[發明專利]用于打樁的方法

在審

• 申請號: 201580080960.6
• 申請日: 2015-04-17
• 公開（公告）號: CN107995934A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: A.哈龍恩;J.霍洛派恩;J.帕亞沃拉;M.彭特蒂恩
• 申請（專利權）人: 樁騰公司
• 主分類號: E02D7/08
• 分類號: E02D7/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 姜凝,譚祐祥

技術領域

本發明涉及一種用于優化打樁的方法。

背景技術

常規地，由打樁機的駕駛員來調整待由打樁機打入地內的樁的沖擊能。這樣做使得機器的駕駛員視覺上沿循樁進入地內的打樁和/或注視由測量裝置產生的測量結果，所述測量裝置監測沖錘的運動（例如，樁的下沉（即，前進）進程，或在此基礎上所確定的負荷承載能力），并使用這些來調整由在沖錘內側運動的質量（即，錘塊）產生的沖擊能（通常通過調整提升錘塊的高度）。通常，駕駛員基于他的經驗，往往選擇用于將樁打入地內所花費的總時間將盡可能地短的前進量（advance），其中，用于針對給定區域或建筑物進行打樁所花費的總時間也能夠被最小化。

已知方法的缺陷是以下事實：在使用該方法的情況下，可能使用過多或過少的沖擊能來打樁（無論駕駛員的經驗如何）。使用過多的沖擊能具有以下缺陷：當由錘塊產生的沖擊能增加時，擊打頻率通常減小，因為更大的沖擊能將需要更大的行進路徑（即，用于提升錘塊的高度）。結果，盡管樁的前進量更大，但用于將樁打入地內所花費的總時間相對于用略為更小的沖擊能所可能實現的速度可能延長。在最壞的情況下，使用過多的沖擊能甚至可能引起斷樁，因為當負荷承載能力相對于沖擊能而言極小時，由于沖擊導致的在樁的端部上有效的沖擊波將在樁上引起拉力，該拉力在這種情況下可超過樁的抗拉強度。相應地，使用過少的沖擊能具有以下缺陷：由沖擊能產生的勢能將不產生足夠大的力來超過樁的負荷承載能力。結果，樁將不以預期的方式沉入地內，而施加在樁上的沖擊能很大程度上返回錘塊。當打樁機的駕駛員經驗不足時，本方法的缺陷特別明顯。

發明內容

本發明的目標是提供一種新穎的方法，通過該方法，能夠比以前更快速且更安全地執行樁進入地內的打樁，以便提供期望的負荷承載能力，使得在打樁過程期間樁不受損。

本發明的目標通過根據本發明的方法實現，因為在該方法中對于調整沖擊能，在每次打樁沖擊（driving impact）在樁上期間，由與沖錘連接的測量裝置在沖擊期間測量沖擊的動力學變量Q1，該變量與沖擊期間錘塊的動能成比例，并且在回程運動期間測量回程運動的動力學變量Q3，該變量與回程運動期間錘塊的動能成比例；在動力學變量比Q1/Q3的基礎上，然后有可能確定每次打樁沖擊的作用使樁前進多遠。因此，通過確定動力學變量比Q1/Q3使得給出最短的總打樁時間t_tot以及通過在此基礎上控制沖擊的動能，能夠使每次打樁沖擊最優，使得由其產生的前進量將導致樁的總打樁時間t_tot盡可能地短，其中，將始終盡可能快地執行樁進入地內的打樁。

在本申請中，動力學變量比Q1/Q3指代變量Q1（其與沖擊期間錘塊的動能成比例）與變量Q3（其與對應的回程運動期間錘塊的動能成比例）之間的關系Q1/Q3。因此，在本發明的不同應用中，沖擊的動力學變量Q1和回程運動的動力學變量Q3以及由這些確定的動力學變量比Q1/Q3能夠指代例如以對應的方式確定的用于行進給定距離所花費的時間（即，沖擊時間T1）和用于在錘塊的回程運動期間行進相同的距離所花費的時間（即，回程運動時間T3），以及由這些確定的運動時間比T1/T3；以對應的方式確定的沖擊速度V1和回程運動速度V3；或以對應的方式確定的沖擊的動能W1和回程運動的動能W3，以及由這些確定的動能比W1/W3。原則上，所有這些都將給出產生對應信息的比，在本專利申請中，該比被稱為動力學變量比Q1/Q3。已發現動力學變量比Q1/Q3在評估樁進入地內的打樁時非常有效，因為其指示用于沖擊的動能中有多大的相對比例被返回錘塊。如果該比例極高（動力學變量比高），則這意味著大部分沖擊能被返回錘塊且該沖擊未引起樁進入地內的下沉（前進）。另一方面，如果該比例低（動力學變量比低），則這意味著大部分沖擊能已被消耗在樁的下沉（即，前進）中。為了提供最優的打樁過程，該比應具有給定值，因為在用于將一個樁打入地內所花費的總時間的基礎上，容易總結出，對于該比而言存在給定最優值（動力學變量比），在該最優值下，能夠產生沖擊以在可能的最短時間中將樁打入地內。除了上文提到的變量之外，動力學變量比Q1/Q3也能夠通過與沖擊和回程運動的動能成比例的其他變量來形成（這種變量能夠是例如錘塊沿沖擊運動的方向和沿回程運動的方向的加速度，或在沖擊和回程運動期間在錘塊上有效的力的合力）。

根據本發明的方法具有以下優點：始終以可能的最快方式由打樁機執行樁進入地內的打樁，即使打樁機的駕駛員仍經驗不足也是這樣。此外，根據本發明的方法降低了使用如此多的沖擊能來打樁使得樁受損的風險。

附圖說明