[go: up one dir, main page]

FI115071B - Method and apparatus for measuring distance - Google Patents

Method and apparatus for measuring distance Download PDF

Info

Publication number
FI115071B
FI115071B FI20021442A FI20021442A FI115071B FI 115071 B FI115071 B FI 115071B FI 20021442 A FI20021442 A FI 20021442A FI 20021442 A FI20021442 A FI 20021442A FI 115071 B FI115071 B FI 115071B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
pile
hammer
distance
measurement
measuring
Prior art date
Application number
FI20021442A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20021442A0 (en
FI20021442A (en
Inventor
Mikko Pasanen
Original Assignee
Mikko Pasanen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mikko Pasanen filed Critical Mikko Pasanen
Priority to FI20021442A priority Critical patent/FI115071B/en
Publication of FI20021442A0 publication Critical patent/FI20021442A0/en
Priority to AU2003255537A priority patent/AU2003255537A1/en
Priority to PCT/FI2003/000593 priority patent/WO2004013416A1/en
Publication of FI20021442A publication Critical patent/FI20021442A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI115071B publication Critical patent/FI115071B/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D13/00Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers
    • E02D13/06Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers for observation while placing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Placing Or Removing Of Piles Or Sheet Piles, Or Accessories Thereof (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Description

115071115071

MENETELMÄ JA LAITE ETÄISYYDEN MITTAAMISEKSIMETHOD AND APPARATUS FOR MEASURING DISTANCE

Keksinnön kohteena on menetelmä etäisyyden mittaamiseksi, erityisesti paalutus-koneen upotuslaitteella maahan tai veteen upotettavan paalun uppouman määrittämiseksi upotuksen aikana, jossa menetelmässä paalun uppouma määritetään paalu-5 tuskoneen yhteyteen sijoitetulla mittauslaitteistolla automaattisesti. Keksinnön kohteena on myös laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän soveltamiseksi, johon laitteeseen kuuluu mittaustulosten käsittely-yksikkö mittauslaitteella saatujen mittaustulosten käsittelemiseksi.The invention relates to a method for measuring distance, in particular to a pile machine submersible submersible submersible submersible submersible, during which the pile submersion is automatically determined by a measuring device placed in connection with the pile molding machine. The invention also relates to an apparatus for applying the method of claim 1, wherein the apparatus comprises a measurement unit for processing the measurement results obtained by the measuring apparatus.

Erilaisia rakennuksia ja rakennelmia perustetaan maahan upotettujen paalujen va-10 raan. Paalujen upottaminen tapahtuu tavallisimmin lyömällä tai kiertämällä. Maahan upotettavan paalun upottamiseen tarvittava voima ja energia kasvavat paalun uppouman kasvaessa. Tästä johtuen esim. paalutusvasaralla upotettavan paalun kantavuus voidaan määrittää mittaamalla paalutusvasaran iskuenergiaa ja sitä vastaavaa paalun uppouman muutosta. Nykyisissä paalutusvasaroissa iskuenergia pystytään 15 määrittämään iskemiseen käytettävän järkäleen liikenopeutta mittaamalla, kun tunnetaan järkäleen massa. Sen sijaan paalun uppouman muutos joudutaan edelleen määrittämään paalutusvasaran käyttäjän arviointiin perustuen tai manuaalisesti esim. vertaamalla paaluun tehdyn merkin liikkumista paalun viereen asetettavaan mitta-asteikkoon nähden. Tällä tavoin tapahtuva uppouman määritys on työlästä ja . . 20 hidasta sekä mittauksen aikana tapahtuvien arviointivirheiden mahdollisuus on suu- • ’: ri. Lisäksi näin tapahtuvasta mittauksesta johtuen paalun kantavuus saadaan selville ···: vasta lyöntien jälkeen. Tästä ja mahdollisista arviointivirheistä johtuen paalu lyö- .!: ‘ dään usein liian tiukkaan. Tämä voi aiheuttaa sen, että paaluun kohdistuva rasitus ’:: kasvaa upotuksen loppuvaiheessa liian suureksi tai että paalun pää osuu suunnitel- 25 tua syvyyttä syvemmällä olevaan peruskallioon, jolloin paalun vaurioitumisriski :' ‘ ‘; kasvaa. Näiden ongelmien poistamiseksi ja paalun upotussyvyyden mittauksen luo tettavuuden parantamiseksi on viime aikoina kehitelty joitakin automaattisia paalun : uppouman mittauslaitteita. Ne ovat periaatteessa sinänsä toimivia, mutta ra- ,···, kenteeltaan monimutkaisia ja hankalasti käytettäviä, koska niihin kuuluu paaluun 30 asennettavia mittausantureita, jotka on asennettava paalun ympärille ennen jokaisen :, ·.: paalun lyönnin aloittamista. Lisäksi nykyisin tunnettujen upotussyvyyden mittaus- ,.,: laitteiden käyttö ei ole useinkaan mahdollista hankalassa maastossa tai esim. kun : . . paaluja lyödään veden alla olevaan maaperään.Various buildings and structures are built on pile embedded in the ground. Piling is usually done by hitting or twisting. The power and energy required to immerse a submerged pile increases as the pile submersion increases. For this reason, for example, the bearing capacity of a pile to be immersed with a pile hammer can be determined by measuring the impact energy of the pile hammer and the corresponding change in pile displacement. In current piling hammers it is possible to determine the impact energy by measuring the velocity of the impacting cage, known as the mass of the cage. Instead, the change in pile displacement has to be further determined based on the evaluation of the pile hammer user or manually, for example, by comparing the movement of the pile mark with a scale to be placed next to the pile. Determining the displacement in this way is laborious and. . 20 slow, and the possibility of estimation errors during measurement is high. In addition, due to this measurement, the load bearing capacity of the pile is only determined after ···. Due to this and possible miscalculations, the pile is often struck too tight. This can cause the strain on the pile to become too large at the end of the dip or the end of the pile to hit a bedrock deeper than the intended depth, with the risk of pile damage: ''; grow. To eliminate these problems and to improve the reliability of pile immersion measurement, some automated pile displacement measuring devices have recently been developed. They are in principle functional in themselves, but they are ··· complex in their field and difficult to operate because they include pile-mounted measuring sensors that must be mounted around the pile before each pile is started. In addition, the use of currently known submersible depth measurement,.,: Devices is often not possible in difficult terrain or eg when:. . piles are struck in submerged soil.

• · ‘ Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä, jolla poistetaan edellä mainit- 35 tuja nykyisin tunnettuihin lyömällä upotettavan paalun uppouman mittausmenetelmiin liittyviä ongelmia. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin mene- 2 115071 telmä, jonka avulla paalutusvasaralla upotettavan paalun uppouma ja sen muutos saadaan mitattua automaattisesti ja reaaliaikaisesti paalun upotuksen aikana ilman hankalia, jokaista paalua varten erikseen tehtäviä esivalmistelutoimenpiteitä. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin rakenteeltaan yksinkertainen sekä luotetta-5 vasti ja tarkasti toimiva laite edellä mainitun menetelmän soveltamiseksi.It is an object of the present invention to provide a method for overcoming the above-mentioned problems associated with methods of measuring the displacement of a submerged pile by the prior art. In particular, it is an object of the invention to provide a method for automatically and real time measuring the displacement of a pile immersed in a pile hammer and its change during pile immersion without the hassle of having to prepare separately for each pile. It is a further object of the invention to provide a device of simple construction and reliable and accurate operation for applying the above method.

Keksinnön tarkoitus saavutetaan menetelmällä ja laitteella, jolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa.The object of the invention is achieved by a method and a device characterized by what is stated in the claims.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että upotuslaitteeseen kiinnitetyllä etäisyyden mittauslaitteella mitataan upotuslaitteen etäisyyttä vertailu-10 kohtaan nähden, ja että näin saaduista mittaustuloksista määritetään paalun uppouma. Tällaisen menetelmän mukaisella tavalla paalutusvasaralla lyömällä tai poraamalla upotettavan paalun uppouma ja sen muutos saadaan mitattua täysin automaattisesti, jolloin ei tarvita mittausasteikoiden avulla tapahtuvaa mittausta eikä työläitä ja hankalia esivalmistelutoimenpiteitä. Lisäksi tällaisen menetelmän avulla 15 mittaus saadaan tapahtumaan reaaliaikaisesti ja tarkasti sekä ilman manuaalisiin mittausmenetelmiin liittyviä virhemahdollisuuksia. Reaaliaikaisesti nähtävien mittaustulosten ansiosta paalun upottaminen voidaan lopettaa aina oikea-aikaisesti, jolloin vältytään paalun lyömiseltä liian syvälle ja siitä mahdollisesti aiheutuvalta paalun vaurioitumiselta.The method according to the invention is characterized in that the distance measuring device attached to the immersion device measures the distance of the immersion device relative to the reference point 10 and that the measurement results obtained thereby determine the pile displacement. In such a method, by drilling or drilling with a pile hammer, the displacement and displacement of the pile to be submerged can be measured completely automatically, eliminating the need for scaling and laborious and cumbersome preparation. In addition, such a method enables real-time and accurate measurement to be made and without the possibility of errors in manual measurement methods. Thanks to real-time measurement results, pile immersion can always be terminated in a timely manner, avoiding the pile being pushed too deep and the resulting damage to the pile.

20 Keksinnön mukaisen menetelmän edullisessa sovelluksessa paalutusvasaran etäi- i · syyttä vertailukohdasta mitataan kosketuksettomasti toimivalla etäisyyden mittaus- * * · laitteella. Kosketuksettomasti toimiva etäisyyden mittauslaite on nopea ja tarkka se- ....: kä rakenteeltaan yksinkertainen. Näin ollen se ei hidasta eikä millään tavoin rajoita : paalutusvasaran normaalia toimintaa. Lisäksi kosketuksettomasti toimivalla etäi- 25 syyden mittauslaitteella voidaan käyttää vertailukohtana myös nestemäisen tai kaasumaisen aineen muodostamia rajapintoja, kuten veden pintaa.In a preferred embodiment of the method of the invention, the distance of the pile hammer from the reference point is measured by a non-contact distance measuring device. The non-contact distance measuring device is fast and accurate and simple in design. Therefore, it does not slow down or limit in any way: the normal operation of the pile hammer. In addition, interfaces formed by a liquid or gaseous substance, such as a water surface, can also be used as a reference for a non-contact distance measuring device.

• ‘; Keksinnön mukaisen menetelmän toisessa edullisessa sovelluksessa etäisyyttä mi- • ’ ‘: tataan aaltoliikkeeseen perustuvalla etäisyyden mittauslaitteella. Tällä tavoin toimi vat mittauslaitteet ovat tarkkoja, pienikokoisia ja varmatoimisia. Lisäksi ne ovat 30 erittäin nopeita, joten niiden avulla etäisyyden mittaaminen pystytään tekemään re-; · ’ aaliaikaisesti, jolloin lyöntien oikea-aikainen lopettaminen on mahdollista.• '; In another preferred embodiment of the method according to the invention, the distance is measured by a distance-measuring device based on wave motion. Measuring devices that work in this way are accurate, compact and reliable. In addition, they are very fast so they can be used to measure distance; · “In real time, allowing timely stopping of beats.

• · ’ Keksinnön mukaisen menetelmän kolmannessa edullisessa sovelluksessa etäisyyttä mitataan paalutusvasaran lyönnin jälkeen ennen järkäleen uudelleen ylös nostamisen aloittamista. Maahan lyömällä tapahtuvassa paalutuksessa paalun uppoaminen 3 115071 tapahtuu vaiheittain. Kun mittaus tehdään edellä mainitulla hetkellä saadaan upotus-syvyyden mittaus tehtyä reaaliaikaisesti, koska silloin paalu on juuri liikahtanut lyönnin vaikutuksesta ja sen jälkeen tulee päättää aloitetaanko uusi lyönti vai lopetetaanko lyöminen, jos paalu on jo saavuttanut suunnitelman mukaiset parametrit 5 (vaatimukset). Lisäksi, kun mittaus tehdään heti lyönnin jälkeen jää mittaustulosten käsittely-yksikölle mahdollisimman paljon aikaa mittaustulosten käsittelyyn ja edellä mainitun päätöksen tekemiseen.In a third preferred embodiment of the method according to the invention, the distance is measured after striking the pile hammer before starting to raise the blade again. In the course of pile driving, the sinking of the pile 3 115071 takes place in stages. When the measurement is made at the above point, the immersion depth measurement can be done in real time, because then the pile has just been moved by the impact and then it has to be decided whether to start a new stroke or to stop striking if the pile has already reached the planned parameters 5 (requirements). In addition, when the measurement is made immediately after the shot, the measurement processing unit will have as much time as possible to process the measurement results and make the above decision.

Keksinnön mukaisen menetelmän neljännessä edullisessa sovelluksessa uppouma määritetään vähentämällä ennen lyöntien aloittamista saadusta mittaustuloksesta 10 lyöntien jälkeen saadut mittaustulokset, jolloin tuloksena saatava erotus on paalun uppouma paalutusvasaran lyöntien funktiona. Tällä tavoin lyömällä tapahtuvan upotuksen yhteydessä tehtyjen mittausten tuloksista pystytään määrittämään paalu-tusprosessin hallintaan liittyviä tunnuslukuja, kuten paalun uppouman muutos ja paalun uppouman muutoksen muutosnopeus, joiden avulla mm. paalun upottamisen 15 lopettamishetken päättäminen saadaan tapahtumaan helposti mittaustulosten käsittely-yksikön avulla automaattisesti tai muulla tavoin esim. järjestelmän antamaan hälytykseen perustuen.In a fourth preferred embodiment of the method according to the invention, the displacement is determined by subtracting the measurement results obtained after 10 strokes from the measurement before the strokes, whereby the resulting difference is the pile displacement as a function of the strokes of the pile hammer. From the results of measurements made in this way in the course of hammering, it is possible to determine parameters related to the piling process control, such as the pile displacement change and the pile displacement change rate. the completion of the pile dip 15 completion can be easily accomplished by the measurement processing unit, automatically or otherwise, e.g. based on an alarm provided by the system.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista se, että laitteeseen kuuluu upo-tuslaitteeseen kiinnitetty etäisyyden mittauslaite upotuslaitteen etäisyyden mittaami-20 seksi vertailukohdasta. Upotuslaitteeseen kiinnitetyn mittauslaitteen avulla voidaan • paalun yläpään sijainti määrittää vertailukohtaan nähden tarkasti paalutuskoneen ja ..li’ siihen kuuluvien osien asemasta ja mahdollisista liikkeistä riippumatta. Tämän an- .1*‘ siosta paalun uppouman määrittäminen onnistuu tarkasti ja reaaliaikaisesti, jolloin •:' ‘ i paalu saadaan upotettua maahan haluttuun syvyyteen aikaisempaa helpommin, no- 25 peammin ja riskittömämmin. Lisäksi tällaisen mittauslaitteen ansiosta mittaus saa-daan tapahtumaan täysin automaattisesti ilman nykyisten mittauslaitteistojen käyttöön liittyviä hitaita ja työläitä esivalmistelutoimenpiteitä.The device according to the invention is characterized in that the device comprises a distance measuring device attached to the immersion device for measuring the distance of the immersion device from the reference point. The measuring device attached to the submersible device can • accurately determine the position of the top of the pile relative to the reference point, irrespective of the position and possible movements of the pile machine and its components. This will allow accurate and real-time determination of pile displacement, allowing easier, faster and risk-less embedding of the pile into the desired depth. In addition, such a measuring device enables the measurement to be carried out completely automatically, without the slow and laborious preparation of the existing measuring equipment.

' ” Keksinnön mukaisen laitteen edullisessa sovelluksessa etäisyyden mittauslaite on ..: upotuslaitteen runkoon kiinnitetty kosketuksettomasti vertailukohdan etäisyyttä mit- 30 taava mittausanturi, joka on kytketty upotuslaitteeseen sijoitettuun mittaustulosten käsittely-yksikköön. Tällaista mittauslaitetta käytettäessä paalun uppouman mittaaminen saadaan tapahtumaan sopivin välein siten, että paalun upotuksen etenemistä : on helppo seurata, ja että sopiva upotuksen lopettamishetki voidaan määrittää luotettavasti, jolloin vältytään riskialttiilta liian syvälle upottamiselta. Lisäksi 35 mittaus saadaan tällaisessa laitteessa tapahtumaan halutulla hetkellä esim. paalutus-vasaran tapauksessa heti paalutusvasaran lyönnin jälkeen. Edelleen lisäksi koske- 4 115071 tuksettomasti toimivalle mittauslaitteelle riittää yleensä hyvin lyhyt mittausaika (esim. joitakin millisekunteja) sekä sillä saatu sähköinen mittaustulos on mahdollista siirtää erittäin nopeasti mittaustulosten käsittely-yksikölle. Näin ollen tällainen laite soveltuu erityisen hyvin mittauslaitteeksi paalutusvasaraan, koska sen ansiosta 5 paalun uppouman mittaaminen on mahdollista, vaikka paalun lyönti tapahtuu koko ajan maksimaalisella lyöntitaajuudella.In a preferred embodiment of the device according to the invention, the distance measuring device is: a measuring sensor for measuring the distance of the reference point, which is connected to the immersion device body, and is connected to a measuring unit for measuring results located in the immersion device. With such a measuring device, the pile immersion measurement is made at appropriate intervals so that the pile immersion progress is easy to follow, and the appropriate immersion termination time can be reliably determined, thus avoiding the risk of deep immersion. In addition, 35 measurements are made in such a device at a desired time, e.g. in the case of a pile-hammer, immediately after the pile-hammer is struck. Further, a very short measuring time (e.g., a few milliseconds) is usually sufficient for a non-contacting measuring device and it is possible to transfer the electrical measurement result obtained thereon very quickly to the measurement processing unit. Thus, such a device is particularly well suited as a measuring device for a pile hammer, because it allows the measurement of the displacement of a 5-pile, even though the pile is struck continuously at maximum stroke rate.

Keksinnön mukaisen laitteen toisessa edullisessa sovelluksessa etäisyyden mittauslaitteen ja paalutusvasaran välillä on vaimennettu kiinnityselin iskuista mittauslaitteeseen siirtyvien tärähdysten vaimentamiseksi. Mikäli mittauslaite on kiinnitetty 10 suoraan paalutusvasaran runkoon, saattavat lyönneistä aiheutuvat tärähdykset vaikuttaa mittaustuloksiin. Vaimennettu kiinnityselin vähentää tärähdyksistä aiheutuvia haitallisia vaikutuksia ja parantaa siten etäisyyden mittaustarkkuutta sekä uppouman määrityksen luotettavuutta. Lisäksi vaimennettu kiinnityselin vähentää lyöntien vaikutuksesta mittauslaitteeseen kohdistuvaa mekaanista rasitusta ja lisää siten mitta-15 uslaitteen kestoikää.In another preferred embodiment of the device according to the invention, the distance between the measuring device and the pile hammer is damped by a clamping element for damping vibrations transmitted to the measuring device by shocks. If the measuring device is attached directly to the body of the pile hammer, vibrations due to punches may affect the measurement results. The dampened mounting member reduces the adverse effects of vibrations, thereby improving the accuracy of distance measurement and the reliability of the displacement determination. In addition, the damped mounting member reduces the mechanical stress on the measuring device due to the impact, thereby increasing the life of the measuring device.

Keksinnön mukaisen laitteen kolmannessa edullisessa sovelluksessa laitteeseen kuuluu mittaushetken ajoituslaite sopivan mittaushetken määrittämiseksi. Paalutus-vasaran tapauksessa edullisin mittaushetki on heti lyönnin jälkeen, koska silloin jää eniten aikaa ennen seuraavaa lyöntiä. Ajoituslaitteella voidaan määrittää mittauksen 20 aloittamishetki luotettavasti ja helposti niin, että mittaus saadaan tapahtumaan edel-• " lä mainittuna ajankohtana. Tähän tarkoitukseen soiva ajoituslaite on esim. kiihty- ..!: ’ vyysanturi, joka antaa mittaustulosten käsittely-yksikölle jännitepulssin, kun paalu- . i: ‘ tusvasaran järkäle iskeytyy paalun yläpäätä vasten.In a third preferred embodiment of the device according to the invention, the device comprises a measuring moment timer to determine a suitable measuring moment. In the case of a pile-hammer, the most advantageous measurement moment is immediately after the stroke, as this will leave most time before the next stroke. The timing device can reliably and easily determine the moment when measurement 20 starts, so that the measurement can be made at the time mentioned above. The timing device suitable for this purpose is, for example, an acceleration sensor which provides a voltage pulse to the measurement unit. .i: 'The hammering hammer strikes the top of the pile.

; Seuraavassa keksintöä selostetaan tarkemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, 25 joissa kuvassa 1 on esitetty periaatepiirros paalutusvasarasta, johon on asennettu eräs keksinnön mukaisen menetelmän mukainen etäisyyden mittauslaite, ja ' · ’: kuvassa 2 on esitetty periaatepiirros paalutusporasta, johon on asennettu eräs toinen keksinnön mukaisen menetelmän mukainen etäisyyden mittauslaite.; In the following, the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 is a schematic drawing of a pile hammer fitted with a distance measuring device according to the method of the invention; measuring device.

,; ’ 30 Kuvassa 1 esitetty paalutusvasara on rakenteeltaan ja toiminnaltaan sinänsä tunnettu ; · ’ paalutusvasara, joka voidaan kiinnittää sopivaan, tavallisesti telaketjuilla varustet- : ; tuun työkoneeseen (ei esitetty kuvassa 1), jossa on johdepuomi paalutusvasaraa var- : ten. Nämä laitteet muodostavat yhdessä paalutuskoneen, jolla rakennusten pe rustuksina tms. käytettäviä paaluja voidaan upottaa maahan lyömällä. Kuvan 1 mu-35 kaiseen paalutusvasaraan kuuluu runko 1, järkäle 2, toimilaite 3 ja iskuenergian oh- 5 115071 jäin 4. Lisäksi kuvan 1 mukaiseen paalutusvasaraan kuuluu paalutusvasaran runkoon 1 kiinnitetty etäisyyden mittauslaite 5, jolla voidaan mitata paalutusvasaran etäisyys esim. maan pinnasta 7 tai muusta sopivassa paikassa olevasta vertailukohdasta 8. Edelleen lisäksi kuvan 1 mukaiseen paalutusvasaraan kuuluu mittaustulos-5 ten käsittely-yksikkö ja tarvittavat kytkentäkaapelit tms. etäisyyden mittauslaitteen 5 ja mittaustulosten käsittely-yksikön välille (ei esitetty kuvassa 1).,; The piling hammer shown in Fig. 1 is known per se in terms of structure and function; · 'A pile-hammer that can be attached to a suitable, usually with tracks; a working machine (not shown in Figure 1) with a guide boom for a piling hammer. Together, these devices form a piling machine, which can be used to dredge piles used as foundations for buildings or the like. The piling hammer according to Fig. 1 comprises a frame 1, a hump 2, an actuator 3 and a shock energy control 115071. 4. The piling hammer according to Fig. 1 also includes a distance measuring device 5 attached to the piling hammer frame 1 to measure e.g. In addition, the pile hammer of Figure 1 further comprises a measurement unit 5 and the necessary connection cables or the like between the measuring unit 5 and the measurement unit (not shown in Figure 1).

Etäisyyden mittauslaitteena 6 on kuvan 1 tapauksessa laser-kolmiomittaukseen perustuva optinen etäisyyden mittausanturi. Sillä voidaan mitata anturin mittaussuun-nassa olevan lähimmän rajapinnan, kuten esim. maan pinnan ja anturin välistä etäi-10 syyttä. Näin ollen kuvassa 1 esitetyllä tavalla paalutusvasaran rungon sivulle kiinnitetyllä anturilla voidaan mitata paalutusvasaran rungon 1 etäisyys z vertailukohdasta. Vertailukohtana voi olla kuvassa 1 esitetyllä tavalla maan pinta 7 tai jokin erillinen sopivalla kohdalla oleva mahdollisimman vakaasti paikallaan pysyvä vertailukohta. Vertailukohta voi olla myös paalutusvasaran lyöntisuuntaan nähden jos-15 sakin sopivasti valitussa suuntakulmassa y. Suuntakulma huomioidaan paalun up-pouman laskennassa syöttämällä se mittaustulosten käsittely-yksikölle ennen paalun lyömisen aloittamista. Suuntakulman säätämistä ja mittausta varten anturin yhteyteen voi jossakin sovelluksessa kuulua kulmanmittauslaite, joka mittaa anturin ja lyöntisuunnan välisen suuntakulman sekä toimilaite, jolla anturin suuntakulmaa 20 voidaan muuttaa kauko-ohjatusti ennen paalun lyömisen aloittamista. Mittauksen ·. : aikana anturilta saatava mittaustieto luetaan paalutuskoneeseen sijoitettuun mitta- ’ / ustulosten käsittely-yksikköön. Kuvan 1 mukaisessa sovelluksessa mittaustulosten ' *'! käsittely-yksikkönä on tietokone, johon on asennettu anturilta saatavan mittaustie- ”, don lukemiseen sopiva mittauskortti ja tietokoneohjelma, jolla mittaustuloksista [ * 25 voidaan määrittää mm. paalutusvasaran etäisyys vertailukohdasta, paalun uppouma ' ” ja uppouman muutos. Tässä tapauksessa laitteistoon kuuluu lisäksi mittaushetken :: ajoituslaite. Se on toteutettu tuomalla paalutusvasaran järkälettä liikuttavan toimi laitteen 3 ohjauslaitteelta työiskun komentotieto mittaustulosten käsittely-yksikkönä ; ’.: olevalle tietokoneelle. Komentotiedon perusteella mittaustulosten keruusta huoleh- ’ ': 30 tiva tietokone voidaan ohjelmoida suorittamaan mittaus esim. paalutusvasaran lyön nin jälkeen ennen seuraavan lyönnin aloittamista.In the case of Figure 1, the distance measuring device 6 is an optical distance sensor based on a laser triangle measurement. It can measure the distance between the nearest interface in the sensor measurement direction, such as the ground and the sensor. Therefore, as shown in Fig. 1, a sensor attached to the side of the pile hammer body can measure the distance z of the pile hammer body 1 from the reference point. The reference point may be the ground surface 7 as shown in Figure 1 or a separate reference point which is as stationary as possible at a suitable point. The reference point may also be in relation to the direction of impact of the pile hammer, if-15 in a suitably selected direction y. The bearing angle is taken into account in the pile up-pile calculation by entering it into the measurement processing unit before starting pile punching. For the purpose of adjusting and measuring the bearing angle, the sensor connection in some application may include an angle measuring device which measures the bearing angle between the sensor and the striking direction, and an actuator for remotely adjusting the bearing angle 20 of the sensor. Measurement ·. : The measurement data received from the sensor during the reading is read into the measurement / processing unit located on the piling machine. In the embodiment of Figure 1, the measurement result '*'! The processing unit is a computer equipped with a measuring card suitable for reading from the sensor, and a computer program which can be used to determine the measurement results [* 25, e.g. pile hammer distance from reference point, pile displacement '' and displacement change. In this case, the apparatus further includes a timing device :: at the time of measurement. This is accomplished by importing the workload command data from the control device of the piling hammer as a unit for processing the measurement results; '.: For an existing computer. Based on the command data, a computer that is responsible for collecting measurement results can be programmed to perform a measurement, e.g., after hitting a pile hammer before starting the next stroke.

Kuvan 1 mukaista paalutusvasaraa käytettäessä paalun lyöminen tapahtuu sinänsä : . ·. tunnetulla tavalla, mutta tavallisesti tehtävää manuaalista paalun uppouman määri- ·' tystä ei tehdä vaan paalun uppouman määrittämiseen käytetään paalutuskoneeseen 35 kuuluvaa keksinnön mukaista etäisyyden mittauslaitetta. Näin ollen ennen paalun lyömisen aloittamista käynnistetään etäisyyden mittaus. Ensimmäinen mittaustulos 6 115071 luetaan mittaustulosten käsittely-yksikön muistiin, kun paalu on halutulla kohdalla maahan lyöntiä varten valmiina siten, että paalun maahan lyötävä pää on maata vasten. Tämän jälkeen aloitetaan paalun lyöminen. Paalun upotuksen aikana mittaustulosten käsittely-yksikkö lukee etäisyysanturilta saatavan mittaustuloksen jokai-5 sen lyönnin jälkeen (ennen seuraavan lyönnin aloittamista) ja laskee paalun up-pouman, uppouman muutoksen ja niitä vastaavan iskuenergian ja paalun kantavuuden. Tällä tavoin paalun upotus etenee, kunnes paalu on lähellä suunniteltua upotus-syvyyttä tai, kun paalun kantavuus on lähellä suunniteltua tavoitearvoa. Tässä vaiheessa mittaustulosten käsittely-yksikkö ilmoittaa lyöntimäärän, joka vielä tarvitaan 10 paalun saamiseksi suunniteltuun upotussyvyyteen. Jos paalu ei uppoakkaan tällä lyöntimäärällä suunniteltuun syvyyteen, saadaan mittaustulosten käsittely-yksiköltä viimeisen lyönnin jälkeen uusi arvio tarvittavasta lisälyöntimäärästä. Jos taas paalu on uppoamassa liian syvälle saadaan ennen viimeistä tarvittavaa lyöntiä hälytys niin, että paalun lyöminen voidaan lopettaa ennen paalun uppoamista liian syvälle. 15 Lisäksi, mikäli paalun uppouman muutos pienenee yht’äkkiä nopeasti saadaan hälytys mahdollisesta paalun osumisesta peruskallioon. Paalun lyömisen jälkeen paalun syvyyden muutoshistoria, lyöntimäärät, kantavuudet jne. voidaan tallentaa mittaustulosten käsittely-yksikön muistiin myöhempää käsittelyä ja analysointia varten.When using the pile hammer as shown in Figure 1, the pile hitting itself is:. ·. in a known manner, but the manual pile-displacement determination usually not carried out is used, but the pile-displacement machine 35 of the invention is used to determine the pile displacement. Therefore, before starting to pile on the pile, the distance measurement is started. The first measurement result 6 115071 is read into the memory of the measurement processing unit when the pile is ready for punching at the desired point with the pile's grounding end facing the ground. After that, start pounding. During pile immersion, the measurement processing unit reads the measurement from the distance sensor after each stroke (prior to the start of the next stroke) and calculates the pile up, displacement, and the corresponding impact energy and pile capacity. In this way, the pile immersion proceeds until the pile is close to the design depth or when the pile capacity is close to the design target value. At this point, the measurement processing unit will indicate the number of strokes still required to obtain 10 piles at the planned immersion depth. If the pile does not sink to the intended depth with this stroke rate, the unit handling measurement results will obtain a new estimate of the additional stroke required after the last stroke. If, on the other hand, the pile is sinking too deep, an alarm will be triggered before the last necessary stroke so that the pile can be stopped before the pile is sunk too deep. 15 In addition, if the change in pile displacement suddenly decreases rapidly, an alert will be given for the possibility of the pile striking the bedrock. After the pile has been hit, the pile depth change history, stroke rates, load capacities, etc. can be stored in the memory of the measurement processing unit for later processing and analysis.

Kuvassa 2 esitetty paalutuspora on myös rakenteeltaan ja toiminnaltaan sinänsä 20 tunnettu. Myös se on tarkoitettu kiinnitettäväksi edellisen esimerkin työkonetta vas-·. : taavaan työkoneeseen (ei esitetty kuvassa 2), jolloin laitteet muodostavat yhdessä paalutuskoneen, jolla paaluja voidaan upottaa maahan poraamalla. Kuvan 2 mukaiseen paalutusporaan kuuluu työkoneeseen pystysuunnassa liikutettavasti kiin- ·:. nitettävä porakone 10 ja siihen kiinnitettävä porapaalu 11, jonka kärkiosassa on po- 25 ra 12 paalun upottamiseksi maahan poraamalla. Lisäksi paalutusporaan kuuluu kek-sinnön mukaisen menetelmän mukainen etäisyyden mittauslaite 13 ja mittaus-: . · tulosten käsittely-yksikkö (ei esitetty kuvassa 2).The piling drill shown in Figure 2 is also known in its structure and function as such. It is also intended to be fastened to the machine of the previous example. : a working machine (not shown in Fig. 2), whereby the devices together form a piling machine with which the piles can be submerged by drilling. The piling drill of Fig. 2 includes vertically movable attachments to the implement. a drill machine 10 and a drill pile 11 to be attached thereto, the aperture portion of which has a bore 12 for drilling the pile into the ground. Further, the piling drill comprises a distance measuring device 13 and a measuring device according to the method according to the invention. · Results Processing Unit (not shown in Figure 2).

: Kuvan 2 mukaisessa sovelluksessa paalutusporaan kuuluva etäisyyden mittauslaite 13 on toteutettu ultraäänianturilla, joka on kiinnitetty porakoneen sivulle siten, että 30 se mittaa porakoneen etäisyyttä maan pinnasta tai muusta sopivasta vertailukohdasta .: edellistä kohtaa vastaavalla tavalla. Mittaustulosten käsittely-yksikkö on edellisen ,: sovelluksen tavoin sopivaan paikkaan paalutuskoneeseen sijoitettu tietokone, jossa ·, on mittauskortti ja sopiva tietokoneohjelma mittaustulosten käsittelemiseksi ja muuntamiseksi sopivaan muotoon. Ultraäänianturin mittaama kohta ei ole pistemäi-35 nen, kuten edellisessä sovelluksessa käytettävässä laser-kolmiomittausanturissa. Näin ollen sitä käytettäessä vertailukohdassa olevat epätasaisuudet eivät häiritse 7 115071 mittausta anturin ollessa, johonkin suuntakulmaan suunnattuna. Tämän ansiosta ultraäänianturi soveltuu käytettäväksi hyvin sellaisiin sovelluksiin, joissa vertailukohtana käytetään epätasaista maan pintaa.In the embodiment of Fig. 2, the distance measuring device 13 belonging to the piling drill is implemented with an ultrasonic transducer attached to the side of the drilling machine so that it measures the distance of the drilling machine from the ground or other suitable reference point. The measurement processing unit is, like the previous one, a computer placed in a convenient location on a piling machine, where ·, is a measuring card and a suitable computer program for processing and converting the measurement results to a suitable format. The point measured by the ultrasonic transducer is not point-like, as in the laser triangle transducer used in the previous application. Therefore, when used, the reference irregularities do not interfere with the 7115071 measurements with the sensor facing in any direction. This makes the ultrasonic transducer well suited for applications where uneven ground is used as a reference.

Keksinnön mukaisen menetelmän mukainen laitteisto voi olla monelta osin edellä 5 esitetyistä esimerkkisovelluksista poikkeavalla tavalla toteutettu. Oleellista on se, että menetelmän mukaiseen laitteistoon kuuluu jokin paalun upotuslaitteeseen kiinnitetty etäisyyden mittauslaite, jolla voidaan mitata paalun mukana liikkuvan upo-tuslaitteen etäisyys upotussuunnassa vertailukohtaan nähden riittävällä tarkkuudella, automaattisesti paalun upottamisen aikana. Sopivia kosketuksettomasti etäisyyttä 10 mittaavia laitteita ja menetelmiä tunnetaan nykyisin paljon. Parhaimmin soveltuvia niistä ovat suhteellisen pienikokoiset ja kompaktit sekä tärinää ja äkillisiä heilahduksia hyvin sietävät laitteet. Lisäksi ainakin kuvan 2 kaltaisissa paalutusporissa (joihin ei liity kuvan 1 kaltaiseen laitteeseen liittyviä lyönneistä aiheutuvia tärähdyksiä ja upotuslaitteen pystysuuntaisia liikkeitä) voidaan käyttää myös mekaanisen 15 mittausvarren avulla toimivia etäisyyden mittauslaitteita.The apparatus according to the method of the invention may be implemented in many ways different from the exemplary embodiments set forth above. It is essential that the apparatus according to the method include a distance measuring device attached to the pile dipping device, which can measure the distance of the dipping device moving with the pile with sufficient accuracy to the reference point during automatic pile dipping. Suitable non-contact distance measuring devices and methods are currently well known. The most suitable ones are the relatively small and compact units, which are well tolerated by vibration and sudden fluctuations. In addition, at least in the piling drill as shown in Figure 2 (which does not involve shocks caused by punches and vertical movements of the immersion device associated with the device of Figure 1), distance measuring devices operated by a mechanical measuring arm 15 can also be used.

Keksintöä ei rajata esitettyihin edullisiin sovelluksiin, vaan se voi vaihdella patenttivaatimusten muodostaman keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.The invention is not limited to the preferred embodiments shown, but may vary within the inventive idea of the claims.

» » t»» T

Claims (7)

1. Förfarande för mätning av ett avständ, särskilt för bestämning av den nedsänkta sektionen av en päle (5), som med en pälningsmaskins pälhammare (1-5 4) sänks ned i jorden (7) eller vatten, under nedsänkningen, vid vilket förfarande man med en vid pälningsmaskinens pälhammare (1-4) fäst avständsmätare (6) mäter avständet mellan pälhammaren (1-4) och en referenspunkt (7) och ur de därigenom erhällna mätresultaten bestämmer pälens (5) nedsänkta sektion, kännetecknat avatt man mäter avständet mellan en med avseende 10 pä pälningsmaskinen skild, existerande referenspunkt, säsom en jord- eller vattenyta (7), och pälhammaren, och att man mäter avständet efter det att pälhammaren (1-4) har slagit, före igängsättning av upplyftningen av hejaren (2) pä nytt. 15A method for measuring a distance, in particular for determining the submerged section of a pile (5) which is lowered into the soil (7) or water by a peeler's hammer (1-5 4) during the immersion, the distance gauge (6) attached to the fur hammer (1-4) of the peeler machine (6) measures the distance between the fur hammer (1-4) and a reference point (7) and from the measured result obtained by the fur hammer (5), characterized by measuring the distance between an existing reference point, such as a ground or water surface (7), separated from the pellet machine, and the pellet hammer, and the distance measured after the pellet hammer (1-4) has been struck, before starting the lifting of the pile (2). ) again. 15 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att avständet mellan pälhammaren (1-4) och referenspunkten (7) mäts med en pä ett beröringsfritt sätt fungerande avständsmätare (6).Method according to Claim 1, characterized in that the distance between the pile hammer (1-4) and the reference point (7) is measured by a distance meter (6) operating in a non-contact way. 3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att 20 avständet mäts med en vägrörelsebaserad avständsmätare (6).Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the distance is measured with a road movement based distance meter (6). , , : 4. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-3, kännetecknat av att ’ / den nedsänkta sektionen bestäms genom att ffän ett före igängsättning av > ‘ ‘! slagningen erhället mätresultat subtrahera de efter slagen erhällna mätresultaten, ··**, 25 varvid den resulterande skillnaden är den nedsänkta sektionen av pälen (5) som [ funktion av pälhammarens (1-4) slag.A method according to any one of claims 1-3, characterized in that '/ the submerged section is determined by obtaining a prior commencement of>' '! the slurry obtained measurement result subtracts the slurry results obtained after the stroke, ·· **, whereby the resulting difference is the submerged section of the pile (5) as a function of the type of the hammer (1-4). • « ♦ • · ♦ :: 5. Anordning för tillämpning av förfarandet enligt patentkrav 1, vilken anordning omfattar en vid en pälhammare (1-4) fast avständsmätare (6) för mätning av ;:· 30 avständet mellan pälhammaren (1-4) och en referenspunkt (7), samt en behandlingsenhet för mätresultat för behandling av de med mätanordningen erhällna mätresultaten och för bestämning av den nedsänkta sektionen av pälen ’' ’ (5), kännetecknad av att avständsmätaren (6) är anordnad att mätä avständet mellan pälhammaren (1-4) och en med avseende pä pälningsmaskinen ; : 35 skild, existerande referenspunkt, säsom en jord- eller vattenyta (7), och att , · anordningen omfattar en mätningstimer för att bestämma en lämplig tidpunkt för mätningen. 11 115071Apparatus for applying the method according to claim 1, comprising a spacer hammer (1-4) fixed spacer (6) for measuring the distance between the pelvic hammer (1-4). ) and a reference point (7), and a treatment unit for measuring results for processing the measurement results obtained with the measuring device and for determining the submerged section of the pile '' '(5), characterized in that the distance meter (6) is arranged to measure the distance between the pellet hammer (1-4) and one with respect to the pellet machine; : 35 different existing reference points, such as a ground or water surface (7), and that the device comprises a measurement timer to determine a suitable timing of the measurement. 11 115071 6. Anordning enligt patentkrav 5, kännetecknad av att avständsmätaren (6) är en vid pälhammarens (1-4) stomme (1) fäst mätgivare som mäter avständet tili referenspunkten (7) beröringsfritt och som är kopplad tili en i pälningsmaskinen placerad enhet för behandling av mätresultat. 5Apparatus according to claim 5, characterized in that the distance meter (6) is a measuring sensor attached to the pile hammer (1-4) which measures the distance to the reference point (7) without contact and which is connected to a unit for processing in the pellet machine. of measurement results. 5 7. Anordning enligt patentkrav 5 eller 6, kännetecknad av att mellan avständsmätaren (6) och pälhammaren (1-4) finns ett dämpat fästorgan för dämpning av skakningar som överförs frän slagen tili avständsmätaren (6). « » · > * · ‘ * ♦ *« « t · • · • I » • » • · >Device according to claim 5 or 6, characterized in that between the distance meter (6) and the pile hammer (1-4) there is a damped fastening means for damping vibrations transmitted from the blows to the distance meter (6). «» ·> * · '* ♦ * «« t · • · • I »•» • ·>
FI20021442A 2002-08-05 2002-08-05 Method and apparatus for measuring distance FI115071B (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20021442A FI115071B (en) 2002-08-05 2002-08-05 Method and apparatus for measuring distance
AU2003255537A AU2003255537A1 (en) 2002-08-05 2003-08-05 Method and device for determining the depth of a pile sunken in the ground by pile driving
PCT/FI2003/000593 WO2004013416A1 (en) 2002-08-05 2003-08-05 Method and device for determining the depth of a pile sunken in the ground by pile driving

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20021442 2002-08-05
FI20021442A FI115071B (en) 2002-08-05 2002-08-05 Method and apparatus for measuring distance

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20021442A0 FI20021442A0 (en) 2002-08-05
FI20021442A FI20021442A (en) 2004-02-06
FI115071B true FI115071B (en) 2005-02-28

Family

ID=8564406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20021442A FI115071B (en) 2002-08-05 2002-08-05 Method and apparatus for measuring distance

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2003255537A1 (en)
FI (1) FI115071B (en)
WO (1) WO2004013416A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240356466A1 (en) * 2021-06-16 2024-10-24 Junttan Oy Piling hammer and method for striking pile
EP4355955A1 (en) * 2021-06-16 2024-04-24 Junttan OY Piling hammer and method for striking pile

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01142125A (en) * 1987-11-28 1989-06-05 Penta Ocean Constr Co Ltd Pile striking number recording device on pile driving boat
DE69420050T3 (en) * 1993-12-29 2004-06-03 Cp Test A/S PILE DRIVER
JP3703900B2 (en) * 1996-02-27 2005-10-05 運輸省第五港湾建設局長 Pile driving management device
DE19633803C1 (en) * 1996-08-22 1998-05-14 Menck Gmbh Device for determining the penetration depth when introducing support elements into a water bed
US5978749A (en) * 1997-06-30 1999-11-02 Pile Dynamics, Inc. Pile installation recording system
JPH11209978A (en) * 1998-01-20 1999-08-03 Ohbayashi Corp Construction work control device for pile drive

Also Published As

Publication number Publication date
FI20021442A0 (en) 2002-08-05
FI20021442A (en) 2004-02-06
AU2003255537A1 (en) 2004-02-23
WO2004013416A1 (en) 2004-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI121978B (en) Method for determining the degree of use of a refractive hammer, refractive hammer and measuring device
CN109373972B (en) Pile body verticality detection device
KR102081802B1 (en) Automated measuring equipment of soil depth and strength in mountainous area
MX2011004640A (en) Apparatus for analysis and control of a reciprocating pump system by determination of a pump card.
JP3213671U (en) Non-contact penetration travel distance measuring device for standard penetration test
JP6473913B2 (en) Automatic simple dynamic cone penetration tester
CN105324537A (en) Method of and driver for installing foundation elements in a ground formation
US5090485A (en) Pile driving using a hydraulic actuator
FI115071B (en) Method and apparatus for measuring distance
JP7436321B2 (en) Pile driving construction management method
CN102132141A (en) Method for determining in situ the compactness of a layer of granular material and device for carrying out the method
CN101922159A (en) Method for quickly detecting quality of gravel pile
WO2010080941A2 (en) Construction modulus testing apparatus and method
JP2002062239A (en) Viscosity measuring device
EP0616081B1 (en) System for measuring the penetration depth of an elongated object into the ground
JP2022132996A (en) Pile driving construction management method
CN109556769B (en) A screen lever type force transducer device that leaks for plastic concrete
CN202171452U (en) Device for measuring elevation of underwater concrete surface
EP0737262B2 (en) Pile driving rig
CN113404095B (en) Detection equipment and detection method for high strain of foundation pile
KR19990075023A (en) Device and method for detecting rebar in concrete foundation piles by measuring 3-axis magnetic field in borehole
AU2021200679A1 (en) Measuring device and system for the geomechanical characterization of a soil, and corresponding measuring method
CN107831218B (en) Excitation device for longitudinal wave and test method thereof
JP7113442B1 (en) Device and method for measuring dynamic bearing force during pile driving
KR20020088224A (en) System for assessing safety of tunnel concrete lining based on seismic measurements and method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 115071

Country of ref document: FI

MA Patent expired