提供一种基桩，具有安装在靠近且在桩尖端处的桩核心中的第一及第二张力计。第二张力计安置为基桩共线、且在基桩上离第一张力计已知且受控制的距离。进行独立张力计测量并将其传送至控制器，控制器接收来自张力计的信号并将信号与在铸造之后以及基桩设置之前初始建立的静态预压力等级进行比较。对照预期范围来检查动力测量，以评估基桩尖端完整性与其它参数。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
相关申请交叉參考 本申请主张于2009年11月13日提交的案号为61/260,995的美国临时申请的权益，其全部内容并入本文作为參考。本专利技术涉及混凝土桩以及具有预铸造于其中的量测计与传感器的结构。
技术介绍
受让人已开发出具有镶嵌在桩顶部及桩尖端的张カ计及加速度计的混凝土桩。也嵌入无线电以传送来自土桩的感测信号，使得土桩的驱动可在基桩安装期间被监测及/或控制。先前已知的土桩已叙述于U.S. 6,533,502 (其由佛罗里达大学开发并授权给受让人)以及US2006/0021447与US2007/0151103 (其由受让人开发)，其全部内容并入本文作为參考。受让人所制造的受监测土桩的测试已显示驱动时监测土桩以提供实时反馈给铁槌或起重机操作者的效能，从而选择性地控制锤打能量并最佳化基桩安装过程的效能。通过报告并提供材料中呈现的绝对允许张カ读值以及范围，此信息也被用作防止过度驱动及后续的基桩故障。然而，期望有进ー步的改善。直到现在，基桩监测已被设计或特别修改以评估驱动基桩的完整性，特别是在等级以下的土桩长度的安装过程期间。因为很多时间基桩尖端是暴露于很大的、可能造成伤害的驱动及剪力下，尤其是被驱动至较坚硬的材料时，因此这是很重要的；且，除了基桩移除之外，没有可实行的方法能以视觉检查基桩伤害。由于此原因，目前缺少视觉检查能力以及为了负载承载设计目的对基桩完整性的预期，需要一种在安装期间用于基桩尖端完整性监测的简单、成本低且自动化的方法。次外，鉴于对现在监测用于桥梁及其它结构所驱动的所有桩的向往，減少与监测所有桩相关的成本是有益的。
技术实现思路
提供一种基桩，具有安装在靠近且在土桩尖端处的土桩核心中的第一及第ニ张カ计。第二张カ计安置为基桩共线、且在基桩上离第一张カ计已知且受控制的距离。进行独立张カ计测量并将其传送至控制器，控制器接收来自张カ计的信号并将信号与在鋳造之后以及基桩设置之前初始建立并记录的静态预压カ等级进行比较。对照预期的绝对及相对/差动范围来检查动力測量，以评估基桩尖端完整性与其它參数。也提供一种在驱动期间监测根据本专利技术制造的土桩的方法。在此，提供关于X、d、基桩长度、以及可接受压カ范围、差动压カ限制或是波速范围及差动限制至少其中之一的数据给控制器。在第一及第ニ张カ计处测量预负载静态压力。将动态压カ数据从第一及第ニ张カ计传送至控制器以用于基桩驱动槌打铸疵。利用控制器，将来自第一张カ计的所得动态尖端压カ与參考预负载静态压カ以及与来自第二张カ计的对应动态參考压カ进行比较，以确定差动尖端静态压力偏移与差动參考压力。对照预定限制来检查这些，以评估基桩尖端完整性。若超过限制，则将信号提供给操作者。附图说明当结合附图阅读时，将更清楚了解上述
技术实现思路
以及本专利技术优选实施例的以下详细说明。为了说明本专利技术的目的，具有目前较佳的实施例显示于图中。然而，应了解的是，本专利技术不限于所示的精确设置。图I为根据本专利技术的基桩透视图。图2为图I的基桩的尖端末端的放大图，显示垂直断裂。图3为驱动期间的根据本专利技术的基桩的视图。 图4为可移除无线电模块的视图。图4A为可移除记录模块的视图。图5为监测基桩驱动的优选方法的流程图。图6及图7为显示基桩驱动期间收集的土桩数据的图式，其中使用本专利技术检测失败发生。具体实施例方式在以下叙述中仅为了方便但不视为限制而使用某些用词。术语“下方”、”上方”、“左”及“右”表明图式中參考的方向。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的任一者或它们的任意组合，其中A、B及C代表本专利技术的重要特征。此外，除非特别指出，术语“一”及“ー个”定义为包括ー或更多的參考项。參照图1，显示根据本专利技术的基桩10，通常利用经预压カ处理的绳12以已知方式形成，并具有经界定的剖面区域14。在鋳造之前，第一张カ计20安置在距离尖端末端22 —基桩直径d处，优选地在剖面区域14的中点。第二张カ计24安置在距离尖端22固定距离X处，固定距离X优选地小于50%的土桩长度。提供相等测量的张カ计20、24或张カ计共线地设置，并经由位于基桩中的线26连接至储藏盒28中，所述储藏盒28在接近顶部30处凹进基粧的一侧。在基桩10被鋳造及绳12被切断之后，对其自然鋳造状态而言，所形成的基桩预压力是向内拉的绳12的合力与分布在向外拉的混凝土的剖面区域14的均匀カ之间的平衡或均衡状态。两种相反的力最終会平衡并达到最終基桩预压力。在距离顶部或尖端小于2d处，不会完全形成基桩预压力，而因此，在张カ计20、24之间基于张カ计20在距离尖端Id的位置所测量的预压カ读值可能会有些微差距。如果任何事发生而打乱此平衡，会造成所测量的静态预压カ向上或向下改变。若基桩10经历垂直断裂18，參考图2，则影响剖面区域及后续平衡。在最低程度，(如观看至底部)基桩10的末端将具有至少两个区块14’、14”。对每个区块14’、14”所造成的预压カ将由区块剖面区域、以及存在或保留在区块14’、14”的绳12的数量来确定。如图2中所示，取决于以上的因素，任何相对于基桩尖端末端22的非対称断裂18将造成某种静态预压カ偏移。也可以由位于核心的測量系统检测对称断裂。所測量静态预压カ的完全损失表明基桩核心(绳12内測量系统的位置)可能或实际上完全从绳12分离。静态预压カ的完全损失是一种极端事件，由于大量驱动期间破碎基桩尖端末端22造成的大力波反射，其最终应产生较高的抗张压力。然而，根据本专利技术，静态预压カ的任何明显变化，特别是驱动期间压缩预负载的损失，被标注为包括垂直断裂18的基桩顶部损害的可能主要边缘指示符。然而，在基桩顶部的较大测量静态压缩カ(残留压カ)可能是基桩10的重量加上(图3中的16指出的)任何等级下的地表磨擦力的结果，所述地表摩擦力避免基桩10从基桩驱动铁锤32的捶打铸疵弹回。第二张カ计24处的静态压カ与第一张カ计20測量结果的比较帮助分辨出对照残留压カ状况征兆的基桩尖端损害。根据本专利技术，预压カ偏移量最后以更新的桩完整性因子来进行加权。在驱动过程期间，測量到的波速改变也可用于确定材料压カ状况的严重性。在本专利技术之前，利用常规的以及使用早期反射的存在指出基桩尖端末端损害的更传统方法是不可能检测垂直断裂18的。这似乎也是为什么比较结果与某些情况不太相关。高张カ状况造成的断裂典型地与垂直断裂具有正交方向，且不可能造成预压カ状况的改变。这些断裂类型也典型地发生在距离基桩尖端更高的基桩10中，且通常可使用传统的早期反射分析方法来检测。根据本专利技术最简单的形式，两个分开且独立的张カ计20、24位于/安装于桩核心靠近基桩尖端22及基桩尖端22处。第一张カ计20被安置为非常靠近桩尖端22，优选地在剖面区域14的中点处距离基桩尖端22 —直径d之内。第二张カ计24被安置为共线且在距离基桩10的尖端22上方已知且受控制的距离X处，在朝向基桩顶部30的方向通过第一张カ计20。此受控制的距离X优选地为与尖端22相距5至20呎，且更优选地为10至15呎。实际距离X将取决于基桩设计以考虑诸如基桩直径d及整体长度之类的因素而变化。本方法利用独立的张カ计測量与以距离尖端22最远的张カ计24为參考测量的(静态及动态两者的)相对比较結果。调整电子器件的张カ计20、24经由线26传送本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.13 US 61/260,9951.一种基桩，包括 基粧绳； 位于所述绳周围的混凝土，其形成混凝土桩核心； 第一张カ计及第ニ张カ计，设置在靠近且在桩尖端处的所述桩核心中，所述第一张カ计位于离所述尖端距离d处，所述第二张カ计安置为与所述桩尖端共线、且离所述桩尖端已知且受控制的距离X处； 传送器，连接至所述基桩，适于传输来自所述张カ计的独立张カ计測量；以及控制器，其适于接收来自所述第一张カ计及所述第二张カ计的信号、并将所述信号与所述土桩中驱动前及/或期间建立的静止预负载压カ等级进行比较以及将动カ測量与预期的范围进行比较，以评估基桩顶部完整性。2.根据权利要求I所述的基桩，其中所述受控制的距离X小于所述土桩长度的50%。3.根据权利要求I所述的基桩，还包括与所述张カ计以及所述传送器连接的自驱动数据收集器/信号调节机，所述自驱动进数据收集器/信号调节机以及所述传送器可移除地位于所述土桩的顶部处的储藏盒中。4.根据权利要求I所述的基桩，其中所述控制器适于使用来自所述第一张カ计及所述第二张カ计的信号、以及与整个基桩长度有关的所述距离d以及所述受控制的距离X、或者使用距离所述基桩顶部已知距离与所述基桩连接的加速度计来确定通过所述基桩的波速的时间或相位延迟。5.根据权利要求I所述的基桩，其中所述控制器适于针对基桩驱动铸疵将来自所述第一张カ计的动态尖端压カ与起始预负载静态压カ以及与来自所述第二张カ计的动态压力进行比较，来确定差动尖端静态压力以及差动动态參考压力。6.根据权利要求5所述的基桩，其中所述控制器适于对照已知限制来检查所述差动尖端静态压力以及所述差动參考压力。7.根据权利要求5所述的基桩，其中所述控制器适于计算基桩驱动铸疵的整体基桩压力。8.根据权利要求I所述的基桩，其中所述控制器适于针对基桩驱动铸疵将来自所述第一张カ计的动态尖端压カ与来自所述第二张カ计的动态压カ进行比较，来确定差动动态压力。9.根据权利要求I所述的基桩，还包括位于所述基桩中的存储器，所述存储器适于存储所述土桩中测量到的预压力、土桩尺寸、量测计校正数据以及独特土桩标识的至少其中之一 O10.根据权利要求I所述的基桩，还包括连接至所述土桩的加速度计。11.ー种在驱动期间监测土桩的方法，包括 提供基桩，所述基桩包括基桩绳、混凝土、第一张カ计及第ニ张カ计、与所述基桩连接的传送器、以及控制器，所述混凝土位于所述绳周围形成...
【专利技术属性】
技术研发人员：科特·何克特，
申请(专利权)人：美商智慧结构股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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