[发明专利]用于打桩的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于优化打桩的方法。

背景技术

常规地，由打桩机的驾驶员来调整待由打桩机打入地内的桩的冲击能。这样做使得机器的驾驶员视觉上沿循桩进入地内的打桩和/或注视由测量装置产生的测量结果，所述测量装置监测冲锤的运动（例如，桩的下沉（即，前进）进程，或在此基础上所确定的负荷承载能力），并使用这些来调整由在冲锤内侧运动的质量（即，锤块）产生的冲击能（通常通过调整提升锤块的高度）。通常，驾驶员基于他的经验，往往选择用于将桩打入地内所花费的总时间将尽可能地短的前进量（advance），其中，用于针对给定区域或建筑物进行打桩所花费的总时间也能够被最小化。

已知方法的缺陷是以下事实：在使用该方法的情况下，可能使用过多或过少的冲击能来打桩（无论驾驶员的经验如何）。使用过多的冲击能具有以下缺陷：当由锤块产生的冲击能增加时，击打频率通常减小，因为更大的冲击能将需要更大的行进路径（即，用于提升锤块的高度）。结果，尽管桩的前进量更大，但用于将桩打入地内所花费的总时间相对于用略为更小的冲击能所可能实现的速度可能延长。在最坏的情况下，使用过多的冲击能甚至可能引起断桩，因为当负荷承载能力相对于冲击能而言极小时，由于冲击导致的在桩的端部上有效的冲击波将在桩上引起拉力，该拉力在这种情况下可超过桩的抗拉强度。相应地，使用过少的冲击能具有以下缺陷：由冲击能产生的势能将不产生足够大的力来超过桩的负荷承载能力。结果，桩将不以预期的方式沉入地内，而施加在桩上的冲击能很大程度上返回锤块。当打桩机的驾驶员经验不足时，本方法的缺陷特别明显。

发明内容

本发明的目标是提供一种新颖的方法，通过该方法，能够比以前更快速且更安全地执行桩进入地内的打桩，以便提供期望的负荷承载能力，使得在打桩过程期间桩不受损。

本发明的目标通过根据本发明的方法实现，因为在该方法中对于调整冲击能，在每次打桩冲击（driving impact）在桩上期间，由与冲锤连接的测量装置在冲击期间测量冲击的动力学变量Q1，该变量与冲击期间锤块的动能成比例，并且在回程运动期间测量回程运动的动力学变量Q3，该变量与回程运动期间锤块的动能成比例；在动力学变量比Q1/Q3的基础上，然后有可能确定每次打桩冲击的作用使桩前进多远。因此，通过确定动力学变量比Q1/Q3使得给出最短的总打桩时间t_tot以及通过在此基础上控制冲击的动能，能够使每次打桩冲击最优，使得由其产生的前进量将导致桩的总打桩时间t_tot尽可能地短，其中，将始终尽可能快地执行桩进入地内的打桩。

在本申请中，动力学变量比Q1/Q3指代变量Q1（其与冲击期间锤块的动能成比例）与变量Q3（其与对应的回程运动期间锤块的动能成比例）之间的关系Q1/Q3。因此，在本发明的不同应用中，冲击的动力学变量Q1和回程运动的动力学变量Q3以及由这些确定的动力学变量比Q1/Q3能够指代例如以对应的方式确定的用于行进给定距离所花费的时间（即，冲击时间T1）和用于在锤块的回程运动期间行进相同的距离所花费的时间（即，回程运动时间T3），以及由这些确定的运动时间比T1/T3；以对应的方式确定的冲击速度V1和回程运动速度V3；或以对应的方式确定的冲击的动能W1和回程运动的动能W3，以及由这些确定的动能比W1/W3。原则上，所有这些都将给出产生对应信息的比，在本专利申请中，该比被称为动力学变量比Q1/Q3。已发现动力学变量比Q1/Q3在评估桩进入地内的打桩时非常有效，因为其指示用于冲击的动能中有多大的相对比例被返回锤块。如果该比例极高（动力学变量比高），则这意味着大部分冲击能被返回锤块且该冲击未引起桩进入地内的下沉（前进）。另一方面，如果该比例低（动力学变量比低），则这意味着大部分冲击能已被消耗在桩的下沉（即，前进）中。为了提供最优的打桩过程，该比应具有给定值，因为在用于将一个桩打入地内所花费的总时间的基础上，容易总结出，对于该比而言存在给定最优值（动力学变量比），在该最优值下，能够产生冲击以在可能的最短时间中将桩打入地内。除了上文提到的变量之外，动力学变量比Q1/Q3也能够通过与冲击和回程运动的动能成比例的其他变量来形成（这种变量能够是例如锤块沿冲击运动的方向和沿回程运动的方向的加速度，或在冲击和回程运动期间在锤块上有效的力的合力）。

根据本发明的方法具有以下优点：始终以可能的最快方式由打桩机执行桩进入地内的打桩，即使打桩机的驾驶员仍经验不足也是这样。此外，根据本发明的方法降低了使用如此多的冲击能来打桩使得桩受损的风险。

附图说明