[发明专利]吊锤沉桩装置及沉桩方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种建造高桩梁板式码头的工程桩施工设施，尤其是一种用于钢管桩或PHC桩（高强度混凝土管）的沉桩装置及沉桩方法，属于港口工程技术领域。

背景技术

在江边或海岸边建造高桩梁板式码头和引桥时，需要先将多根工程桩沉桩到江底或海底，这些工程桩作为支柱支撑住用混凝土浇筑而成的梁板，成为码头的作业平台和引桥桥面。目前，国内水上钢管桩或PHC桩的沉桩施工方法一般采用打桩船施工，施工成本昂贵。此外，在不能满足打桩船施工的水深、水域，打桩船无法移动到桩位等情况下，打桩船施工不能进行。

发明内容

本发明的目的是提供一种吊锤沉桩装置和沉桩方法，该沉桩方法采用放置在方驳上的吊机吊住吊锤导向架，利用安装在吊锤导向架中的动力锤连续锤击定位在沉桩支撑架中的工程桩顶，从而实现工程桩的沉桩。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种吊锤沉桩装置，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。

一种采用前述吊锤沉桩装置的沉桩方法，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钢管作为沉桩支撑架的钢管桩，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，其余的工程桩依次此进行沉桩，直至完成全部工程桩沉桩；

b2）2根单节长度不大于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，其余的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。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。