建筑構(gòu)件安裝的裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種將建筑構(gòu)件，例如樁（2）和隧道部件安裝到地層中的裝置（1），該裝置包括這樣的建筑構(gòu)件（2）。兩個(gè)或多個(gè)用于將擊打發(fā)送到構(gòu)件（2）的沖擊式打樁機(jī)（3）被安裝或可操作連接在構(gòu)件（2）上。采用本發(fā)明，大型構(gòu)件可以通過(guò)多個(gè)相對(duì)較小的沖擊式打樁機(jī)來(lái)安裝，所述大型部件，例如用于風(fēng)輪機(jī)的單樁，其可包括直徑超過(guò)5米的鋼管，乃至隧道部件。
【專利說(shuō)明】建筑構(gòu)件安裝的裝置與方法
[0001 ] 本分案申請(qǐng)是基于中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?00580024734.2 (國(guó)際申請(qǐng)?zhí)朠CT/EP2005/053638)、發(fā)明名稱“建筑構(gòu)件安裝的裝置與方法”、申請(qǐng)日為2005年7月26日的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種將建筑構(gòu)件安裝到地層中的裝置與方法，所述建筑構(gòu)件例如為樁，特別是直徑超過(guò)5米的單樁和隧道部件，所述裝置包括這樣的建筑構(gòu)件和沖擊式打樁機(jī)。本發(fā)明還涉及一種將要安裝在建筑構(gòu)件上或與其可操作連接的組件。
【背景技術(shù)】
[0003]將建筑構(gòu)件安裝到地層中的裝置通常人所共知。例如，歐洲專利申請(qǐng)0095801公開(kāi)了 一種液壓打樁機(jī)，這種打樁機(jī)包括殼體，其中安裝有往復(fù)運(yùn)動(dòng)的沖擊重錘。
[0004]US3, 595，324公開(kāi)了一種打樁機(jī)，這種打樁機(jī)包括多個(gè)擊錘和一個(gè)普通砧臺(tái)，其調(diào)準(zhǔn)襯墊位于擊錘和砧臺(tái)之間。打樁機(jī)還包括用于調(diào)整擊錘操作相位的裝置、用于補(bǔ)償未定相擊錘操作效果的裝置、和/或兩者的組合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是改進(jìn)根據(jù)開(kāi)始段落的裝置。
[0006]為此，根據(jù)本發(fā)明的裝置的特征在于，兩個(gè)或多個(gè)用于對(duì)構(gòu)件發(fā)出擊打的沖擊式打樁機(jī)被安裝在所述構(gòu)件上或與其可操作地連接。優(yōu)選的是各個(gè)打樁機(jī)都具有90 - 3200千焦范圍的最大擊打能量，更優(yōu)選的范圍是90 — 900千焦，最優(yōu)選的范圍是150 - 750千焦。
[0007]采用本發(fā)明，大型構(gòu)件可以通過(guò)多個(gè)相對(duì)較小的沖擊式打樁機(jī)來(lái)安裝，所述大型構(gòu)件，例如用于風(fēng)輪機(jī)的單樁，其主要可包括直徑超過(guò)5米的鋼管，乃至隧道部件。
[0008]此外，在大型工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，通常要有至少一臺(tái)備用打樁機(jī)。采用本發(fā)明，一臺(tái)或兩臺(tái)相對(duì)較小的備用打樁機(jī)，與一臺(tái)很大的備用打樁機(jī)相對(duì)比，足以滿足要求，結(jié)果取得巨大節(jié)約和非常簡(jiǎn)單的操作。
[0009]優(yōu)選的是，每個(gè)沖擊式打樁機(jī)都包括單獨(dú)的砧臺(tái)，用于將擊打能量從各自的沖擊式打樁機(jī)傳輸?shù)綐?gòu)件，此后將有可能安裝大型構(gòu)件而不需要同樣大的砧臺(tái)。直徑例如為5米或更大的砧臺(tái)難以制造和操作。此外，似乎是兩個(gè)或更多較小的砧臺(tái)比一個(gè)較大的砧臺(tái)更能高效地傳輸擊打能量。
[0010]至少對(duì)于對(duì)稱的建筑構(gòu)件，更加優(yōu)選的是，沖擊式打樁機(jī)全部具有相同的或基本相同的最大擊打能量和/或均勻地分布在構(gòu)件的周圍或邊緣上。
[0011]此外優(yōu)選的是，沖擊重錘中的至少一個(gè)、優(yōu)選為每個(gè)的中心軸線與砧臺(tái)覆蓋的構(gòu)件壁部的大部分橫截面的相關(guān)局部中心對(duì)齊。正確對(duì)齊的沖擊重錘會(huì)減少構(gòu)件中的彎曲力并由于這種彎曲力而導(dǎo)致減少所謂的“壽命損耗”。[0012]盡管異步打樁是有效的，例如在土壤阻力低的地區(qū)或作用在樁上的力可能相對(duì)較小的時(shí)候，但通常優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的裝置仍要包括控制系統(tǒng)，使發(fā)送到構(gòu)件的擊打同步，優(yōu)選在10毫秒內(nèi)，更優(yōu)選在5毫秒內(nèi)，最優(yōu)選在2毫秒內(nèi)。通過(guò)使擊打同步，壽命損耗進(jìn)一步減少，而且使擊打的能量更高效地傳遞到構(gòu)件。
[0013]本發(fā)明還涉及一種安裝在建筑構(gòu)件上或與其可操作連接的組件，例如樁，特別是直徑超過(guò)5米的單樁或隧道部件，該組件包括兩臺(tái)或更多臺(tái)安裝在共用機(jī)架上的沖擊式打樁機(jī)，所述機(jī)架優(yōu)選地可根據(jù)構(gòu)件的尺寸進(jìn)行調(diào)整。
[0014]本發(fā)明還涉及一項(xiàng)將象樁或隧道部件這樣的建筑構(gòu)件安裝到地層中的方法，該方法包括步驟:
[0015]一使構(gòu)件處于適當(dāng)?shù)奈恢茫?br> [0016]一將兩臺(tái)或更多臺(tái)沖擊式打樁機(jī)分別安裝或可操作地連接在構(gòu)件上，
[0017]一通過(guò)同時(shí)操作兩臺(tái)或多臺(tái)沖擊式打樁機(jī)將構(gòu)件打入地層中。
[0018]優(yōu)選的是使擊打同步在10毫秒之內(nèi)，優(yōu)選為5毫秒，更優(yōu)選為2毫秒。
[0019]現(xiàn)在參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，附圖示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的優(yōu)選示例。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是根據(jù)本發(fā)明的裝置的透視圖，該裝置包括四個(gè)安裝在單樁上的液壓打樁機(jī)。
[0021]圖2概略示出用于使打樁機(jī)發(fā)出的擊打同步的裝置。
[0022]圖3概略示出另一用于使打樁機(jī)發(fā)出的擊打同步的裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0023]該優(yōu)選裝置I包括:基礎(chǔ)構(gòu)件，在此例中，是用于風(fēng)輪機(jī)的、所謂垂直單樁2，該樁2由直徑為6米的鋼管構(gòu)成；和四個(gè)獨(dú)立的液壓打樁機(jī)3，所述打樁機(jī)3均勻地分布在樁的上緣之上，例如相隔90°。液壓打樁機(jī)3在本領(lǐng)域人所共知，并且包括殼體4，其上端設(shè)有吊環(huán)5，用于通過(guò)起重機(jī)升降和操縱打樁機(jī)3，并使安裝其上的沖擊重錘進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。有關(guān)這些打樁機(jī)的詳情可進(jìn)一步參考?xì)W洲專利申請(qǐng)0095801。優(yōu)選的打樁機(jī)是S — 90至S —900和SC— 110至SC — 250擊錘，購(gòu)自IHC Hydrohammer B.V.。在此具體示例中，采用了S - 280。
[0024]打樁機(jī)3單獨(dú)地安裝在樁2上。然而，也有可能通過(guò)機(jī)架(未示出)使打樁機(jī)相互連接，該機(jī)架可根據(jù)樁的尺寸調(diào)整并且包括例如兩個(gè)交叉的伸縮梁。在這種情況下，可將打樁機(jī)和機(jī)架組件安裝在已經(jīng)在適當(dāng)位置的樁上，或者使打樁機(jī)、機(jī)架和樁的組件成整體在適當(dāng)位置上。
[0025]而且，打樁機(jī)3通過(guò)液壓連接器6連接到安裝在機(jī)架上的兩個(gè)液壓源(未示出)上，優(yōu)選所謂的動(dòng)力單元，例如兩個(gè)P — 1600W,購(gòu)自IHC Hydrohammer B.V.。上部和下部連接件7形成為殼體4的整體部分，可用于將打樁機(jī)3緊固在導(dǎo)向器引導(dǎo)件或所述機(jī)架上。也有可能代之以將所有打樁機(jī)連接到單個(gè)壓力源上或者將每個(gè)打樁機(jī)連接到單獨(dú)的壓力源上。
[0026]每個(gè)打樁機(jī)3的下端通過(guò)法蘭8和螺栓連接到U形樁套9和象那些打板樁時(shí)所用的砧臺(tái)10上，所述樁套9適合于鄰接樁2的壁部的兩側(cè)。砧臺(tái)10沿樁2的上緣的切線方向相對(duì)較長(zhǎng)，以便將打樁機(jī)3發(fā)出的擊打能量有效地傳遞到樁2。
[0027]在操作期間，樁2相對(duì)于地層定位，各個(gè)打樁機(jī)3安裝在樁2上，而后依靠擊打?qū)?打入地面內(nèi)，所述擊打通過(guò)控制單元同步在5毫秒以內(nèi)。
[0028]同步可以通過(guò)幾種方法獲得。例如通過(guò)將傳感器，象接近開(kāi)關(guān)(優(yōu)選)、液壓計(jì)或加速表，分別設(shè)置在各個(gè)打樁機(jī)上，將打樁機(jī)其中之一指定為“主機(jī)”，而其它的打樁機(jī)指定為“副機(jī)”，計(jì)算或測(cè)量各個(gè)打樁機(jī)的沖擊時(shí)刻，通常以毫秒計(jì)算各個(gè)副機(jī)與主機(jī)沖擊時(shí)刻的差值，并根據(jù)計(jì)算出的差值調(diào)整副機(jī)的擊打定時(shí)。
[0029]在第一個(gè)和優(yōu)選的可替代實(shí)施例中，各個(gè)單獨(dú)打樁機(jī)的沖擊重錘所需的下落時(shí)間和發(fā)出的能量由數(shù)個(gè)升起高度確定。基于此種情況，控制單元將驅(qū)動(dòng)各個(gè)將被升起的重錘達(dá)到與重錘釋放的預(yù)選擊打能量和時(shí)間相對(duì)應(yīng)的高度，以使擊打基本同時(shí)產(chǎn)生。
[0030]在第二個(gè)可替代實(shí)施例中，如圖2所示，所有的打樁機(jī)3各包括沖擊重錘11，該重錘11可往復(fù)運(yùn)動(dòng)地安裝在殼體12內(nèi)，作為單個(gè)打樁機(jī)進(jìn)行控制，并且通過(guò)節(jié)流閥13、14與液壓控制系統(tǒng)相連。該系統(tǒng)包括:一個(gè)或多個(gè)液壓源15，高壓貯存器16，其通過(guò)第一閥17與各個(gè)打樁機(jī)3的壓力管線18相連；和低壓貯存器19，其通過(guò)第二閥20與各個(gè)打樁機(jī)3的回流管線21相連。當(dāng)?shù)谝婚y17開(kāi)啟時(shí)，加壓的液壓流體被分布在打樁機(jī)3的上方，因而沖擊重錘11被升起。節(jié)流閥13確?；镜攘康囊簤毫黧w以基本相等的速率流向各個(gè)打樁機(jī)3，因此使沖擊重錘11同步。當(dāng)?shù)谝婚y17關(guān)閉而第二閥20開(kāi)啟時(shí)，沖擊重錘11下落而且基本等量的液壓流體從各個(gè)打樁機(jī)3流出并穿過(guò)節(jié)流閥14，再次使沖擊重錘11同步。
[0031]在第三可替代實(shí)施例中，如圖3所示，節(jié)流閥已經(jīng)被同步液壓缸22取代，這樣使液壓控制系統(tǒng)與打樁機(jī)3液壓分離?；钊?3剛性地相互連接并且全部相對(duì)于各自的液壓缸22處于同一位置。此外，壓力和回流管線18、21設(shè)有止回閥24、25。當(dāng)?shù)谝婚y17開(kāi)啟時(shí)，加壓的液壓流體被分布在液壓缸22的上方，并且所有活塞23都移動(dòng)基本相等的距離。結(jié)果，液壓流體通過(guò)壓力管線18和止回閥24流到各個(gè)打樁機(jī)3中。剛性互連的活塞確?；镜攘康囊簤毫黧w以基本相等的速率流向各個(gè)打樁機(jī)3，因此使沖擊重錘11同步。當(dāng)?shù)谝婚y17關(guān)閉而第二閥20開(kāi)啟時(shí)，沖擊重錘11下落，并且基本等量的液壓流體從各個(gè)打樁機(jī)3中流出，全部以相等的速率向外推動(dòng)活塞23，因此再次使沖擊重錘11同步。
[0032]如果要求更精確的測(cè)量，例如如果基礎(chǔ)構(gòu)件比較易碎，象大型中空混凝土(單)樁，或是如果地層的天然狀態(tài)使打樁變得復(fù)雜，可以將象加速表和應(yīng)變儀這樣的傳感器設(shè)置在地基構(gòu)件本身上。用這些傳感器獲得的數(shù)據(jù)可以用來(lái)使擊打同步和計(jì)算傳送到構(gòu)件的能量的分布以及構(gòu)件中的彎曲力和由這種彎曲力導(dǎo)致的壽命損耗。
[0033]要注意的是，液壓打樁機(jī)特別適合用于根據(jù)本發(fā)明的裝置，因?yàn)橐簤毫黧w的流量和閥的定時(shí)，并由此各為撞錘的打擊(擊打能量)和頻率是相互獨(dú)立可調(diào)的，因此可以用于有效地使擊打同步和一致。
[0034]當(dāng)構(gòu)件，例如隧道部件要被傾斜或水平地打入地層時(shí)，優(yōu)選采用具有彈簧的打樁機(jī)，所述彈簧優(yōu)選為裝有壓縮氣體的相當(dāng)氣密的腔體，其與撞錘的一部分，優(yōu)選為其上表面流體連通。通過(guò)沿壓縮氣體的方向移動(dòng)撞錘，例如通過(guò)在壓力下的液體供應(yīng)源，在液壓打樁機(jī)中通常就是這樣，撞錘可以依靠壓縮氣體，例如以2g的加速度被連續(xù)加速，即使打樁機(jī)處于傾斜或水平狀態(tài)。此外，氣體中的壓力可用作控制沖擊時(shí)刻的另外參數(shù)，并由此用于使打樁機(jī)同步，和/或可以分別通過(guò)增加或減少氣體的壓力來(lái)增加或減少擊打能量。有關(guān)裝有所謂壓力罩的打樁機(jī)的細(xì)節(jié)也可參見(jiàn)歐洲專利申請(qǐng)0095801。
[0035]通過(guò)為砧臺(tái)設(shè)置所謂的緩沖墊以延長(zhǎng)擊打的持續(xù)時(shí)間可使同步更為方便，這本身為人所共知。這種緩沖墊的優(yōu)選材料是塑料和木材。
[0036]從上面的說(shuō)明中顯而易見(jiàn)，采用本發(fā)明，象用于風(fēng)輪機(jī)的單樁或甚至是隧道部件這樣的大型構(gòu)件可以通過(guò)多個(gè)相對(duì)較小的打樁機(jī)安裝。
[0037]本發(fā)明不限于上述的實(shí)施例，這些實(shí)施例可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)以多種方式改變。
[0038]例如，根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法可以用于將不對(duì)稱或非軸對(duì)稱的建筑構(gòu)件打入地層中。通過(guò)采用兩個(gè)或多個(gè)打樁機(jī)，可以將擊打發(fā)出的能量分布調(diào)整到不對(duì)稱或非軸對(duì)稱構(gòu)件的要求，所述要求是在形狀方面和質(zhì)量方面，例如如果構(gòu)件具有一個(gè)或多個(gè)相對(duì)較厚的部分。
[0039]此外，不使用全部具有相同最大擊打能量的沖擊式打樁機(jī)，而是使用具有不同最大擊打能量和例如操作同樣發(fā)出相等擊打的打樁機(jī)也是可能的。還要注意的是，在將構(gòu)件打入地層的過(guò)程中，構(gòu)件的取向可以通過(guò)發(fā)出不相等的擊打來(lái)校正。
【權(quán)利要求】
1.一種用于將建筑構(gòu)件安裝到地層中的裝置(1)，所述建筑構(gòu)件是直徑超過(guò)5米的單樁(2)或隧道部件，該裝置包括這樣的建筑構(gòu)件(2)，其特征在于，兩個(gè)或更多個(gè)用于將擊打發(fā)送到建筑構(gòu)件(2)的液壓沖擊式打樁機(jī)(3)被安裝在或可操作地連接在建筑構(gòu)件(2)上，每個(gè)液壓沖擊式打樁機(jī)具有的最大擊打能量的范圍為90-3200千焦，每個(gè)液壓沖擊式打樁機(jī)包括安裝在殼體(12)內(nèi)部的可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的沖擊重錘(11)，該裝置包括控制系統(tǒng)，用于使要發(fā)送到建筑構(gòu)件(2)的擊打同步，所述控制系統(tǒng)連接在所述液壓沖擊式打樁機(jī)(3)中的每一個(gè)上，并且適合于單獨(dú)地操作所述液壓沖擊式打樁機(jī)中的每一個(gè)，以使擊打同步在10毫秒內(nèi)，液壓沖擊式打樁機(jī)(3)中至少一個(gè)的擊打能量值和頻率是相互獨(dú)立可調(diào)的。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置(1)，其特征在于，每個(gè)沖擊式打樁機(jī)(3)具有最大的擊打能量的范圍為90-900千焦。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置(1)，其特征在于，每個(gè)沖擊式打樁機(jī)(3)具有最大的擊打能量的范圍為150-750千焦。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置(1)，其特征在于，每個(gè)沖擊式打樁機(jī)(3)包括單獨(dú)的砧臺(tái)(9)，用于將擊打能量從各個(gè)液壓沖擊式打樁機(jī)(3)傳輸?shù)浇ㄖ?gòu)件(2)上。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置(1)，其特征在于，砧臺(tái)(9)中的至少一個(gè)設(shè)有緩沖墊，以便延長(zhǎng)各個(gè)沖擊式打樁機(jī)(3)的擊打持續(xù)時(shí)間。
6.如權(quán)利要求1-5中任何一項(xiàng)所述的裝置(1)，其特征在于，液壓沖擊式打樁機(jī)(3)全部具有相同的或基本相同的最大擊打能量和/或均勻地分布在建筑構(gòu)件(2)的周圍或邊緣上。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置(I)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)適合于使擊打同步在5毫秒內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置(I)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)適合于使擊打同步在2毫秒內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1-5和7-8中任何一項(xiàng)所述的裝置(I)，其特征在于，控制系統(tǒng)適合于將打樁機(jī)其中之一指定為“主機(jī)”，而其它的打樁機(jī)指定為“副機(jī)”，計(jì)算或測(cè)量各個(gè)打樁機(jī)的沖擊時(shí)刻，通常以毫秒計(jì)算各個(gè)副機(jī)與主機(jī)沖擊時(shí)刻的差值，并根據(jù)計(jì)算出的差值調(diào)整副機(jī)的擊打定時(shí)。
10.如權(quán)利要求1-5和7-8中任何一項(xiàng)所述的裝置(I)，其中，用于使擊打同步的控制系統(tǒng)包括同步的液壓控制缸(22)或馬達(dá)。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置(I)，其特征在于，所述液壓控制缸裝有活塞(23)，該活塞已剛性互連。
12.一種安裝或者能操作連接在建筑構(gòu)件上的組件，其特征在于，所述組件包括兩個(gè)或更多個(gè)安裝在共用機(jī)架上的液壓沖擊式打樁機(jī)(3)，所述建筑構(gòu)件為直徑超過(guò)5米的單樁或隧道部件，每個(gè)液壓沖擊式打樁機(jī)具有的最大擊打能量的范圍為90-3200千焦，每個(gè)液壓沖擊式打樁機(jī)包括安裝在殼體(12)內(nèi)部的可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的沖擊重錘(11)，該組件包括控制系統(tǒng)，用于使要發(fā)送到建筑構(gòu)件(2)的擊打同步，所述控制系統(tǒng)連接在所述液壓沖擊式打樁機(jī)(3)中的每一個(gè)上，并且適合于單獨(dú)地操作所述液壓沖擊式打樁機(jī)中的每一個(gè)，以使擊打同步在10毫秒內(nèi)，其中液壓沖擊式打樁機(jī)(3)中至少一個(gè)的擊打能量值和頻率是相互獨(dú)立可調(diào)的。
13.如權(quán)利要求12所述的組件，其特征在于，機(jī)架能根據(jù)建筑構(gòu)件(2)的尺寸調(diào)整。
14.一種用于將建筑構(gòu)件(2)安裝到地層中的方法，所述建筑構(gòu)件是直徑超過(guò)5米的單樁或隧道部件，該方法包括步驟: 一使建筑構(gòu)件(2)處于適當(dāng)?shù)奈恢茫? 一將兩臺(tái)或更多臺(tái)液壓沖擊式打樁機(jī)(3)分別安裝或能操作連接在建筑構(gòu)件(2)上，其中每個(gè)液壓沖擊式打樁機(jī)具有的最大擊打能量的范圍為90-3200千焦，每個(gè)液壓沖擊式打樁機(jī)包括安裝在殼體(12)內(nèi)部的可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的沖擊重錘(11)， 一通過(guò)控制系統(tǒng)同時(shí)操作兩臺(tái)或更多臺(tái)液壓沖擊式打樁機(jī)(3)來(lái)將建筑構(gòu)件(2)打入地層中，其中，所述控制系統(tǒng)用于使要發(fā)送到建筑構(gòu)件(2)的擊打同步，所述控制系統(tǒng)連接在所述液壓 沖擊式打樁機(jī)(3)中的每一個(gè)上，并且適合于單獨(dú)地操作所述液壓沖擊式打樁機(jī)中的每一個(gè)，以使擊打同步在10毫秒內(nèi)，其中液壓沖擊式打樁機(jī)(3)中至少一個(gè)的擊打能量值和頻率是相互獨(dú)立可調(diào)的。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述擊打被同步在5毫秒內(nèi)。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述擊打被同步在在2毫秒內(nèi)。
【文檔編號(hào)】E02D7/06GK103835293SQ201310665299
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2005年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2004年7月27日
【發(fā)明者】J·L·L·赫塞爾斯, R·J·范弗肯, A·范杜文博登 申請(qǐng)人:Ihc荷蘭Ie有限公司