CN112088233B - 用于建造地基元件的方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于借助于建筑设备在基地中建造地基元件的方法和***，其中借助于基地施工工具在基地中形成孔，在所述孔中建造所述地基元件，其中借助于控制及测评单元根据施工深度来检测所述建筑设备的至少一个根据土质特性而改变的运行参量。按照本发明而规定，在所述控制及测评单元中输入可预料的地质剖面，所述地质剖面表明具有不同的土质特性的地层的基地的层结构，并且通过所述控制及测评单元使所检测到的至少一个运行参量与所说明的地质剖面相关联，以用于确定在何种施工深度处存在不同的土质特性的地层之间的转变。

Description

用于建造地基元件的方法和***

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的、用于借助于建筑设备在基地中建造地基元件的方法，其中借助于施工工具在基地中形成孔，在所述孔中建造所述地基元件，其中借助于控制及测评单元根据施工深度来检测所述建筑设备的至少一个根据土质特性而改变的运行参量。

此外，本发明涉及一种按照权利要求12的前序部分所述的、用于用建筑设备在基地中建造地基元件的方法，其中借助于基地施工工具在基地中形成孔，在所述孔中建造所述地基元件，其中借助于控制及测评单元根据施工深度来检测所述建筑设备的至少一个根据土质特性而改变的运行参量。

背景技术

在为较大的建造计划建造地基元件、像比如地基桩或者槽壁时，通常为建筑地基编制地质剖面。所述地质剖面在此表明，所述建筑地基具有何种构造、尤其是层构造。对于所述建筑地基的地质剖面的了解在多个方面是重要的。一方面所述建筑地基的承载能力取决于所述地质剖面，这对地基元件的设计有显著的影响。另一方面，所述地质剖面从经济上看也是重要的，因为通过基地的构造来确定，地基元件的建造有多昂贵。因此，比如在具有大量的岩石材料的建筑地基中建造钻孔桩时由于推进度更小并且工具磨损更高而比在具有沙子、砾石和/或陶土层的建筑地基中建造钻孔桩昂贵。

出于这个原因，在建筑地基上根据所述参量来实施一次或者多次试验钻孔，以用于比如根据钻孔岩心来获取，所述建筑地基以何种地质剖面来构成。

但是，根据所述建筑地基的地质情况，地质剖面本身可能在局部受限的区域内剧烈波动。通常这些波动在于，出现各个地层的厚度变化并且可能岩石层位也发生变化。

由EP 1 942 247 B1已知一种用于进行柱塞式钻孔的方法，其中在运行中每旋转一圈测量钻杆的转矩和挤入深度，以用于就基地的承载能力做出结论。在此要学习，事先通过在具有已知特性的地层中的试验钻孔来查明承载能力，从而借助于分配规定能够在所测量的运行参数中分配承载能力特性数值。在实践中，所测量的运行参数与特定的承载能力的精确的配属可能成问题并且易于出错。

发明内容

本发明的任务是，说明用于在基地中建造地基元件的方法和***，用所述方法和***能够为地基元件特别精确地获取基地的层构造。

根据本发明，所述任务一方面通过一种具有权利要求1的特征的方法并且另一方面用一种具有权利要求12的特征的***来解决。本发明的优选的实施方式在从属权利要求中得到了说明。

所述按本发明的方法的特征在于，在所述控制及测评单元中输入可预料的地质剖面，所述地质剖面表明具有不同的土质特性的地层的基地的层构造，并且通过所述控制及测评单元来使所检测到的至少一个运行参量与所输入的地质剖面相关联，以用于确定在何种施工深度处存在不同的土质特性的地层之间的转变。

本发明的基本构想在于，在确定基地类型时在给基地进行施工的期间考虑到针对建筑地基所编制的地质剖面。事先编制的地质剖面表明由不同的材料构成的并且具有不同的强度和承载能力的不同地层的次序。在此，本发明基于以下认识，即：建筑地基处的地质剖面可能经受局部剧烈的波动，但是其中这些波动基本上涉及地层的厚度或者深度水平，而所述地层的数目和次序则保持不变。按照本发明，在给基地施工时检测运行参量或者运行参数，其比如能够是液压驱动装置的转矩或功率。要使这个运行参量与地质剖面的第一地层相关联。如果在特定的第一施工深度处发现所述运行参量的显著变化，那么这根据本发明的认识应该归因于地层的变化。第一施工深度处的这种变化而后能够被确定为第一层转变。对于相应接下来的变化来说，而后能够相应地在给定的施工深度处确定第二和第三以及接下来的层转变。

因此，为了建造正确的地基元件，能够在建造地点处确定实际的地质剖面，其中预先给定的深度处的各个层转变可能有别于事先所获取的地质剖面。一般来说，事先所获取的地质剖面通过特定位置处的一次或者多次试验钻孔来获取，其中从中获取平均地质剖面。因此，通过在每个施工地点处正确地确定实际的地质剖面这种方式，能够就地基元件的承载能力并且也就用于建造地基元件的实际必要的开销做出可靠的结论。这也能够根据实际存在的基地情况对地基元件进行特别正确的并且取决于开销的费用计算和结算。

根据本发明的一种改进方案，特别适宜的是，通过所述控制及测评单元为所输入的地质剖面的每个地层获取所述至少一个运行参量的可预料的数值。如果所述地质剖面比如首先具有陶土层并且而后具有砾石层，则能够通过所述控制及测评单元关于有待测量的运行参量比如从数据库中查询对于这种地层来说可预料的数值。因此，通过所述控制及测评单元也能够验证，实际所施工的地层与按照预先给定的地质剖面的可预料的地层相一致。因此，也能够获取以下特殊情况，在所述特殊情况中相对于所输入的目标地质剖面在施工地点处取消一个或者多个地层。

按照另一种优选的方法变型方案来规定，通过所述控制及测评单元能够为施工地点产生当前的地质剖面。而后能够存储这种当前的或者实际地质剖面并且也能够用事先通过试验钻孔已经获取的预先给定的目标地质剖面对其进行调准。设备操作者在此拥有为下一次预期的施工将如此编制的当前的地质剖面预先规定为目标地质剖面的可能性。

按照本发明，原则上能够仅仅使用一个单个的运行参量或者一个单个的运行参数，以用于确定当前所施工的地层。根据按本发明的方法的一种拓展方案，特别有利的是，检测多个运行参量并且使所述多个运行参量相互关联，其中获取用于所述控制及测评单元的土质特征值。因此，比如作为运行参量能够不仅检测钻孔机具的转矩而且也检测以预先给定的推进力所产生的推进速度。尤其通过转矩或转速与推进速度或者推进力的组合，能够就有待施工的地层的特性做出还更好的结论。从中能够获取土质特征值，该土质特征值能够借助于数据库中的所存储的数值被分配给特定的基地类型或者地层。

根据本发明的一种改进方案，为了检测相应的运行参量，有利的是，借助于所述建筑设备上的至少一个检测装置来检测所述至少一个运行参量。所述检测装置 尤其能够是传感器，该传感器直接检测运行参量、比如转速。但是，所述检测装置也能够间接地工作，其中比如通过液压的旋转驱动装置的功率消耗来算出并且确定转矩。所述检测装置通过有线连接或者无线电连接与所述控制及测评单元相连接。所述控制及测评单元在此能够直接处于建筑设备上或者处于中心中，所述中心而后通过相应的连接与所述建筑设备处于数据连接之中。

原则上，能够为按本发明的方法选择并且使用每个合适的运行参量或者运行参数。根据按本发明的方法的一种改进方案，特别有说服力的是，从转矩、转速、功率、推进力、推进速度、加速度、能量输入、振动、声音、液压压力和/或液压流这些参量中选择所述至少一个运行参量。尤其也能够选择多个运行参量的组合，从而通过所述控制及测评单元能够以特别大的可靠性就当前所施工的地层做出结论。

按照本发明的另一种有利的方法变型方案来规定，所述控制及测评单元具有数据库，在所述数据库中为特定的地层存储有运行参量和/或土质特征值。所述数据库能够已经在交付建筑设备时就预先给定或者在运行中从中心来装载或者设有新的或者所补充的数值或者用新的或者所补充的数值来维护。此外，根据本发明的一种变型方案，可能的是，从所述设备操作者方面或者由所述控制及测评单元本身来存储用于特定的土质特征值的优选的数据组、也就是优选的输入参量，已经为相应的施工地点或者为相应的设备编制并且获取了所述数据组。因此，所述数据库能够代表着专家***，其中也能够根据所述控制及测评单元的优选自学的逻辑来设置所保存的数据库的自动的改进和更改。

本发明的一种进一步优选的实施方式在于，通过所述控制及测评单元对于所获取的运行参量来说查询并且比较为特定的运行参量所存储的土质特征值，其中确定当前的土质值。如果比如所述控制及测评单元通过输入参量、比如转矩与所产生的输出参量、也就是钻孔工具或者铣轮的所出现的转速的比较而发现凿穿具有变化的强度并且由此具有其他基地施工值的地层，则所述控制及测评单元能够根据当前所获取的土质特征值或者当前所确定的地层来改变所述输入参量。因此，比如能够在确定岩石层时降低转速和推进力，以用于避免过度的工具磨损并且为地层设置尽可能最佳的切割或者切除条件。如果获取所述数据库的具有相同的或类似的土质特征值的数据组，则所述控制及测评单元能够根据所确定的数据组来改变输入参量或者运行参量或者比如在监视器上将其向设备操作者显示出来。在自动模式中，能够通过合适的用于土质特征值的运行参量来编制以往的运行参量。因此，在这种情况中会在对数据库进行测评之后根据所确定的、配属于特定的地层的土质特征值来改变所存在的转矩。

根据本发明的一种方法变型方案，尤其在凿穿具有不同的地层的基地时有利的是，根据在基地施工时所获取的土质特征值和关于施工深度或者推进距离所获取的基地施工值，通过所述控制及测评单元来获取并且存储地质剖面。在此，能够根据所述数据库中的所保存的数据为土质特征值分配特定的基地类型、比如粘土、沙子、砾石、岩石等等，其中这优选也在考虑到所保存的地质剖面的情况下来进行。通过优选存在的数据远程连接能够通过所述控制及测评单元由中心来查询这些数值并且由此也查询地质剖面。由此，建筑设备不仅能够用于给基地施工，而且它也能够作为探测或者分析工具用于勘查地质剖面。

按照所述按本发明的方法的另一种实施方式来规定，通过所述控制及测评单元为当前的地质剖面获取优选的关于施工深度的运行参量并且将其作为数据组保存在数据库中。因此，比如能够在具有事先所获取的地质剖面的施工现场编制用于钻孔的样本数据组，其中比如直至第一钻孔深度存储第一转矩和第一推进力，随后对于第二钻孔深度来说（自所述第二钻孔深度起存在第二地层）存储第二转矩连同第二推进力等等。而后能够为在相同的施工现场的进一步施工来调用这样的用于具有特殊的地质剖面的基地的数据组。在此能够认为，在施工现场地质剖面很少跳跃似地变化。因此，根据首次施工的数据，也能够由经验较少的设备操作者来有效地完成进一步的施工、尤其是钻孔或者开槽。

原则上，所述按本发明的方法能够在不同的基地施工变型方案中使用。一种特别优选的方法变型方案在于，作为基地施工用钻孔工具来实施钻孔或者用槽壁铣刀来实施铣削。所述钻孔在此能够是比如用连续式螺杆进行的连续钻孔或者比如用钻斗或者用简单的螺旋钻进行的不连续的钻孔。

所述按本发明的方法也能够在进行双头钻孔时使用，在进行双头钻孔时设置了至少两个旋转驱动单元。在此，第一旋转驱动单元能够被设置用于处于里面的钻孔工具，而另一个旋转驱动单元则布置用于处于外面的钻管。基地中的钻孔也一同包括凿岩，比如在朝比如垂直的墙壁中或者在隧道中的顶部区域上进行锚固钻孔（Ankerbohren）或者HDI钻孔时能够实施所述凿岩。

在铣削时，优选使用具有至少一对、优选两对旋转地被驱动的铣轮的槽壁铣刀。铣槽的铣削在此能够在单阶段方法、双阶段方法或者CSM^R方法中实施，其中现场在所述铣槽中通过铣刀来制造基地泥浆混合物。能够设置一个或者多个铣轮驱动装置。

此外，本发明包括一种用于在基地中建造地基元件的***或设备，其特征在于，在所述控制及测评单元中能够输入可预料的地质剖面，该地质剖面表明具有不同的土质特性的地层的基地的层构造，并且通过所述控制及测评单元能够使所检测到的至少一个运行参量与所输入的地质剖面相关联，以用于确定在何种施工深度处存在不同的土质特性的地层之间的转变。

Claims (12)

1.用于借助于建筑设备在基地中建造地基元件的方法，

其中借助于基地施工工具在基地中形成孔，在所述孔中建造所述地基元件，

其中借助于控制及测评单元根据施工深度来检测所述建筑设备的至少一个根据土质特性而改变的运行参量，

其中，

在所述控制及测评单元中输入可预料的地质剖面，所述地质剖面表明具有不同的土质特性的地层的基地的层结构，并且

通过所述控制及测评单元使所检测到的至少一个运行参量与所输入的地质剖面相关联，以用于确定在何种施工深度处存在不同的土质特性的地层之间的转变。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，

通过所述控制及测评单元为所输入的地质剖面的每个地层获取所述至少一个运行参量的可预料的数值。

3.根据权利要求1所述的方法，

其中，

通过所述控制及测评单元为施工地点产生当前的地质剖面。

4.根据权利要求1所述的方法，

其中，

检测多个运行参量并且使所述多个运行参量相互关联，其中通过所述控制及测评单元来获取土质特征值。

5.根据权利要求1所述的方法，

其中，

借助于所述建筑设备上的至少一个检测装置来检测所述至少一个运行参量。

6.根据权利要求1所述的方法，

其中，

从转矩、转速、功率、推进力、推进速度、加速度、能量输入、振动、声音、液压压力和液压流这些参量中选择所述至少一个运行参量。

7.根据权利要求1所述的方法，

其中，

所述控制及测评单元具有数据库，在所述数据库中为特定的地层存储运行参量和/或土质特征值。

8.根据权利要求1所述的方法，

其中，

通过所述控制及测评单元对于所获取的运行参量来说查询并且比较为特定的运行参量所存储的土质特征值，其中确定当前的土质特征值。

9.根据权利要求1所述的方法，

其中，

根据在基地施工时所获取的土质特征值通过所述控制及测评单元来获取并且存储地质剖面。

10.根据权利要求1所述的方法，

其中，

通过所述控制及测评单元为当前的地质剖面获取优选的关于施工深度的运行参量并且将其作为数据组保存在数据库中。

11.根据权利要求1所述的方法，

其中，

作为基地施工用旋转钻孔设备的钻孔工具来实施钻孔或者用槽壁铣刀来实施铣削。

12.用于用建筑设备在基地中建造地基元件的***，

其中借助于基地施工工具在基地中形成孔，在所述孔中建造所述地基元件，

其中借助于控制及测评单元根据施工深度来检测所述建筑设备的至少一个根据土质特性而改变的运行参量，

其中，

所述***构造用于执行根据权利要求1所述的方法，

其中在所述控制及测评单元中输入可预料的地质剖面，所述地质剖面表明具有不同的土质特性的地层的基地的层结构，并且

通过所述控制及测评单元能够使所检测到的至少一个运行参量与所输入的地质剖面相关联，以用于确定在何种施工深度处存在不同的土质特性的地层之间的转变。