專利名稱：完整性受監(jiān)測(cè)的混凝土樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
相關(guān)申請(qǐng)交叉參考
本申請(qǐng)主張于2009年11月13日提交的案號(hào)為61/260,995的美國臨時(shí)申請(qǐng)的權(quán)益，其全部內(nèi)容并入本文作為參考。本發(fā)明涉及混凝土樁以及具有預(yù)鑄造于其中的量測(cè)計(jì)與傳感器的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
受讓人已開發(fā)出具有鑲嵌在樁頂部及樁尖端的張カ計(jì)及加速度計(jì)的混凝土樁。也嵌入無線電以傳送來自土樁的感測(cè)信號(hào)，使得土樁的驅(qū)動(dòng)可在基樁安裝期間被監(jiān)測(cè)及/或控制。先前已知的土樁已敘述于U.S. 6,533,502 (其由佛羅里達(dá)大學(xué)開發(fā)并授權(quán)給受讓人)以及US2006/0021447與US2007/0151103 (其由受讓人開發(fā))，其全部內(nèi)容并入本文作為參考。受讓人所制造的受監(jiān)測(cè)土樁的測(cè)試已顯示驅(qū)動(dòng)時(shí)監(jiān)測(cè)土樁以提供實(shí)時(shí)反饋給鐵槌或起重機(jī)操作者的效能，從而選擇性地控制錘打能量并最佳化基樁安裝過程的效能。通過報(bào)告并提供材料中呈現(xiàn)的絕對(duì)允許張カ讀值以及范圍，此信息也被用作防止過度驅(qū)動(dòng)及后續(xù)的基樁故障。然而，期望有進(jìn)ー步的改善。直到現(xiàn)在，基樁監(jiān)測(cè)已被設(shè)計(jì)或特別修改以評(píng)估驅(qū)動(dòng)基樁的完整性，特別是在等級(jí)以下的土樁長度的安裝過程期間。因?yàn)楹芏鄷r(shí)間基樁尖端是暴露于很大的、可能造成傷害的驅(qū)動(dòng)及剪力下，尤其是被驅(qū)動(dòng)至較堅(jiān)硬的材料時(shí)，因此這是很重要的；且，除了基樁移除之外，沒有可實(shí)行的方法能以視覺檢查基樁傷害。由于此原因，目前缺少視覺檢查能力以及為了負(fù)載承載設(shè)計(jì)目的對(duì)基樁完整性的預(yù)期，需要一種在安裝期間用于基樁尖端完整性監(jiān)測(cè)的簡單、成本低且自動(dòng)化的方法。次外，鑒于對(duì)現(xiàn)在監(jiān)測(cè)用于橋梁及其它結(jié)構(gòu)所驅(qū)動(dòng)的所有樁的向往，減少與監(jiān)測(cè)所有樁相關(guān)的成本是有益的。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種基樁，具有安裝在靠近且在土樁尖端處的土樁核心中的第一及第ニ張カ計(jì)。第二張カ計(jì)安置為基樁共線、且在基樁上離第一張カ計(jì)已知且受控制的距離。進(jìn)行獨(dú)立張カ計(jì)測(cè)量并將其傳送至控制器，控制器接收來自張カ計(jì)的信號(hào)并將信號(hào)與在鋳造之后以及基樁設(shè)置之前初始建立并記錄的靜態(tài)預(yù)壓カ等級(jí)進(jìn)行比較。對(duì)照預(yù)期的絕對(duì)及相對(duì)/差動(dòng)范圍來檢查動(dòng)力測(cè)量，以評(píng)估基樁尖端完整性與其它參數(shù)。也提供一種在驅(qū)動(dòng)期間監(jiān)測(cè)根據(jù)本發(fā)明制造的土樁的方法。在此，提供關(guān)于X、d、基樁長度、以及可接受壓カ范圍、差動(dòng)壓カ限制或是波速范圍及差動(dòng)限制至少其中之一的數(shù)據(jù)給控制器。在第一及第ニ張カ計(jì)處測(cè)量預(yù)負(fù)載靜態(tài)壓力。將動(dòng)態(tài)壓カ數(shù)據(jù)從第一及第ニ張カ計(jì)傳送至控制器以用于基樁驅(qū)動(dòng)槌打鑄疵。利用控制器，將來自第一張カ計(jì)的所得動(dòng)態(tài)尖端壓カ與參考預(yù)負(fù)載靜態(tài)壓カ以及與來自第二張カ計(jì)的對(duì)應(yīng)動(dòng)態(tài)參考?jí)亥M(jìn)行比較，以確定差動(dòng)尖端靜態(tài)壓力偏移與差動(dòng)參考?jí)毫?。?duì)照預(yù)定限制來檢查這些，以評(píng)估基樁尖端完整性。若超過限制，則將信號(hào)提供給操作者。


當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，將更清楚了解上述發(fā)明內(nèi)容以及本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的以下詳細(xì)說明。為了說明本發(fā)明的目的，具有目前較佳的實(shí)施例顯示于圖中。然而，應(yīng)了解的是，本發(fā)明不限于所示的精確設(shè)置。圖I為根據(jù)本發(fā)明的基樁透視圖。圖2為圖I的基樁的尖端末端的放大圖，顯示垂直斷裂。圖3為驅(qū)動(dòng)期間的根據(jù)本發(fā)明的基樁的視圖。
圖4為可移除無線電模塊的視圖。圖4A為可移除記錄模塊的視圖。圖5為監(jiān)測(cè)基樁驅(qū)動(dòng)的優(yōu)選方法的流程圖。圖6及圖7為顯示基樁驅(qū)動(dòng)期間收集的土樁數(shù)據(jù)的圖式，其中使用本發(fā)明檢測(cè)失敗發(fā)生。
具體實(shí)施例方式在以下敘述中僅為了方便但不視為限制而使用某些用詞。術(shù)語“下方”、”上方”、“左”及“右”表明圖式中參考的方向。如本文中使用的，“A、B或C至少其中之一”的描述意指A、B或C的任一者或它們的任意組合，其中A、B及C代表本發(fā)明的重要特征。此外，除非特別指出，術(shù)語“一”及“ー個(gè)”定義為包括ー或更多的參考項(xiàng)。參照?qǐng)D1，顯示根據(jù)本發(fā)明的基樁10，通常利用經(jīng)預(yù)壓カ處理的繩12以已知方式形成，并具有經(jīng)界定的剖面區(qū)域14。在鋳造之前，第一張カ計(jì)20安置在距離尖端末端22 —基樁直徑d處，優(yōu)選地在剖面區(qū)域14的中點(diǎn)。第二張カ計(jì)24安置在距離尖端22固定距離X處，固定距離X優(yōu)選地小于50%的土樁長度。提供相等測(cè)量的張カ計(jì)20、24或張カ計(jì)共線地設(shè)置，并經(jīng)由位于基樁中的線26連接至儲(chǔ)藏盒28中，所述儲(chǔ)藏盒28在接近頂部30處凹進(jìn)基粧的一側(cè)。在基樁10被鋳造及繩12被切斷之后，對(duì)其自然鋳造狀態(tài)而言，所形成的基樁預(yù)壓力是向內(nèi)拉的繩12的合力與分布在向外拉的混凝土的剖面區(qū)域14的均勻カ之間的平衡或均衡狀態(tài)。兩種相反的力最終會(huì)平衡并達(dá)到最終基樁預(yù)壓力。在距離頂部或尖端小于2d處，不會(huì)完全形成基樁預(yù)壓力，而因此，在張カ計(jì)20、24之間基于張カ計(jì)20在距離尖端Id的位置所測(cè)量的預(yù)壓カ讀值可能會(huì)有些微差距。如果任何事發(fā)生而打亂此平衡，會(huì)造成所測(cè)量的靜態(tài)預(yù)壓カ向上或向下改變。若基樁10經(jīng)歷垂直斷裂18，參考圖2，則影響剖面區(qū)域及后續(xù)平衡。在最低程度，(如觀看至底部)基樁10的末端將具有至少兩個(gè)區(qū)塊14’、14”。對(duì)每個(gè)區(qū)塊14’、14”所造成的預(yù)壓カ將由區(qū)塊剖面區(qū)域、以及存在或保留在區(qū)塊14’、14”的繩12的數(shù)量來確定。如圖2中所示，取決于以上的因素，任何相對(duì)于基樁尖端末端22的非対稱斷裂18將造成某種靜態(tài)預(yù)壓カ偏移。也可以由位于核心的測(cè)量系統(tǒng)檢測(cè)對(duì)稱斷裂。所測(cè)量靜態(tài)預(yù)壓カ的完全損失表明基樁核心(繩12內(nèi)測(cè)量系統(tǒng)的位置)可能或?qū)嶋H上完全從繩12分離。靜態(tài)預(yù)壓カ的完全損失是一種極端事件，由于大量驅(qū)動(dòng)期間破碎基樁尖端末端22造成的大力波反射，其最終應(yīng)產(chǎn)生較高的抗張壓力。然而，根據(jù)本發(fā)明，靜態(tài)預(yù)壓カ的任何明顯變化，特別是驅(qū)動(dòng)期間壓縮預(yù)負(fù)載的損失，被標(biāo)注為包括垂直斷裂18的基樁頂部損害的可能主要邊緣指示符。然而，在基樁頂部的較大測(cè)量靜態(tài)壓縮カ(殘留壓カ)可能是基樁10的重量加上(圖3中的16指出的)任何等級(jí)下的地表磨擦力的結(jié)果，所述地表摩擦力避免基樁10從基樁驅(qū)動(dòng)鐵錘32的捶打鑄疵彈回。第二張カ計(jì)24處的靜態(tài)壓カ與第一張カ計(jì)20測(cè)量結(jié)果的比較幫助分辨出對(duì)照殘留壓カ狀況征兆的基樁尖端損害。根據(jù)本發(fā)明，預(yù)壓カ偏移量最后以更新的樁完整性因子來進(jìn)行加權(quán)。在驅(qū)動(dòng)過程期間，測(cè)量到的波速改變也可用于確定材料壓カ狀況的嚴(yán)重性。在本發(fā)明之前，利用常規(guī)的以及使用早期反射的存在指出基樁尖端末端損害的更傳統(tǒng)方法是不可能檢測(cè)垂直斷裂18的。這似乎也是為什么比較結(jié)果與某些情況不太相關(guān)。高張カ狀況造成的斷裂典型地與垂直斷裂具有正交方向，且不可能造成預(yù)壓カ狀況的改變。這些斷裂類型也典型地發(fā)生在距離基樁尖端更高的基樁10中，且通?？墒褂脗鹘y(tǒng)的早期反射分析方法來檢測(cè)。根據(jù)本發(fā)明最簡單的形式，兩個(gè)分開且獨(dú)立的張カ計(jì)20、24位于/安裝于樁核心靠近基樁尖端22及基樁尖端22處。第一張カ計(jì)20被安置為非?？拷鼧都舛?2，優(yōu)選地在剖面區(qū)域14的中點(diǎn)處距離基樁尖端22 —直徑d之內(nèi)。第二張カ計(jì)24被安置為共線且在距離基樁10的尖端22上方已知且受控制的距離X處，在朝向基樁頂部30的方向通過第一張カ計(jì)20。此受控制的距離X優(yōu)選地為與尖端22相距5至20呎，且更優(yōu)選地為10至15呎。實(shí)際距離X將取決于基樁設(shè)計(jì)以考慮諸如基樁直徑d及整體長度之類的因素而變化。本方法利用獨(dú)立的張カ計(jì)測(cè)量與以距離尖端22最遠(yuǎn)的張カ計(jì)24為參考測(cè)量的(靜態(tài)及動(dòng)態(tài)兩者的)相對(duì)比較結(jié)果。調(diào)整電子器件的張カ計(jì)20、24經(jīng)由線26傳送數(shù)據(jù)至位于儲(chǔ)存盒28中的傳送器36及可移除自驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)收集器/信號(hào)調(diào)整器34，所述儲(chǔ)存盒28位于距離基樁頂部的受控制的距離與方向，優(yōu)選地為2d及下方。這種受控制的距離優(yōu)選地也儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中。優(yōu)選地，加速度計(jì)38也與自驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)收集器/信號(hào)調(diào)整器34及傳送器36 —井包含，而可接合于儲(chǔ)存盒28中。數(shù)據(jù)收集器34優(yōu)選地為具有非易失性的存儲(chǔ)器與電源58的可編程控制器。傳送器36可為任何已知或?qū)Ｙu形式的無線信號(hào)傳送器，且優(yōu)選地例如可基于藍(lán)芽或WiFi科技，并連接至數(shù)據(jù)收集器34以傳送數(shù)據(jù)信號(hào)至遠(yuǎn)程控制器40。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)收集器34、傳送器36及加速度計(jì)38與電池58 —起組裝為分開獨(dú)立的、可移除及可再利用的無線數(shù)據(jù)接ロ模塊42 (顯示于圖4中)，其可容易地在基樁10中的儲(chǔ)存盒28中安裝與移除而用于再利用，且簡易的螺釘(snap-in)插頭連接(或其它合適的連接)可提供用于來自張カ計(jì)20、24的線26，更優(yōu)選地來自與張カ計(jì)20、24相關(guān)聯(lián)的調(diào)整電子器件?？刂破?0接收來自張カ計(jì)20、24的信號(hào)，并將鑄造之后以及基樁安裝之前(優(yōu)選地以測(cè)量)初使建立、被連續(xù)地監(jiān)測(cè)的相對(duì)靜態(tài)預(yù)負(fù)載壓カ等級(jí)、以及動(dòng)カ測(cè)量與預(yù)期范圍進(jìn)行比較，以評(píng)估基樁尖端22完整性與其它參數(shù)。在基樁驅(qū)動(dòng)鐵錘32的沖擊之后，壓縮波往基樁10下傳播通過參考張カ計(jì)24并前進(jìn)固定距離(X-d)至尖端張カ計(jì)20上。入射波測(cè)量之間的時(shí)間與相位延遲可用于確定與確認(rèn)對(duì)照可允許范圍的波速及速度?；蛘撸?dāng)壓縮波從尖端反射回到頂部通過張カ計(jì)24且接著從頂部反射回到參考張カ計(jì)24時(shí)，可能對(duì)來自參考張カ計(jì)24的壓縮波的時(shí)間或相位、延遲進(jìn)行測(cè)量以確認(rèn)波速或速度。這提供了從基樁頂部至參考張カ計(jì)24的已知固定距離以對(duì)較可能不被受損害的尖端影響的波速進(jìn)行測(cè)量/確認(rèn)。無線數(shù)據(jù)接ロ模塊42中包含的加速度計(jì)38優(yōu)選地可用作參考點(diǎn)來測(cè)量尖端設(shè)備(張カ計(jì)20、24)的相位延遲定時(shí)，從而以較高的精確度追蹤/監(jiān)測(cè)波速。尖端張カ計(jì)20將在經(jīng)測(cè)量的向下波之后立即經(jīng)歷反射向上力波分量。這將造成由尖端22處張カ計(jì)20所測(cè)量的向下及延遲反射的向上分量波的加成。然后，這接著在利用第二張カ計(jì)24為參考為向下及向上反射沖擊波的非重迭峰部分的比較中進(jìn)行說明。這也可用于確定基樁末端邊緣的能量損失或存在的材料密度差。取決于基樁尖端土壤狀況，幾乎緊接著向下波的峰張カ的反射張カ分量的加成導(dǎo)致基樁尖端22在大量基樁驅(qū)動(dòng)期間易受壓縮カ的傷害。在兩個(gè)分開位置的張カ計(jì)20、24測(cè)量到的動(dòng)カ是由測(cè)量到的張カ乘上弾性材料系數(shù)乘上剖面面積14而計(jì)算。本發(fā)明依賴過去認(rèn)為系數(shù)、面積及靜態(tài)預(yù)壓力在兩個(gè)測(cè)量位置應(yīng)保持相當(dāng)固定(假設(shè)在剩余壓力中少量的及參考追蹤變異)的事實(shí)，所述比較著重在恰當(dāng)?shù)南辔患懊娣e補(bǔ)償張力或力測(cè)量。監(jiān)測(cè)基樁10的基樁驅(qū)動(dòng)一個(gè)優(yōu)選方法的流程圖顯示于圖5中。SGl及SG2表示第一及第ニ張カ計(jì)20、24。
起因于基樁設(shè)計(jì)變化的不同剖面面積14也可用于比較。舉例而言，若圖I中指出的位于張カ計(jì)20、24處的區(qū)域14變化，這可通過使用每個(gè)位置的實(shí)際剖面面積來說明。在具有實(shí)心尖端的空隙樁(voided piles)的情形下，也可能使用単獨(dú)的及平均的張カ計(jì)測(cè)量而不是單ー質(zhì)量中心的參考測(cè)量。也有可能是空隙尖端條件與其它組合。控制器40中的比較會(huì)檢查獨(dú)立張力/力測(cè)量之間是否在可接受的范圍內(nèi)(說明以上所述的狀況)。驅(qū)動(dòng)期間的靜態(tài)預(yù)負(fù)載壓カ參考等級(jí)的測(cè)量到的偏移或損失指出來自經(jīng)預(yù)壓カ處理的繩12的混凝土材料的可能分離。不能由張カ波下-上重迭解釋的明顯高于張カ讀值的預(yù)期差異可以指出由于受損害的基樁尖端22 (例如圖2中所示的斷裂18)的剖面區(qū)域中傷害引起的改變。在任何情況下，經(jīng)診斷或報(bào)告為潛在的基樁尖端22故障。
來自具有長度80呎及尺寸d為24吋的基樁的測(cè)試數(shù)據(jù)顯示于圖6及圖7中。為尖端張カ計(jì)20指出來自靜態(tài)預(yù)負(fù)載張カ的張カ差異，并在約900鑄疵(blow)處顯示急速下降(下降實(shí)際開始為每一追蹤數(shù)據(jù)的鑄疵892)。在約1200鑄疵處總尖端故障變得明顯。圖7的波速測(cè)量也指出在同一點(diǎn)波速急速下降，相信是初始斷裂開始。本系統(tǒng)使用尖端張カ計(jì)20處的差動(dòng)預(yù)壓力張カ測(cè)量，比先前系統(tǒng)提早25%預(yù)測(cè)到故障。這表示基樁已可較早被抽出并置換，或者提早不連續(xù)地驅(qū)動(dòng)，可能省去新基樁，節(jié)省時(shí)間與花費(fèi)。本系統(tǒng)以其最簡單的觀念使用兩個(gè)嵌入的張カ計(jì)20、24，優(yōu)選地具有內(nèi)部連接至外部可接近的低輪廓注滿安裝的儲(chǔ)存盒28的共置調(diào)整電子器件，所述儲(chǔ)存盒28位于距離基樁頂部30下方接近兩倍直徑處的基樁面上，以接受自驅(qū)動(dòng)儀表信號(hào)及無線數(shù)據(jù)接ロ模塊42?？蛇x地，另ー個(gè)加速度計(jì)可位于尖端張カ計(jì)20或參考張カ計(jì)24下方，其可與模塊42中的基樁10的頂部處的加速度計(jì)38結(jié)合使用，用于波速監(jiān)測(cè)或額外波力學(xué)計(jì)算的改良精確度?；蛘撸铀俣扰c速度可由控制器40使用位于相隔X-d固定距離的張カ計(jì)20、24產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、或自其中ー個(gè)張カ計(jì)使用樁的頂部反射表面以及至張カ計(jì)的已知距離導(dǎo)出。優(yōu)選地使用包含傳送器36的自驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)接ロ模塊42 (或者可選地，傳送器或無線電可嵌入基樁中)將來自內(nèi)部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)從基樁10傳送至控制器40，所述控制器40可以是由基樁檢查員操作的手持或可攜式計(jì)算機(jī)裝置，來計(jì)數(shù)、記錄及顯示槌打沖程、鑄疵以及每單位取代的鑄疵、在基樁尖端22處的測(cè)量到的動(dòng)態(tài)取代、在基樁頂部使用包括基樁止點(diǎn)的加速度計(jì)38的測(cè)量取代、測(cè)量到的峰值及剩余尖端壓力、測(cè)量到的基樁10張カ壓力、以及追蹤與記錄基樁穿透并測(cè)量、追蹤并記錄波速，且作為電子記錄裝置以用于產(chǎn)生基樁安裝與質(zhì)量保證。在基樁止點(diǎn)狀況的即將發(fā)生例子或事件中、或者若(通過波速及壓カ及差動(dòng)張力/壓カ監(jiān)測(cè)的組合)檢測(cè)到潛在的基樁或基樁尖端故障，則控制器40也主動(dòng)地示意檢查者。由于無線數(shù)據(jù)接ロ模塊42是可移除且可再利用的，與先前的內(nèi)部裝有儀器并被監(jiān)測(cè)的基樁相比減少了制造基樁的成本。作為另ー個(gè)好處，所述系統(tǒng)也提供張カ負(fù)載及預(yù)壓カ潛在損失正好超過基樁安裝的建造后監(jiān)測(cè)，并提供通過連接長期監(jiān)測(cè)裝置或與張カ計(jì)20及/或24的連接的長期監(jiān)測(cè)的能力，以檢測(cè)測(cè)量到的張カ的改變或損失。這可以指出因內(nèi)部繩腐蝕或取決于狀況的侵蝕的脫層(de-lamination)。張カ計(jì)20、24也提供對(duì)于包括增加測(cè)量數(shù)據(jù)完整性的某些程度的保留的垂直負(fù)載分布/負(fù)載轉(zhuǎn)移的洞察力。
在本發(fā)明另一替代實(shí)施例中，如圖I中指出的，優(yōu)選地沿著ー個(gè)或兩個(gè)張カ計(jì)20、24提供內(nèi)部溫度傳感器50、52。如圖4A所示，溫度傳感器54也位于記錄模塊42’中，所述記錄模塊42’包括處理器44、非易失存儲(chǔ)器、溫度傳感器54以及電池58。記錄模塊42’在基樁制造之前被連接至儲(chǔ)存盒28中。溫度傳感器50、52、54允許差動(dòng)消除輪廓由處理器記錄/產(chǎn)生，且處理器也在繩12被切斷的時(shí)候測(cè)量并記錄基樁預(yù)壓力。與測(cè)量預(yù)壓カー起造成的差動(dòng)消除輪廓可被儲(chǔ)存在位于基樁10中的非易失存儲(chǔ)器56中，例如具有其中ー個(gè)張カ計(jì)20、24調(diào)整電子器件，或者作為安裝為儲(chǔ)存盒28的一部份的固定存儲(chǔ)器。此外，基樁10的尺寸詳細(xì)數(shù)據(jù)及伴隨獨(dú)特基樁10序列號(hào)的任何傳感器校正數(shù)據(jù)也可被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器56中。然后這個(gè)數(shù)據(jù)在安裝基樁10的期間被特定基樁10的數(shù)據(jù)接ロ模塊42的控制器40輕易地利用。在基樁安裝期間，如以上所提到的，數(shù)據(jù)接ロ模塊42接合于儲(chǔ)存盒28中，且控制 器40能接入存儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)器56中的基樁10獨(dú)特序列號(hào)、制造及傳感器取代尺寸、消除輪廓結(jié)果、傳感器校正數(shù)據(jù)及基樁10預(yù)壓力，其與產(chǎn)生壓力/張カ監(jiān)測(cè)設(shè)置點(diǎn)及限制結(jié)合使用，以及檢查數(shù)據(jù)趨勢(shì)與關(guān)聯(lián)。也可能在數(shù)據(jù)接ロ模塊42中只包括溫度傳感器54，使得不需要分開的記錄模塊42’且數(shù)據(jù)接ロ模塊42可具有兩種功能。假如符合成本效益，記錄模塊42’的處理器44與非易失存儲(chǔ)器組件可以包含于儀表調(diào)整電子器件(加入伴隨儲(chǔ)存盒28的溫度傳感器54以繼續(xù)提供消除監(jiān)測(cè)功能)，造成記錄模塊42’只包括可移除電池。本發(fā)明可與利用驅(qū)動(dòng)條件驅(qū)動(dòng)基樁安裝的傳統(tǒng)方法一起使用。一但驅(qū)動(dòng)條件被可得自受讓人的完全受監(jiān)測(cè)的基樁10建立，也可能在某些被用在特定位置的基樁中使用較少的硬件?？刂破?0可追蹤相對(duì)于用戶輸入?yún)⒖几叨葦?shù)據(jù)的基樁10 (絕對(duì))尖端高度，以及相對(duì)于參考高度的動(dòng)態(tài)用戶記錄基樁穿透數(shù)據(jù)。一旦達(dá)到用戶輸入的(也是指定的驅(qū)動(dòng)條件)最小基樁10尖端高度，控制器40會(huì)通知操作者何時(shí)滿足驅(qū)動(dòng)條件或基樁止點(diǎn)指定的用戶輸入(沖程補(bǔ)償)鑄疵計(jì)數(shù)狀況需求。可能使用如以加速度計(jì)38在基樁頂部測(cè)量的最大力(peak force)導(dǎo)出的速度乘上基樁阻抗來將用于老化基樁避震的效果關(guān)于槌打能量轉(zhuǎn)移效能正?；?。一旦使用系統(tǒng)設(shè)備檢測(cè)到最小基樁10尖端高度及沖程補(bǔ)償鑄疵計(jì)數(shù)需求或基樁止點(diǎn)滿足AND無錯(cuò)誤(AND no fault)狀況，則確認(rèn)基樁安裝為成功完成。
可在控制器40上提供一種簡單的(暗)-紅-黃-綠光通知方案；每ー種燈光代表
錯(cuò)誤(損害)-暗/紅 壓カ-緑/黃/紅
最小尖端高度-暗/黃(關(guān)閉)/綠(滿足)
鑄疵計(jì)數(shù)(沖程補(bǔ)償)-暗/黃(關(guān)閉)/綠(滿足)
基樁止點(diǎn)-暗/緑
其中緑色指示一切良好，黃色指示/警示安裝點(diǎn)/限制的方法，紅色指示問題。它們會(huì)自動(dòng)地以連續(xù)方式通知操作者以簡化結(jié)果解釋。目標(biāo)將是不再有錯(cuò)誤燈光亮起，且在安裝進(jìn)行至完成時(shí)所有保留的燈光轉(zhuǎn)為(保持)緑色(3個(gè)綠燈)，伴隨基樁止點(diǎn)與鑄疵計(jì)數(shù)其中之一。 上述系統(tǒng)不受其配置之限制，且本發(fā)明范圍內(nèi)的許多方法可產(chǎn)生類似結(jié)果。結(jié)果，本發(fā)明獨(dú)特地適于提供使用現(xiàn)有測(cè)試方法不可實(shí)現(xiàn)的質(zhì)量控制等級(jí)。
在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例被詳細(xì)敘述的同時(shí)，本發(fā)明不限于上述的特定實(shí)施例，其應(yīng)僅視作示范?？砂l(fā)展本發(fā)明的進(jìn)一部修改與延伸，且所有如此修改視為在如所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基樁，包括 基粧繩； 位于所述繩周圍的混凝土，其形成混凝土樁核心； 第一張カ計(jì)及第ニ張カ計(jì)，設(shè)置在靠近且在樁尖端處的所述樁核心中，所述第一張カ計(jì)位于離所述尖端距離d處，所述第二張カ計(jì)安置為與所述樁尖端共線、且離所述樁尖端已知且受控制的距離X處； 傳送器，連接至所述基樁，適于傳輸來自所述張カ計(jì)的獨(dú)立張カ計(jì)測(cè)量；以及控制器，其適于接收來自所述第一張カ計(jì)及所述第二張カ計(jì)的信號(hào)、并將所述信號(hào)與所述土樁中驅(qū)動(dòng)前及/或期間建立的靜止預(yù)負(fù)載壓カ等級(jí)進(jìn)行比較以及將動(dòng)カ測(cè)量與預(yù)期的范圍進(jìn)行比較，以評(píng)估基樁頂部完整性。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基樁，其中所述受控制的距離X小于所述土樁長度的50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基樁，還包括與所述張カ計(jì)以及所述傳送器連接的自驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)收集器/信號(hào)調(diào)節(jié)機(jī)，所述自驅(qū)動(dòng)進(jìn)數(shù)據(jù)收集器/信號(hào)調(diào)節(jié)機(jī)以及所述傳送器可移除地位于所述土樁的頂部處的儲(chǔ)藏盒中。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基樁，其中所述控制器適于使用來自所述第一張カ計(jì)及所述第二張カ計(jì)的信號(hào)、以及與整個(gè)基樁長度有關(guān)的所述距離d以及所述受控制的距離X、或者使用距離所述基樁頂部已知距離與所述基樁連接的加速度計(jì)來確定通過所述基樁的波速的時(shí)間或相位延遲。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基樁，其中所述控制器適于針對(duì)基樁驅(qū)動(dòng)鑄疵將來自所述第一張カ計(jì)的動(dòng)態(tài)尖端壓カ與起始預(yù)負(fù)載靜態(tài)壓カ以及與來自所述第二張カ計(jì)的動(dòng)態(tài)壓力進(jìn)行比較，來確定差動(dòng)尖端靜態(tài)壓力以及差動(dòng)動(dòng)態(tài)參考?jí)毫Α?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基樁，其中所述控制器適于對(duì)照已知限制來檢查所述差動(dòng)尖端靜態(tài)壓力以及所述差動(dòng)參考?jí)毫Α?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基樁，其中所述控制器適于計(jì)算基樁驅(qū)動(dòng)鑄疵的整體基樁壓力。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基樁，其中所述控制器適于針對(duì)基樁驅(qū)動(dòng)鑄疵將來自所述第一張カ計(jì)的動(dòng)態(tài)尖端壓カ與來自所述第二張カ計(jì)的動(dòng)態(tài)壓カ進(jìn)行比較，來確定差動(dòng)動(dòng)態(tài)壓力。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基樁，還包括位于所述基樁中的存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器適于存儲(chǔ)所述土樁中測(cè)量到的預(yù)壓力、土樁尺寸、量測(cè)計(jì)校正數(shù)據(jù)以及獨(dú)特土樁標(biāo)識(shí)的至少其中之一 O
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基樁，還包括連接至所述土樁的加速度計(jì)。
11.ー種在驅(qū)動(dòng)期間監(jiān)測(cè)土樁的方法，包括 提供基樁，所述基樁包括基樁繩、混凝土、第一張カ計(jì)及第ニ張カ計(jì)、與所述基樁連接的傳送器、以及控制器，所述混凝土位于所述繩周圍形成混凝土樁核心，所述第一張カ計(jì)及所述第二張カ計(jì)設(shè)置在靠近且在樁尖端處的所述樁核心中，所述第一張カ計(jì)安置為離所述尖端距離d處，所述第二張カ計(jì)安置為與所述樁尖端共線、且離所述樁尖端已知且受控制的距離X處，所述已知且受控制的距離小于所述土樁長度的50%，所述傳送器適于傳輸來自所述張カ計(jì)的獨(dú)立張カ計(jì)測(cè)量，所述控制器適于接收來自所述第一張カ計(jì)及所述第二張カ計(jì)的信號(hào)； 提供關(guān)于X、d、所述土樁長度以及量測(cè)計(jì)校正數(shù)據(jù)與獨(dú)特土樁標(biāo)識(shí)至少其中之一的數(shù)據(jù)給所述控制器； 測(cè)量所述第一張カ計(jì)及所述第二張カ計(jì)處的預(yù)負(fù)載靜態(tài)壓カ； 將來自所述第一張カ計(jì)及所述第二張カ計(jì)的壓カ數(shù)據(jù)傳送至所述控制器，以用于基樁驅(qū)動(dòng)鑄疵； 使用所述控制器以將來自所述第一張カ計(jì)的動(dòng)態(tài)尖端壓カ與所述預(yù)負(fù)載靜態(tài)壓カ以及與來自所述第二張カ計(jì)的動(dòng)態(tài)壓力進(jìn)行比較來確定差動(dòng)尖端靜態(tài)壓カ以及差動(dòng)動(dòng)態(tài)壓力、并對(duì)照已知限制來檢查所述差動(dòng)尖端靜態(tài)壓力以及所述差動(dòng)動(dòng)態(tài)壓力，來評(píng)估基樁尖端完整性；以及 若超過所述限制，則提供信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括 使用所述控制器來計(jì)算整體基樁壓カ并檢查所述整體基樁壓カ是否在可接受的壓カ范圍內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括 使用所述控制器以利用所述第一張カ計(jì)、所述第二張カ計(jì)及連接至所述土樁的加速度計(jì)中至少其中之一的所述信號(hào)、以及關(guān)于X、d、所述土樁長度以及所述加速度計(jì)與所述土樁頂部的距離的所述數(shù)據(jù)來計(jì)算沖擊波傳播速度，并比較所述沖擊波傳播速度與所述波速差值限制。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括 使用所述控制器來計(jì)算、記錄并顯示每個(gè)基樁驅(qū)動(dòng)鑄疵的沖程數(shù)據(jù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括 使用所述控制器利用視覺指示符以用信號(hào)通知操作者狀態(tài)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述視覺指示符包括在所述差動(dòng)尖端靜態(tài)壓力或所述差動(dòng)動(dòng)態(tài)壓力超過所述已知限制時(shí)點(diǎn)亮紅色指示燈光。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括 使用所述控制器利用用戶輸入取代以及參考高度數(shù)據(jù)來追蹤基樁尖端高度。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括 使用所述控制器以計(jì)算高峰カ轉(zhuǎn)移與沖程，來評(píng)估基樁避震轉(zhuǎn)移效能以及取得沖程補(bǔ)償數(shù)值。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括 使用來自所述第二張カ計(jì)的所述信號(hào)作為向下及向上反射沖擊波的非重迭峰部分的參考。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括 使用所述張カ計(jì)其中之一以測(cè)量來自所述土樁的頂部反射表面的波速。
全文摘要
提供一種基樁，具有安裝在靠近且在樁尖端處的樁核心中的第一及第二張力計(jì)。第二張力計(jì)安置為基樁共線、且在基樁上離第一張力計(jì)已知且受控制的距離。進(jìn)行獨(dú)立張力計(jì)測(cè)量并將其傳送至控制器，控制器接收來自張力計(jì)的信號(hào)并將信號(hào)與在鑄造之后以及基樁設(shè)置之前初始建立的靜態(tài)預(yù)壓力等級(jí)進(jìn)行比較。對(duì)照預(yù)期范圍來檢查動(dòng)力測(cè)量，以評(píng)估基樁尖端完整性與其它參數(shù)。
文檔編號(hào)E02D31/02GK102725453SQ201080051546
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日
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