì)心的完全一致，以及無風(fēng)狀態(tài)施工，事實(shí)上是不太現(xiàn)實(shí)的，各種誤差造成的夯擊面傾斜是無法消除的。

目前本領(lǐng)域技術(shù)人員開發(fā)了夯錘底部為弧形的夯錘，如專利CN202626967U公開了一種圓弧底強(qiáng)夯錘，該強(qiáng)夯錘包括錘體，所述的錘體空心錘體，其底面為圓弧面，在錘體的圓弧面底面上開有多個(gè)周向均勻分布的大排氣孔和小排氣孔，但該圓弧底強(qiáng)夯錘由于采用圓柱形的空心錘體，導(dǎo)致夯錘的形心和重心存在偏差，且質(zhì)心較高，容易導(dǎo)致夯擊面傾斜、夯擊力度不穩(wěn)定以及土體不均勻的問題；專利CNC202787222U公開了一種深層加固夯錘，錘頭為與錘身直徑相等的半球形錘頭，所述的錘身的下底面與半球形錘頭的圓面相連接，且半球形錘頭的圓面圓心位于錘身的中心線上，但該夯錘主要用作孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法的夯填和成孔并在孔內(nèi)填充素土、灰土、建筑垃圾等材料，使得每個(gè)夯孔周圍的土體再次無規(guī)則地造成各向加固不均勻，施工效率低。

因此，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中夯錘自由落下時(shí)夯錘的質(zhì)量重心存在偏差，造成加固后的土體均勻性較差、施工效率低的問題，如何提供提供一種夯擊穩(wěn)定、加固效果好、施工效率高的深層加固夯錘成為本領(lǐng)域技術(shù)人亟待解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供一種夯擊穩(wěn)定、加固效果好、施工效率高的球形強(qiáng)夯錘，該球形強(qiáng)夯錘可以有效避免錘底接觸土體的水平度差造成夯坑下土體不均勻的問題。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供一種球形強(qiáng)夯錘，包括錘體2、與所述錘體2上部連接的吊耳1，所述錘體2為球形。

進(jìn)一步地，所述錘體2內(nèi)設(shè)有壓電加速度傳感器3和無線信號(hào)發(fā)射器4，所述無線信號(hào)發(fā)射器4與所述壓電加速度傳感器3連接。

進(jìn)一步地，所述錘體2與所述吊耳1的連接是通過所述錘體2頂部圓面垂直開設(shè)的螺紋孔5與吊耳1下底面垂直設(shè)有的螺桿6螺紋配合連接。

進(jìn)一步地，所述吊耳1與所述錘體2之間設(shè)有半球形錘頭7，所述半球形錘頭7的垂直中心線上開設(shè)有螺紋通孔，所述錘體2與所述吊耳1的連接是通過所述吊耳1下底面垂直設(shè)有的螺桿6經(jīng)所述螺紋通孔與錘體2頂部圓面垂直開設(shè)的螺紋孔5螺紋配合連接。

進(jìn)一步地，所述錘體2與所述半球形錘頭7的直徑比為1:0.4-0.6。

進(jìn)一步地，所述錘體2底部設(shè)為圓形扁平面8，所述錘體2的直徑與所述圓形扁平面8的直徑比為1：0.1-0.2。

進(jìn)一步地，以所述錘體2底部球面中心為起點(diǎn)，在所述錘體2底部半球面上設(shè)置有相互連通的排氣槽9。

進(jìn)一步地，所述排氣槽9為矩形槽，其寬度為1-10mm，深度為0.5-2mm。

進(jìn)一步地，以所述錘體2的中心軸為圓心，在所述錘體2的底部球面上設(shè)置有環(huán)形凸起10。

本發(fā)明的第二個(gè)方面是提供一種所述的球形強(qiáng)夯錘在地基加固處理中的應(yīng)用。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果：

本發(fā)明的球形強(qiáng)夯錘結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，方便實(shí)施；與其他錘底相比，可以有效避免錘底接觸土體的水平度差造成夯坑下土體不均勻的問題；在夯錘同等質(zhì)量的情況下，本發(fā)明的強(qiáng)夯錘材料用量最??；在強(qiáng)夯錘接觸土體的瞬間，本發(fā)明的球形夯錘錘底的氣動(dòng)性能遠(yuǎn)比平底錘好；通過設(shè)置在錘體內(nèi)壓電加速度傳感器可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)夯錘夯擊時(shí)的沖擊力，以根據(jù)需要調(diào)整夯錘的下落高度，控制沖擊力大?。淮送?，采取可拆卸式的半球形錘頭可有效提高夯擊沖擊力度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種球形強(qiáng)夯錘的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施例球形強(qiáng)夯錘的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施例的球形強(qiáng)夯錘的仰視圖；

圖中：1-吊耳，2-錘體，3-壓電加速度傳感器，4-無線信號(hào)發(fā)射器，5-螺紋孔，6-螺桿，7-半球形錘頭，8-圓形扁平面，9-排氣槽，10-環(huán)形凸起。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)和具體的介紹，以使更好的理解本發(fā)明，但是下述實(shí)施例并不限制本發(fā)明范圍。

如圖1所示，本實(shí)施例提供一種球形強(qiáng)夯錘，包括錘體2、與錘體2上部連接的吊耳1，錘體2為球形。錘體2與吊耳1的連接是通過錘體2頂部圓面垂直開設(shè)的螺紋孔5與吊耳1下底面垂直設(shè)有的螺桿6螺紋配合連接。采用的球形錘體2形心和重心一致，質(zhì)心較低，可有效避免夯擊面傾斜、夯擊力度不穩(wěn)定以及土體不均勻的問題。

同時(shí)為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制夯擊力度及夯擊效果，優(yōu)選地，在錘體2內(nèi)設(shè)有壓電加速度傳感器3和無線信號(hào)發(fā)射器4，無線信號(hào)發(fā)射器4與壓電加速度傳感器3連接；采用壓電加速度傳感器3可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)錘體2夯擊時(shí)的力度大小，并通過無線信號(hào)發(fā)射器4發(fā)送給控制夯擊控制系統(tǒng)，當(dāng)夯擊力度大于某一設(shè)定的最大值時(shí)，控制夯擊控制系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)提醒操作人員調(diào)整錘體2的下落高度，以降低夯擊力度；但當(dāng)夯擊力度小于某一設(shè)定的最小值時(shí)，控制夯擊控制系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)提醒操作人員調(diào)整錘體2的下落高度，以提高夯擊力度。

為提高夯錘的加固效果，以更適用于地基深層加固，優(yōu)選地，在吊耳1與錘體2之間設(shè)有半球形錘頭7，半球形錘頭7的垂直中心線上開設(shè)有螺紋通孔，錘體2與吊耳1的連接是通過吊耳1下底面垂直設(shè)有的螺桿6經(jīng)螺紋通孔與錘體2頂部圓面垂直開設(shè)的螺紋孔5螺紋配合連接。通過加裝半球形錘頭7，從而增加夯錘的總體重量，使得在相同的下落高度上有效提高夯錘的夯擊力度，實(shí)現(xiàn)深層加固的目的。優(yōu)選地，錘體2與半球形錘頭7的直徑比為1:0.4-0.6；更為優(yōu)選地，錘體2與半球形錘頭7的直徑比為1:0.5。優(yōu)選地，將錘體2底部設(shè)為圓形扁平面8，錘體2的直徑與圓形扁平面8的直徑比為1：0.1-0.2；更為優(yōu)選地，錘體2的直徑與圓形扁平面8的直徑比為1：0.12。

此外，為減少夯錘下落過程中產(chǎn)生的氣浪，以錘體2底部球面中心為起點(diǎn)，在錘體2底部半球面上設(shè)置有相互連通的排氣槽9；排氣槽9為矩形槽，數(shù)量為4-12個(gè)，其寬度為1-10mm，深度為0.5-2mm，優(yōu)選地，數(shù)量為6個(gè)，其寬度為2-5mm，深度為1-1.5mm，以將氣浪及時(shí)的通過排氣槽9排出。

本實(shí)施例的一個(gè)方面，以錘體2的中心軸為圓心，在錘體2的底部球面上設(shè)置有環(huán)形凸起10，該環(huán)形凸起10在夯錘落地時(shí)，可有效將夯錘的沖擊力分散在錘體2的球面上，提高了地基加固后的土體均勻性。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。