(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111497006.0 (22)申请日 2021.12.09 (71)申请人 中冶建筑研究总院 （深圳） 有限公司 地址 518054 广东省深圳市前海深港合作 区前湾一路1号A栋201室 申请人 中冶建筑研究总院有限公司 (72)发明人 曹文昭　吴旭君　于至海　闫贵海　 谌越　蒋毅　 (74)专利代理 机构 武汉宇晨专利事务所(普通 合伙) 42001 代理人 余晓雪 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G06Q 10/06(2012.01)G06Q 50/08(2012.01) E02D 3/12(2006.01) G01N 33/24(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 适用于大面积软弱地基原位加固的智能施 工方法及系统 (57)摘要 本发明涉及一种适用于大面积软弱地基原 位加固的智能施工方法及系统， 该方法包括： 1） 采集各个钻孔的原状土试样和钻孔信息以及岩 土工程原位测试数据； 2） 开展室内土工试验， 获 取地基土的物理力学参数； 3） 建立岩土工程勘察 数据库； 4） 形成三维地质模型； 5） 开展初始设计 配合比试验； 6） 自动配制满足待加固软弱地基所 需的固化浆液； 7） 将配制得到的固化浆液注入待 加固软弱地基中进行原位搅拌施工， 待固化浆液 与待加固软弱地基 混合且固化后， 完成待加固软 弱地基的原位加固处理。 本发明极大提高了大面 积软弱地基原位搅拌加固的工程实施效率、 质量 与智能化水平， 同时实现了工程 建设各环节数据 的双向流动， 有利于 推动行业 技术发展与进步。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 114036625 A 2022.02.11 CN 114036625 A 1.一种适用于大面积软弱地基原位加固的智能施工方法， 其特征在于： 所述适用于大 面积软弱地基原位加固的智能施工方法包括以下步骤： 1） 通过智能钻探设备采集待加固软弱地基的施工现场的各个钻孔的原状土试样和钻 孔信息， 通过智能原位测试设备采集待加固软弱地基的岩土 工程原位测试 数据； 2） 针对步骤1） 采集得到的原状土试样开展室内土工试验， 获取软弱地基土的物理力学 参数； 3） 结合步骤1） 所得到的钻孔信息和岩土工程原位测试数据以及步骤2） 所得到的地基 土物理力学参数， 建立岩土 工程勘察数据库； 4） 根据步骤3） 岩土工程勘察数据库， 对待加固软弱地基的施工现场的地层情况进行岩 土工程三维地质建模， 形成三维地质模型； 5） 针对步骤1） 采集得到的原状土试样开展初始设计 配合比试验； 6） 根据步骤3） 建立的岩土工程勘察数据库和步骤5） 的初始设计配合比试验结果， 自动 配制满足待加固软弱地基所需的固化 浆液， 并进行现场试搅拌试验； 7） 根据步骤4） 构 建得到的三维地质模型， 将步骤6） 配制得到的固化浆液注入待加固软 弱地基中进行原位搅拌施工， 待固化浆液与待加固软弱地基混合且固化后， 完成待加固软 弱地基的原位加固处 理。 2.根据权利要求1所述的适用于大面积软弱地基原位加固的智能施工方法， 其特征在 于： 所述步骤7） 的具体实现方式是： 7.1） 基于卫星定位技术对搅拌设备进行自动定位， 同时根据三维地质模型中待加固软 弱地基的施工位置坐标， 规划搅拌设备 行走路线； 7.2） 根据三维地质模型中不同施工位置的坐标， 确定该施工位置的地层分布， 结合步 骤5） 的初始设计配合比试验结果及步骤6） 的现场试搅拌试验数据， 编制施工控制程序， 所 述施工控制程序包括搅拌设备的移动速度、 工作深度、 搅拌时的喷浆量、 下钻速度以及 搅拌 轴转速； 7.3） 根据步骤7.1） 制定 的搅拌设备行走路线， 按照步骤7.2） 所设定的施工控制程序， 对待加固软弱地基中进行喷浆及搅拌施工， 待固化浆液与待加固软弱地基混合且固化后， 完成待加固软弱地基的原位加固处 理。 3.根据权利要求2所述的适用于大面积软弱地基原位加固的智能施工方法， 其特征在 于： 所述步骤7） 在步骤7.3） 之后还 包括： 7.4） 实时采集待加固软弱地基的施工数据， 根据施工数据对施工控制程序进行优化修 正， 根据优化修正后的施工控制程序对待加固软弱地基中进行喷浆及搅拌施工， 完成待加 固软弱地基的原位加固处 理。 4.根据权利要求3所述的适用于大面积软弱地基原位加固的智能施工方法， 其特征在 于： 所述步骤7.4） 的具体实现方式是： 实时采集待加固软弱地基的施工数据S1， 结合三维地质模型的地层数据S2进行对比判 断， 若S1与S2的误差在预设范围内， 则根据施工数据对施工控制程序进 行优化修正， 并根据 优化修正后的施工控制程序对待加固软弱地基中进行喷浆及搅拌施工， 完成待加固软弱地 基的原位加固处理； 若S1与S2的误差超过预设范围， 则标记 为异常区域， 暂停对异常区域的 施工或转换为手动模式对异常区域进行施工 。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114036625 A 25.根据权利要求4所述的适用于大面积软弱地基原位加固的智能施工方法， 其特征在 于： 所述步骤7） 在步骤7.4） 之后还 包括： 7.5） 对原位搅拌加固效果进行质量抽检， 质量检测方法包括轻型动力触探、 开挖检查 和钻孔取芯。 6.一种基于如权利要求1所述的适用于大面积软弱地基原位加固的智能施工方法的系 统， 其特征在于： 所述系统包括 智能勘察系统， 用于采集待加固软弱地基的施工现场的各个钻孔的钻孔信息、 岩土工 程原位测试数据和室内土工试验结果， 形成待加固软弱地基施工现场的岩土工程勘察数据 库和三维地质模型； 智能搅拌系统， 用于配置满足待加固软弱地基所需的固化浆液， 以及用于将固化浆液 注入待加固软弱地基并根据施工控制程序对待加固软弱地基的施工现场进行智能搅拌； 以及， 工程数据库系统， 用于获取智能勘察系统提供的岩土工程勘察数据库和三维地质模 型， 根据三维地质模型规划智能搅拌系统的行走路线， 实时收集智能搅拌系统提供 的施工 数据， 用于确定并修 正智能搅拌系统的施工控制程序； 所述智能勘 察系统通过无线网络与工程数据库系统相连； 所述工程数据库系统通过无 线网络与智能搅拌系统相连。 7.根据权利要求6所述的系统， 其特征在于： 所述智能勘察系统包括智能钻探设备、 智 能原位测试勘测设备以及云GIS平台； 所述智能钻探设备以及智能原位测试勘测设备分别 通过无线网络 接入云GIS平台， 所述云 GIS平台通过 无线网络 接入工程数据库系统。 8.根据权利要求7所述的系统， 其特征在于： 所述智能搅拌系统包括自动制浆系统、 搅 拌控制系统以及施工数据采集系统； 所述自动制浆系统用于根据岩土工程勘 察数据库和初始设计配合比试验数据， 自动配 制满足待加固软弱土层所需的固化 浆液； 所述搅拌控制系统用于与三维地质模型实现数字化联结， 将岩土工程勘 察获得的三维 地质模型导入到搅拌施工设备中以及用于执 行工程数据库系统发来的施工控制程序； 所述施工数据采集系统用于采集实时施工数据， 向工程数据库系统发送实时施工数 据； 所述自动制浆系统、 搅拌控制系统以及施工数据采集系统通过无线 网络与工程数据库 系统相连。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114036625 A 3