TWI412646B - 打樁工法及施振控制方法 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種利用共振振動來將樁打設至地盤之打樁工法、及將樁打設至地盤時之控制對樁的施振之施振控制方法。
本申請係基於2010年01月15日在日本申請之特願2010-007054號而主張優先權,並將其內容引用於此。
先前,已知使用打樁機賦予樁振動來打設至地盤之共振振動打樁工法。該共振振動打樁工法係首先使賦予樁的施振頻率與樁的長度方向的固有頻率一致。其次,利用使施振頻率與固有頻率一致所產生的共振振動來將樁打設至地盤。因為該共振打樁工法係藉由共振振動使樁自動地振動,具有能夠以較少的能量來得到較大的振動應答(對應加速度、振幅)且能夠效率良好地利用較少的能量來打設之優點。而且,相較於利用剛體的振動之打樁工法,因為共振振動打樁工法係在主樁長度的施振頻率為高頻,所以亦具有能夠減少地盤振動之優點。
又,作為如此的共振打樁工法,已知有下列工法:藉由主要利用1/4波長的共振模式且樁頭為波節(node)的共振振動來進行打設之工法(以下簡稱為樁頭波節工法)(例如參照專利文獻1~3);及藉由主要利用1/2波長的共振模式且樁頭為波腹(antinode)的共振振動來進行打設之工法(以下簡稱為樁頭波腹工法)(例如參照專利文獻4)。
[專利文獻1] 日本國特開昭56-25518號公報
[專利文獻2] 日本國特開昭59-98928號公報
[專利文獻3] 日本國特開昭61-92212號公報
[專利文獻4] 日本國特許第2807794號公報
但是,因為專利文獻1~3所記載之樁頭波節工法,應變(樁的長度方向之平均單位長度的位移之變化量)為最大的波節係位於樁頭,所以負荷在樁頭為最大。因此,先前的打樁機與樁的固定力係難以控制共振振動,致使打樁機故障之可能性變高。因此,樁頭波節工法係具有難以實用化之問題。
又,相較於樁頭波節工法,專利文獻4所記載之樁頭波腹工法時,因為在樁的前端(以下稱為樁前端)的振動應答係變小,相較於樁頭波節工法,有施工能力較小之問題。在此,所謂前端係指埋入地盤側的端部。
而且,樁頭波節工法及樁頭波腹工法時,因為共振頻率係只有由樁的長度來決定,能夠打設之樁的長度範圍係受到限制,而有泛用性低之問題。
本發明係將提供一種容易實用化且施工能力高之泛用性高的打樁工法及施振控制方法設作目的。
為了解決前述課題,本發明者等重複專心研討的結果,發現了以下情形並且完成了本發明。
為了解決上述課題來達成目的,本發明係採用以下的手段。
亦即,
(1)本發明的一態樣之打樁工法,其係利用樁的長度方向的共振振動來將樁打設至地盤之打樁工法,其中藉由在前述樁的樁頭施加前述樁的質量的0.26倍以上且3倍以下之負載;及對應前述樁頭為波腹(antinode)的共振模態(mode of resonance)之共振振動來將前述樁施振。
(2)如上述(1)所述之打樁工法,其中較佳是前述共振模態為1/2波長的共振模態及1/1波長的共振模態;基於前述樁的長度,來選擇前述1/2波長的共振模態或是前述1/1波長的共振模態;及藉由對應該選擇的前述共振模態之共振振動來將前述樁施振。
(3)如上述(1)或(2)所述之打樁工法,其中較佳是使把持前述樁之樁把持裝置把持前述樁頭;及對被前述樁把持裝置把持的前述樁頭施加負載。
(4)如上述(3)所述之打樁工法,其中較佳是前述樁把持裝置係具備本體部及把持部,該把持部係設置在前述本體部且以包圍前述樁的前述樁頭之方式配置;在前述本體部的內部係配置有重錘;及前述重錘與前述樁把持裝置的質量總和係前述樁的質量的0.26倍以上且3倍以下。
(5)本發明的一態樣之施振控制方法,其係在利用共振振動來將樁打設至地盤時之控制對前述樁的施振之施振控制方法,其中基於前述樁的打入深度及前述地盤的硬度的至少一方,來將對前述樁的樁頭所施加的負載調整在前述樁的質量的0.26倍以上且3倍以下之範圍;及藉由對應前述樁頭為波腹的共振模態之共振振動來將前述樁施振。
(6)如上述(5)所述之施振控制方法,其中較佳是前述共振模態為1/2波長的共振模態及1/1波長的共振模態;基於前述樁的長度,來選擇前述1/2波長的共振模態或是前述1/1波長的共振模態;及藉由對應該選擇的前述共振模態之共振振動來將前述樁施振。
先前,對樁施加負載時,其共振振動的對象物體之總質量係增加,認為施工能力會降低。但是,樁頭為波腹之共振振動時,係對樁頭施加負載且邊使施振頻率變化邊施振。此時,對樁所施加的力,係即便使施振頻率變化亦是相同。
其結果,本發明者發現負載變為越大時,共振頻率變為越小且樁前端(樁頭)的振動應答變大,而且,相較於樁頭為波節之共振振動,樁頭的應變係變小。又,發現當對樁頭施加的負載係超過樁的質量之3倍時,共振頻率係幾乎無變化。
本發明係應用以上的知識而完成。
依照上述(1)所述之打樁工法及上述(5)所述之施振控制方法,藉由利用樁頭為波腹的共振振動,來將樁(已對樁頭施加上述的負載)施振,或是藉由基於樁的打入深度及地盤的硬度的至少一方,來將對樁頭所施加的負載調整為上述範圍後將樁加振,相較於未施加負載的情況,能夠增大樁前端的加速度應答且能夠提升施工能力。又,因為使樁頭為波腹之共振振動產生,能夠使應變為最大的波節位於樁的中間部。因此,不必增大打樁機與樁頭的固定力,而能夠控制共振振動,同時能夠降低打樁機故障的可能性,使得實用化變為容易。
而且,因為能夠藉由對樁頭賦予負載來調整共振頻率,所以能夠打設之樁的長度範圍係不受限制,而能夠提升打樁工法之泛用性。此時,共振打樁工法的共同優點亦即降低地盤振動的效果係不改變。
又,本發明的一態樣之打樁工法,更佳是對樁頭施加樁的質量的0.26倍以上且1.1倍以下之負載。又,在本發明的一態樣之施振控制方法,更佳是將對樁頭施加的負載調整為前述樁的質量的1.1倍為止之範圍。
相較於1.1倍以下的情況,負載超過1.1倍時,共振頻率的變化量對負載的增加量係無法觀察到顯著的效果,同時施振對象的總質量增加,打樁機的負荷有變大的情況。
依照上述(2)所述之打樁工法及上述(6)所述之施振控制方法,只有藉由1/2波長的共振模態(一次共振模態)使其共振振動的情況,越增加樁的長度時,共振頻率變低而地盤振動變大。
又,樁P的長度較長,判斷1/2波長的共振模態之共振頻率係降低地盤振動的效果小時,係使樁P以1/1波長的共振模態共振振動之方式使用施振機施振。如此,藉由按照樁的長度而選擇共振模態來進行施振,即使變更樁的長度,樁的共振頻率亦變高且地盤振動變小。
依照上述(3)所述之打樁工法,因為使樁把持裝置把持樁的樁頭,所以能夠容易地施工。
依照上述(4)所述之打樁工法,因為在本體部的內部係配置有重錘,藉由改變重錘,能夠以樁的質量的0.26倍以上且3倍以下的方式來調整施加在樁的樁頭之負載。藉此,能夠使用簡易的工法,共振頻率區域高而能夠增大振動應答變。
相較於不對樁頭施加負載的情況,依照以上的打樁工法及施振控制方法,能夠增加樁前端的加速度應答,而能夠提升施工能力。又,不必增大打樁機與樁頭的固定力,而能夠控制共振振動,同時能夠降低打樁機故障的可能性,使得實用化變為容易。而且,能夠打設之樁的長度範圍係不受限制,而能夠提升打樁工法之泛用性。而且,能夠實現共振打樁工法的優點亦即降低地盤振動。
第1圖係顯示本發明的一實施形態之打樁機的概略構造之側面圖。
第2圖係顯示本發明的實施例的實驗方法之側面圖。
第3圖係顯示施振頻率比與前端加速度比的關係之圖表。
第4圖係顯示附加負載比與1/2波長共振頻率比的關係之圖表。
第5圖係顯示附加負載比與邊界到達深度比的關係之圖表。
第6圖係顯示附加負載比與打設速度比的關係之圖表。
第7圖係顯示比較例2的振動應答分布與應變分布之圖。
第8圖係顯示比較例3的振動應答分布與應變分布之圖。
第9圖係顯示實施例5的振動應答分布與應變分布之圖。
以下,基於圖面來說明作為本發明的一實施形態之打樁工法及施振控制方法。
第1圖係顯示本實施形態之打樁機的概略構造之側面圖。
在第1圖,本實施形態的打樁機1係利用共振振動來將樁P打設至地盤G之裝置。該打樁機1係具備:施振機2,其係將樁P施振;樁把持裝置3;及未圖示的控制裝置。
樁把持裝置3係安裝在施振機2而把持樁P的樁頭Ph。控制裝置(省略圖示)係控制打樁機1整體。又,樁P之埋入地盤G側的端部係樁前端Pf。
施振機2係藉由使樁P產生對應樁頭Ph為波腹之1/2波長的共振模態(一次共振模態)或是1/1波長的共振模態(二次共振模態)的共振振動之頻率來進行施振。
樁把持裝置3係具備:大略箱狀的本體部31,其係在內部具有空洞;及複數把持部32,其係把持樁P的樁頭Ph。把持部32係以包圍樁P的樁頭Ph之方式配置,且從本體部31往下方突出。該把持部32係以藉由控制裝置(省略圖示)來把持樁頭Ph之方式動作。
在本體部31的內部,係設置有預先準備之複數個重錘33中的任一個或複數個。重錘33的質量係以該一個或複數個重錘33的質量與樁把持裝置3(包含本體部31及把持部32)的質量之和為樁P的質量的0.26倍至3倍的範圍之方式來設定。如此重錘33中的任一個或複數個係被設置在本體部31內時,在樁頭Ph,係被附加(被添加)樁P的質量的0.26倍以上且3倍以下之負載。亦即,樁把持裝置3與重錘33的質量之和係相當於附加在前述的樁頭之負載。
其次,說明使用打樁機1之樁P的打樁工法(施振控制方法)。
首先,操作者係基於地盤G的的硬度、樁P的打入深度(係表示從地盤G至樁前端Pf的長度)而選擇適當的長度或粗細度(外徑)的樁P,並使樁把持裝置3把持。然後,以一個或複數個重錘33的質量與樁把持裝置3的質量之和為樁P的質量的0.26倍至3倍的範圍之方式來調整在樁P的樁頭Ph附加的負載。亦即,將適當質量的重錘33設置在樁把持裝置3。
然後,操作者係首先操作打樁機1的控制裝置來使施振機2動作。隨後,藉由使被附加樁P的質量的0.26倍至3倍的範圍內的負載之樁P產生1/2波長的共振模態的共振振動之頻率使其施振來進行打設。在此,在樁P附加的負載係以樁P的質量的0.26倍至1.1倍的範圍內為更佳。
如此,相較於在樁P的樁頭Ph不附加負載且以1/2波長的共振模態進行共振振動之情況,藉由在樁P的樁頭Ph附加負載而施振,樁前端Pf的加速度應答變大,而且,相較於樁頭Ph為波節的方式進行共振振動的情況,能夠以樁頭Ph的應變減小之狀態進行打設。
又,操作者在判斷樁把持裝置3所把持之樁P的長度較長,在1/2波長的共振模態之共振頻率下降低地盤振動的效果較小時,係以1/1波長的共振模態使樁P共振振動之方式使用施振機2並使其施振。
如此,藉由按照樁P的長度而選擇共振模態來進行施振,即使變更樁P的長度,樁P的共振頻率亦變高且地盤振動變小。
依照以上的本實施形態,在樁頭Ph附加樁P的質量的0.26倍至3倍的範圍內的負載之重錘33,並藉由樁頭Ph為波腹的共振振動來將樁P施振。因此,在實現共振打樁工法的優點亦即降低地盤振動之同時,相較於不在樁頭Ph附加負載的情況,能夠增大樁前端Pf的加速度應答,且能夠提升預定的施工能力。又,本實施形態時,因為藉由樁頭Ph為波腹的共振振動來將樁P施振,相較於樁頭Ph為波節的方式使其共振振動的情況,能夠減小樁頭Ph的應變。藉此,不必增大樁把持裝置3的把持力而能夠控制共振振動,而且能夠降低打樁機1故障之可能性。因此,能夠容易地謀求實用化。而且,因為藉由按照樁的長度或樁的質量而調整在樁附加的負載,能夠調整共振頻率,不依存於樁的長度而能夠使共振振動產生且能夠提升泛用性。
又,係在樁P的樁頭Ph附加樁P的質量的0.26倍至3倍以下的負載,以在樁P的質量的0.26倍至1.1倍的範圍調整為更佳。藉此,能夠將施振機2的施振對象亦即樁把持裝置3與重錘33與樁P的總質量之增加抑制在最小限度且能夠抑制打樁機1的負荷,同時能夠達成上述的效果。而且,藉由按照樁P的長度而將樁P的共振模態選擇1/2波長或1/1波長,不變更樁P而能夠控制地盤振動。又,亦能夠基於將樁P施振時之頻率,來選擇1/2波長的共振模態或1/1波長的共振模態。
又,因為使樁把持裝置3把持樁頭Ph,能夠容易地施工。
其次,說明本發明的實施例。
在本實施例,確認了藉由在樁頭Ph附加負載之效果。
首先,確認在樁P附加之負載、樁P的共振頻率及施振時的樁前端Pf的加速度(以下簡稱前端加速度)之關係。
如第2圖所表示,在沿著樁P的長度方向之5個位置,係以互相等距離的方式安裝有加速度計A。又,使安裝在施振機2的前端之樁把持裝置3把持該樁P。而且,將樁把持裝置3與重錘33與樁P的質量之和除以樁P的質量之值(以下簡稱為附加負載比)為各自如以下表1的值之重錘33設置在樁把持裝置3。然後,使施振機2的功率為一定並使施振於樁P之頻率(以下簡稱為施振頻率)逐漸變化,來調查在實施例1~4的施振頻率與施振時之樁前端Pf的加速度(以下稱為前端加速度)之關係。
另一方面,比較例1係不使用樁把持裝置3,而將安裝有5個加速度計A之樁P使用螺栓及焊接接合在施振機2的前端。然後,與實施例1~4同樣地將樁P施振並調查施振頻率與加速度之關係。又,在比較例1之附加負載比為0.08(≒0)。
在第3圖,係顯示在實施例1~4、比較例1之施振頻率比與前端加速度比之關係。在此,所謂施振頻率比,係將在實施例1~4、比較例1的施振頻率除以在比較例1之1/2波長的共振頻率之值。又,所謂前端加速度比,係將在實施例1~4、比較例1的前端加速度除以在比較例1之1/2波長的前端加速度之值。
如第3圖所表示,能夠確認附加負載比越大,1/2波長共振頻率(在1/2波長的共振模態之共振頻率)係變為越低,同時前端加速度比係變為越大。又,關於1/4波長共振頻率(在1/4波長的共振模態之共振頻率),能夠確認係即便附加負載比變大,亦變化不大。
又,在第4圖,係顯示基於第3圖所得到之附加負載比與1/2波長共振頻率比(將各附加負載比(實施例1~4)的1/2波長共振頻率除以比較例1的1/2波長共振頻率之值)之關係。在此,實線係連接實測值之線,2點鏈線係由實測值所得到之近似曲線。
能夠確認附加負載比為1.1以下時,附加負載比係越大時,1/2波長共振頻率變為越低,但是超過1.1時,1/2波長共振頻率係幾乎無變化。
而且,在第4圖,1點鏈線係表示從波動方程式所導出的理論值(詳細係後述)。
相對於理論值,前述之實測值的近似曲線係顯示稍大的值,特別是在質量比為1.0以上的區域係顯示大約5%的背離。但是理論值及近似曲線係任一者均顯示伴隨著質量比的上升而收斂於一定的1/2波長共振頻率比之傾向,認為由理論值能夠證明前述基於實測值的近似曲線之正確性。
又,理論值及近似曲線係各自伴隨著質量比的上升而收斂於一定的頻率比,認為係由於共振模態係從不附加負載時之1/2波長共振移動至1/4波長共振。
又,相較於理論值,近似曲線係顯示較高的值,認為係由於實驗時的裝置之問題、例如安裝在樁把持裝置3時,樁P及重錘33係嚴密垂直地設置,而稍微從垂直方向偏移等的理由所引起的。
前述的理論值係能夠依照以下的要領導出。
如樁P之一維彈性體的共振模態係能夠從波動方程式及邊界條件(boundary condition)求得。
首先,通常已知下式的波動方程式。
[數1]
在式(1),u為長度方向的位移,x為位置,t為時間,E係楊格模數,ρ為密度。
又,長度方向的位移u係能夠使用位置x及時間t的函數並如下式表示。又,ω為角振動數,c為彈性波速度,C及D為係數。
[數2]
前述式(1)及式(2)並且亦設定彈性體的兩端(x=0、x=1)的邊界條件時,能夠求得一維彈性體的共振模態。
兩端的邊界條件係自由端時,應變為0,且下式成立。
[數3]
從前述式(2)及式(3),D=0,共振角振動數為下式。而且,i為整數,1/2波長模態時,i=1。
[數4]
從以上,共振模態係能夠以下式表示。
[數5]
以上係兩端為自由端的情況。對此,如本實施形態之在一端被附加負載的情況,係成為以下的邊界條件。
不附加負載的端部(樁前端Pf側、x=0)時,因為係自由端,依照前述式(3),下式成立。
[數6]
具有附加負載的端部(樁頭Ph側、x=1)時,附加負載M的慣性力與彈性力係平衡且下式成立。
[數7]
在式(7),因為有u的時間微分,更展開成為下式。
[數8]
Φ
(t
)=λe iωt
‧‧‧(8)
從式(7)及式(8)能夠得到下式。
[數9]
[數10]
附加負載的端部(樁前端Pf側、x=0)時,從式(6)及式(10),D=0(與兩端為自由端時相同)。
具有附加負載的端部(樁頭Ph側、x=1)時,從式(6)至式(10)的各式,能夠得到下式。
[數11]
滿足該式(11)的ω為在一端具有具有附加負載時的共振角振動數。
又,此時的振動模態係成為下式。
[數12]
此時,在式(11)且假設下式(13)時,能夠導出式(14)。
[數13]
[數14]
因而,能夠得到下式。得知依照該式(15),當樁長度為一定時,藉由樁與附加負載的質量比,能夠決定共振頻率。
[數15]
基於該式(15),並配合前述實測值的條件,求取質量比為0.08(相當於0之比較例)及質量比為0.25~3.0(被包含於本實施形態)的頻率比時,能夠得到以第4圖的1點鏈線表示之理論值。
其次,確認附加負載對施工能力所造成的影響。
在前述實施例1~4及比較例1,藉由各自的1/2波長共振頻率使施振機2的功率為一定,而以經施振的狀態將樁P打設至地盤,並調查附加負載、邊界到達深度及打設速度之關係。
在第5圖,係顯示在實施例1~4及比較例1之附加負載比與邊界到達深度比。在此,邊界到達深度比係將比較例1設作基準,並將實施例1~4無因次化。
其結果,如第5圖所顯示,能夠確認附加負載比越大時,邊界到達深度比變為越大。
在第6圖,係顯示在實施例1~4、比較例1之附加負載比與打設速度比。此時,打設速度比係將從比較例1的開始打設至結束打設為止所需要的時間設作基準,並將實施例1~4無因次化。
其結果,如第6圖所顯示,能夠確認附加負載比越大時,打設速度比變為越快。
其次,確認附加負載對施工所造成的影響。
在此,係如以下的表2所表示,比較在比較例1的1/2波長共振模態(以下稱為比較例2)、實施例3的1/4波長共振模態(以下稱為比較例3)、實施例3的1/2波長共振模態(以下稱為實施例5)的各自條件之影響。
又,在第7圖、第8圖、第9圖,顯示在比較例2、3、實施例5的各自之樁P的振動應答分布。
如第7圖所表示,在比較例2,因為附加負載比係大約為0,所以共振振動的波節係位於長度方向的大致中央。因此,振動應答在樁頭Ph及樁前端Pf為最大,且應變在樁P的長度方向之大致中央為最大。在此,係將比較例2之振動應答的最大值及應變的最大值各自以1.0表示。
如第8圖所表示,在比較例3,因為共振振動的波節係位於樁頭Ph,振動應答在樁前端Pf為最大,且應變在樁頭Ph為最大。將比較例2之振動應答及應變的最大值設為1.0時,比較例3的振動應答、應變的最大值係各自為3.5、3.5。
如第9圖所表示,在實施例5,由於負載的影響,相較於比較例2,共振振動的波節係如第7圖所表示,位於更靠近樁頭Ph側。而且,應變在該波節的位置為最大,且振動應答在樁前端Pf為最大。將比較例2之振動應答及應變的的最大值設為1.0時,實施例5的振動應答、應變的最大值係各自為2.5、2.5。
如表2的評價No.1所表示,比較例2的施工準備時間需要30分鐘以上,比較例3、實施例5的施工準備時間為10分鐘以下。因此,相較於藉由螺栓、桿接而將樁P接合於施振機2之比較例2,能夠確認藉由樁把持裝置3把持樁P之比較例3及實施例5的施工準備時間(將樁P接合於打樁機之時間)係較短。
又,如評價No.2所表示,比較例2、3的共振振動係只依存於樁的長度。另一方面,在實施例5,係能夠確認可藉由樁把持裝置3的質量來控制共振振動的頻率。
而且,如評價No.3、4,當對於在比較例3的共振頻率區域之25Hz~127Hz,實施例5的共振頻率區域為37.5Hz~190.5Hz。因此,能夠確認相較於1/4波長共振模態(比較例3),實施例5係維持共振頻率高且降低地盤振動效果高之1/2波長共振模態的特性。
又,如評價No.5、6、7所表示,相較於1/4波長共振模態(比較例3),儘管實施例5原來是施工能力低之1/2波長共振模態,藉由附加負載,能夠增大振動應答。因此,能夠確認可改善施工速度和邊界到達深度之施工能力。
而且,如評價No.8~No.10所表示,雖然樁頭Ph的應變越大,把持力的要求值變為越高,但是由於按照在樁頭Ph所產生的應變來設計樁把持裝置3的把持力之緣故,在實施例5,因為把持力的要求值係1/4波長共振模態(比較例3)的一半左右,能夠確認可大幅度地減輕對打樁機1的負荷,且打樁工法的實現性高。
因此,依照以上測定結果,實施例5係能夠得到施工準備時間、共振頻率區域、降低地盤振動的效果、施工速度、打樁機的耐久性的全部均良好之結果。亦即,藉由在樁P的樁頭Ph附加樁P的質量的0.77倍之負載,能夠增大樁前端Pf的加速度應答且能夠提升施工能力。
又,本實施例係說明在樁P的樁頭Ph附加樁P的質量的0.77倍之負載之情況,但是0.26倍以上且3.0倍以下亦能夠得到同樣的效果。
而且,本發明係不只限定於前述實施形態,亦包含能夠達成本發明的目的之其他構造等,以下所示的變形等亦被包含在本發明。
例如,在前述實施形態係使樁把持裝置3把持樁P,但是不只限定於此。亦即,亦可以使用固定螺栓等將重錘33裝卸自如地固定在施振機2的前端,同時將樁P裝卸自如地固定在重錘33前端。此種構造的情況,若是能夠將樁P不透過重錘33而固定在施振機2時,能夠在3倍為止之間調整在樁P附加的負載。又,亦能夠將樁P的共振模態設定為只有1/2波長。而且,藉由控制裝置,當判斷使用地盤振動檢測器所檢測的地盤振動係大於預先設定的基準值時,自動地將樁P的共振模態從1/2波長變更成為1/1波長之構造亦可。
此外,以上的記載係揭示了用以實施本發明之最佳構造、方法等,但是本發明不只有限定於此。亦即,本發明係針對主要特定實施形態而特別地圖示並且進行說明,在不脫離本發明的技術思想及目的之範圍,對於以上述的實施形態、形狀、材質、數量及其他的詳細構成,該業者應能夠施行各式各樣的變形。
因此,上述所揭示之限定形狀、材質等的記載係例示性,用以容易理解本發明,本發明不被限定。亦即,使用避開該等形狀、材質等限定的一部分或全部限定之構件名稱的記載,亦被包含在本發明。
1...打樁機
2...施振機
3...樁把持裝置
31...本體部
32...把持部
33...重錘
P...樁
Ph...樁頭
Pf...樁前端
G...地盤
A...加速度計
第1圖係顯示本發明的一實施形態之打樁機的概略構造之側面圖。
第2圖係顯示本發明的實施例的實驗方法之側面圖。
第3圖係顯示施振頻率比與前端加速度比的關係之圖表。
第4圖係顯示附加負載比與1/2波長共振頻率比的關係之圖表。
第5圖係顯示附加負載比與邊界到達深度比的關係之圖表。
第6圖係顯示附加負載比與打設速度比的關係之圖表。
第7圖係顯示比較例2的振動應答分布與應變分布之圖。
第8圖係顯示比較例3的振動應答分布與應變分布之圖。
第9圖係顯示實施例5的振動應答分布與應變分布之圖。
1...打樁機
2...施振機
3...樁把持裝置
31...本體部
32...把持部
33...重錘
P...樁
Ph...樁頭
Pf...樁前端
G...地盤
Claims (6)
- 一種打樁工法,係利用樁的長度方向的共振振動來將樁打設至地盤者,其特徵為具有以下步驟:對前述樁的樁頭施加前述樁的質量的0.26倍以上且3倍以下之負載;及對應前述樁頭為波腹(antinode)的共振模態(mode of resonance)之共振振動來將前述樁施振。
- 如申請專利範圍第1項之打樁工法,其中前述共振模態為1/2波長的共振模態及1/1波長的共振模態;根據前述樁的長度,來選擇前述1/2波長的共振模態或是前述1/1波長的共振模態;藉由對應該選擇的前述共振模態之共振振動來將前述樁施振。
- 如申請專利範圍第1至2項之打樁工法,其係使把持前述樁之樁把持裝置把持前述樁頭;對前述樁把持裝置所把持的前述樁頭施加前述負載。
- 如申請專利範圍第3項之打樁工法,其中前述樁把持裝置具備本體部及把持部,該把持部係設置在前述本體部且以包圍前述樁的前述樁頭之方式配置;前述本體部的內部係配置有重錘;前述重錘與前述樁把持裝置的質量總和係前述樁的質量的0.26倍以上且3倍以下。
- 一種施振控制方法,係在利用共振振動來將樁打設至地盤時之控制對前述樁的施振者,其特徵為具有以下步驟:根據前述樁的打入深度及前述地盤的硬度的至少一者,在前述樁的質量的0.26倍以上且3倍以下之範圍內調整附加於前述樁的樁頭的負載;及藉由對應前述樁頭為波腹的共振模態之共振振動來將前述樁施振。
- 如申請專利範圍第5項之施振控制方法,其中前述共振模態為1/2波長的共振模態及1/1波長的共振模態;根據前述樁的長度,來選擇前述1/2波長的共振模態或是前述1/1波長的共振模態;藉由對應該選擇的前述共振模態之共振振動來將前述樁施振。
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