[发明专利]一种大直径单桩单钩水下翻桩方法

说明书

本发明公开了一种大直径单桩单钩水下翻桩方法，采用一艘具有一个主钩的起重船并包括以下步骤：先根据单桩起吊后平衡状态时与水平面的夹角为α计算主钩至主吊耳之间的距离以及主钩至单桩底部的距离，然后根据α确定主吊钢丝绳的直径和辅吊钢丝绳的直径；将两根主吊钢丝绳的上端均挂在主钩上，下端各自挂在单桩的两个主吊耳上，再将辅吊钢丝绳的上端挂在主钩上，下端通过U形扣钳制在单桩的底部；主钩起吊单桩，使单桩落入水中，并下放至单桩的底部桩尖触到海底泥面；继续下放起重船的主钩使辅吊钢丝绳逐渐呈松弛状态，将辅吊钢丝绳与主钩脱钩，同时U形扣自动脱离单桩的底部，然后起升主钩将单桩竖立。本发明的翻桩方法可有效降低船舶设备的投入。

技术领域

本发明涉及一种大直径单桩单钩水下翻桩方法。

背景技术

相对于其他型式的风机基础，单桩基础具有技术可靠、施工效率高等特点。其施工流程为：由运输船运至海上施工现场，利用主起重船抬吊单桩翻身，将单桩竖立，再通过起重船将单桩起吊入定位导向平台内，用起重船起吊打桩锤，压锤及锤击沉桩至设计标高，最后拆除定位导向平台。

在进行单桩翻身时通常采用双钩两点吊或双船抬吊。如果是单船起吊，则起重船上一定要具备主吊钩和副吊钩，且钩头方位、各个钩的起重能力需满足要求，否则就只有采用两条起重船才能实现翻身，因此要增加船舶设备的投入，施工成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种大直径单桩单钩水下翻桩方法，它可有效降低船舶设备的投入，可扩大单桩翻桩起重船的可选范围，可避免双船操作带来的安全风险。

实现上述目的的技术方案是：一种大直径单桩单钩水下翻桩方法，采用一艘具有一个主钩的起重船，主钩为具有四个呈十字形布置的钩头的四爪吊钩；所述单桩呈上端直径小下端直径大的圆台形，单桩的长度为L，在单桩的重心上方的外表面上对称地设有两个主吊耳；所述翻桩方法采用单钩两点吊并包括以下步骤：

步骤一，先计算单桩的总重量、重心高度、重心至两个主吊耳的距离及重心至桩体底部的距离，选取单桩起吊后平衡状态时与水平面的夹角α＝15°～30°，再根据α计算主钩至主吊耳之间的距离以及主钩至单桩底部的距离，然后根据单桩起吊后平衡状态下主吊钢丝绳的角度与辅吊钢丝绳的角度来确定主吊钢丝绳的直径和辅吊钢丝绳的直径，即根据辅吊钢丝绳的竖向受力+主吊钢丝绳的竖向受力＝单桩的总重量，辅吊钢丝绳的横向受力与主吊钢丝绳的横向受力相互抵消的原则，计算出辅吊钢丝绳的实际受力为F1，主吊钢丝绳的实际受力为F2，再根据F1与F2确定主吊钢丝绳的直径及绕绳方式以及辅吊钢丝绳的直径及绕绳方式；

步骤二，先将起重船的起重臂移至横卧在运输船上的单桩中间部位并与单桩垂直，接着将两根主吊钢丝绳的上端各自挂在起重船的主钩的两个对称的纵向钩头上，两根主吊钢丝绳的上部通过一个吊架隔开设定距离，该距离至少等于两个主吊耳的径向间距；两根主吊钢丝绳的下端各自挂在单桩的两个主吊耳上，再将辅吊钢丝绳的上端挂在主钩的一个与单桩底部相对的横向钩头上，辅吊钢丝绳的下端挂在一个U形扣的吊耳上，该U形扣钳制在单桩的底部；

步骤三，起重船的主钩起吊单桩，此时主吊钢丝绳的受力为F2，辅吊钢丝绳的受力为F1，使单桩保持平衡状态，即使单桩保持与水平面的夹角为α；

步骤四，起重船的主钩让单桩脱离运输船后落入水中，并下放至底部桩尖触到海底泥面，使辅吊钢丝绳的受力变为海底泥面的支撑受力，使辅吊钢丝绳的受力F1变为0，为辅吊钢丝绳脱钩创造条件；

步骤五，继续下放起重船的主钩并维持主吊钢丝绳的受力F2不变，让单桩呈底部桩尖单点着地并旋转下落的状态，使单桩与水平面的夹角逐渐变小，辅吊钢丝绳逐渐呈松弛状态，当单桩与水平面的夹角由α变小至β时，辅吊钢丝绳松弛后的富余长度足以完成脱钩时，由主钩上自带的索具钩协助将辅吊钢丝绳的上端与主钩脱钩；辅吊钢丝绳上端脱钩完成后，主钩转为提升，当主钩起升到一定高度后，挂在辅吊钢丝绳下端的U形扣利用自身的重力与单桩的底部自动脱离；