[发明专利]吊锤沉桩装置及沉桩方法

权利要求书

1.一种吊锤沉桩装置，其特征在于：包括吊锤导向架和沉桩支撑架，所述吊锤导向架包括连接成一体的上悬挂架、直立导向座和下工程桩支撑座，所述直立导向座上设有竖向导轨，动力锤的锤体固定在直立导向座上端，动力锤的锤头支承在竖向导轨上，工程桩顶端支承在下工程桩支撑座中，吊锤导向架顶端通过吊索悬挂在吊机的挂钩上；沉桩支撑架包括多根底部打进水底的钢管桩，多根钢管桩成多边形分布在水面上，至少一层位于水面上的多边形型钢框架与多根钢管桩固定连接；多边形矩形型钢框架上设有与工程桩数量相等的数个导向架，沉桩的工程桩位于导向架之内。

2.如权利要求1所述的吊锤沉桩装置，其特征在于：所述导向架为型钢焊成的多边形结构，所述多边形结构的每一边上均设有滚轮机构。

3.如权利要求2所述的吊锤沉桩装置，其特征在于：所述滚轮机构包括滚轮、滚轮座和支撑轴，所述滚轮通过支撑轴支承在滚轮座上，工程桩外周面抵靠在滚轮上。

4.一种采用如权利要求1所述的吊锤沉桩装置的沉桩方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）沉桩支撑架的施工

    根据施工区域地质以及水深情况，选用多根Φ600~800mm直径的钢管作为沉桩支撑架钢管桩，按照工程桩的桩位要求，在覆盖一组多根工程桩桩位的多边形区域内，用振动锤将钢管桩底部按照预先设定的多边形边缘的桩位打入水底覆盖层内；沉桩支撑架的钢管桩标高高出水面以上6~8米，按照需施工的工程桩的密度，一个沉桩支撑架可容纳多根工程桩作为同一组施工，多边形型钢框架的层数按a1）或b1）的要求确定；

 a1）所述工程桩的长度为单节预应力高强度混凝土管或钢管长度，在沉桩支撑架的钢管桩顶部焊接一层多边形型钢框架，根据工程桩桩位的测量定位要求，在多边形型钢框架上放置与工程桩数量相等的数个导向架；

 b1）所述工程桩的长度为上下衔接的2节预应力高强度混凝土管或钢管长度的工程桩，在不受水位影响的沉桩支撑架钢管桩中部焊接第一层多边形型钢框架；根据工程桩桩位的要求，在第一层多边形型钢框架上吊放定位多个导向架；下节桩沉放到位后，在沉桩支撑架的钢管桩顶部焊接第二层多边形型钢框架，在第二层多边形型钢框架上吊放定位多个导向架，确保第一层多边形型钢框架的导向架中心线和第二层多边形型钢框架上的导向架中心线均处于垂直状态；

    2）工程桩的沉桩施工

    a2）单节长度不大于30米的预应力高强度混凝土管或钢管的工程桩沉桩

吊机依次将多根工程桩分别插入对应的导向架内，吊机将装有动力锤的吊锤导向架吊到工程桩桩顶上，使动力锤头与工程桩中心一致，吊锤导向架尽量往下，用动力锤头的锤头自重压桩，直至工程桩桩顶压到规定的标高位；若工程桩桩顶未压到位，则采用动力锤头连续锤击工程桩桩顶，直至工程桩桩顶压到规定的标高位，其余工程桩依次此进行沉桩，直至完成全部工程桩沉桩；

b2）2节单节长度不大于30米的预应力高强度混凝土管或钢管长度的工程桩沉桩

吊机依次将多根第一节工程桩分别插入对应的导向架内，接着吊机将装有动力锤头吊锤导向架吊到工程桩桩顶上，使动力锤头与工程桩中心一致，吊锤导向架尽量往下，用动力锤头的锤头自重压桩，直至工程桩桩顶压到高于第一层多边形型钢框架0.5~1米；若工程桩桩顶未压到位，则采用动力锤头连续锤击工程桩桩顶，直至工程桩桩顶压到高于第一层多边形型钢框架0.5~1米，其余第一节工程桩依次此进行沉桩；

b3）第一节工程桩施工完成后，在钢管桩顶部焊接第二层多边形型钢框架，第二层多边形型钢框架上吊放定位多个导向架，将多根第二节工程桩分别插入上层平台对应的导向架内，并与第一节工程桩对位平齐，依靠第二层多边形型钢框架的导向架支撑住第二节工程桩，在两节工程桩的对接处进行接头的固定连接；两节工程桩固定连接完成后，拆除第二层多边形型钢框架；然后重复a2)步骤，逐根完成第二节工程桩的沉桩。

5.如权利要求4所述的的沉桩方法，其特征在于：所述动力锤头包括柴油锤、液压锤，动力锤头具有4~6米的上下自由行程。

6.如权利要求4所述的的沉桩方法，其特征在于：所述吊机为吊臂长度达55~60米、最大起重量在40吨以上的履带吊机，所述履带吊机放置在方驳上。