CN102425167B - 潮间带施打大直径钢管桩沉桩方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种潮间带施打大直径钢管桩沉桩方法，其特征是：使用大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船与带坐滩功能的全回转起重船配合实现大直径钢管桩沉桩作业的具体步骤如下：钢管桩加工制作及吊装专用船上；起重船定位；钢管桩顶端安装倾角传感器；竖直吊装钢管桩；竖立的钢管桩开始自沉入泥；起吊钢丝绳自动脱钩；记录钢管桩垂直读数；液压锤锤击沉桩。有益效果：使用大直径钢管桩大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船与带坐滩功能的全回转起重船配合实现大直径钢管桩沉桩作业，可以将300-600t的钢管桩轻松吊起和空中翻身，既降低了对起重船最大起重量的要求，也保证了起吊安全、方便，大大节省了工程成本。

Description

潮间带施打大直径钢管桩沉桩方法

技术领域

本发明属于水上桩基施工方法，尤其涉及一种潮间带施打大直径钢管桩沉桩方法。

背景技术

风能资源作为一种可再生清洁能源，其开发利用逐渐受到普遍重视，风电场建设逐步由陆上发展到海上，建设海上风电场是目前国际新能源发展的重要方向，欧美等发达国家已在近海海域建设了多个风力发电站，并且还在加大这方面的资金投入。由于海上施打的大直径钢管桩基础结构轻、材料省、施工简便、工期短、质量容易控制、机械化施工程度高，因此目前世界上80%的海上风电基础采用大直径钢管桩，钢管桩直径4.5～6.1m，桩长40～70m，桩重250～600t，但均是基于在深水区采用大型专用打桩船才得以实现。

我国沿海特殊的工程地质和海底地形具有辽阔的沿海滩涂，形成了重要的土地资源和空间资源。潮间带是海水涨至最高潮时淹没，退至最低潮时露滩的滩涂，风力资源丰富，非常适合建设大规模风电场。但是由于潮水涨落起伏的影响，潮间带涨潮时平均水深只有2.0米，且一天中高水位持续时间只有2到3小时，常规打桩船无法在此区域内作业。因此，从施工方面制约了大直径钢管桩基础的应用，使得潮间带风电场建设在国内外尚无可行的施工方法，施工的高难度使得世界各国望而却步。目前，在国内部分地区进行了小直径群桩作为潮间带风机基础的尝试，如9根直径800mm灌注桩低桩承台、5根直径1800mm钢管桩导管架基础等，然而尝试的效果不甚理想，不仅施工难度较大，而且施工效率也非常低，工程造价高，严重影响了我国潮间带风电事业的发展。

潮间带施打大直径钢管桩沉桩的难度在于：(1)由于大直径钢管桩重量较大，在潮间带水深小的条件限制下，很难采用大型起重船进行施工，而一般的起重船采用常规两点吊立桩工艺基本无法施工，即使施工也是在一定的特殊条件才可以进行，而且施工工序十分繁琐，施工效率很低；(2)大直径钢管桩重量和体积比一般钢管桩大很多，只能采用吊打沉桩工艺，桩的垂直度调整比较困难；(3)大直径钢管桩尺寸大，采用常规的两台经纬仪直角交汇扫描桩边的垂直度观测方法很难保证施工精度要求，沉桩质量不容易控制。

（申请号201110128780.4）公开了一种潮间带单桩风机基础施工工艺，其特征在于,所述施工工艺包括以下步骤：(1)高潮时将定位船、运输船以及起重船拖至指定地点；⑵将起重船抛锚定位；⑶将基础桩水平吊装；⑷将基础桩立桩；(5）将基础柱送入抱桩器；（6）调整基础桩垂直度；（7）基础桩自沉；（8）垂直度检查，如果不满足则重新进行基础桩自沉；（9）解除吊点；（10）将打桩锤、压锤吊起；（11）启动液压冲击锤动力系统;（12）冲击锤捶打；（13）垂直度检查，如果垂直度不满足，则调整冲击锤捶打；（14）冲击沉桩；（15）标高、灌入度测量，如果标高、灌入度小满足，则调整冲击沉桩的步骤；（16）停锤；（17）起重船卸下。上述专利申请公开的工艺的问题在于：(1)该施工工艺需要将钢管桩吊到滩面上，然后施工人员下到滩面上进行解钢丝绳和挂钢丝绳，因此海床的地基承载力要求较高，必须能够承受一定的荷载，保证钢管桩和施工人员不陷入泥中太深，因此施工范围具有很大的局限性，不适合淤泥质软弱海床的地方，同时由于施工人员要下到滩面上作业，因此必须等潮水完全退去之后才能作业，因此作业时间也很短，施工安全也难以保证。(2)采用常规的两台经纬仪直角交汇扫描桩边的垂直度观测方法，完全靠观测人员的经验估读桩的垂直度偏差，测量精度不高，不能满足大直径钢管桩垂直度要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种潮间带施打大直径钢管桩沉桩方法，针对在潮间带施打大直径钢管桩缺少专门打桩船机设备，施工难度大的问题；在满足钢管桩起吊和运输的情况下，将吃水小、带坐滩功能的起重船、大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船合理布置；采用专门的钢管桩起吊和定位、调节垂直方法，在起重船上安装作为导向和调节的抱桩器，用大型液压冲击锤吊打施工，可以施打直径6.0m以内、桩长60m以内、桩重600t以内钢管桩，并达到设计所要求的入土深度和垂直度，很好地解决了潮间带施打大直径钢管桩的施工难题。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种潮间带施打大直径钢管桩沉桩方法，其特征是：使用大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船与带坐滩功能的全回转起重船配合实现大直径钢管桩沉桩作业的具体步骤如下：

第一步：钢管桩加工制作完成，经检验合格后，在码头吊装到大直径钢管桩大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船上运至施工现场；

第二步：在潮间带潮位满足起重船和大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船吃水要求时，起重船根据船上配置的GPS打桩定位系统指示在设计桩位处首先驻位，抛“十”字交叉锚粗略定位，大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船在起重船驻好位后过来靠泊，通过缆绳带在起重船的系缆柱上；在退潮后，起重船即将坐滩时，通过绞锚调整起重船位置，使抱桩器中心对准设计桩位中心，保证起重船坐滩后桩位偏差在允许范围内；

第三步：大直径钢管桩大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船驻好位后，在钢管桩水平起吊前，在钢管桩顶端安装高灵敏度的倾角传感器；

第四步：起重船坐滩后将锚缆放松，将大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船固定支架和滑动小车钢丝绳解开，起重船吊机采用双钩吊住钢管桩上端的两吊耳，钢管桩底端支撑在滑动小车上，吊机双钩缓慢同时升起，大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船船艏卷扬机缓慢拉着滑动小车向前移动，直到钢管桩被竖直吊起来；

第五步：将竖立的钢管桩吊入起重船左侧的抱桩器中，下层抱桩器的四个千斤顶前端滚轮调整到与钢管桩外壁1～2cm的间隙；首先通过吊机的1号勾头和2号勾头升降调整钢管桩两个吊耳连线方向的垂直度，垂直度在5‰以内时，下层抱桩器该方向的两个千斤顶前端滚轮将钢管桩顶紧，吊机两钩同时下降使钢管桩入泥30～50cm；然后通过吊机大臂变幅调整与两个吊耳连线成90°角方向的垂直度，垂直度在5‰以内时，下层抱桩器该方向的两个千斤顶前端滚轮将钢管桩顶紧，同时将上层抱桩器四个千斤顶前端滚轮将钢管桩顶紧，此时，上、下层抱桩器的八个千斤顶前端滚轮已将钢管桩在平面四个方向上完全限位；最后起重船吊机缓慢松钩，钢管桩开始自沉入泥；钢管桩自沉入泥过程中，根据桩顶倾角传感器的指示，及时用控制吊机1号勾头和2号勾头受力大小、吊机大臂变幅和抱桩器千斤顶调节垂直度，如调节效果不明显，则应将钢管桩拔出重新插，直到钢管桩完成自沉入泥后基本达到理想垂直状态；

第六步：起重船吊机缓慢松钩，使吊桩钢丝绳松弛，然后通过预先系在钢丝绳上的溜绳将钢丝绳拉出吊耳，实现起吊钢丝绳自动脱钩，将钢丝绳及吊梁卸到起重船甲板上；

第七步：钢管桩自沉入泥稳定后，在经纬仪的指引下，在钢管桩表面从下往上每隔5m贴横向标尺，并记录钢管桩理想垂直状态下的初始读数，读数与倾角传感器显示结果一致后，将桩顶倾角传感器拆除；

第八步：起重船吊机吊液压冲击锤套入钢管桩，开始压锤，每入泥10cm用经纬仪观测一次垂直度，如有变化，则通过千斤顶进行纠偏；

第九步：液压锤开始锤击沉桩，锤击过程中密切观测钢管桩的贯入度和垂直度，直到满足设计停锤要求，开始采用小能量轻击，每入泥10cm观测一次垂直度，如有变化，则通过千斤顶进行纠偏；在钢管桩入泥达到一定深度后，如果每打击一锤贯入度合理，垂直度变化不大，则逐渐加大能量，每入泥50cm观测一次垂直度，直至将钢管桩打到设计标高。

一种实施上述方法的大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船，其特征是：包括专用船船体、船艏卷扬机及船艉卷扬机、固定支架、滑动小车和钢轨道，所述船艏卷扬机及船艉卷扬机分别纵向固定在专用船船体的船头和船尾甲板上，所述船艏卷扬机及船艉卷扬机之间的专用船船体甲板上固定有两根钢轨道，所述钢轨道一端固定有固定支架，钢轨道另一端对应固定支架位置设于移动的滑动小车，所述滑动小车两端分别与船艏卷扬机及船艉卷扬机的牵引钢丝绳连接。

所述滑动小车横截面形状呈马槽形，滑动小车的马槽形上开口通过置于两侧壁的转动轴销接有横截面形状呈U形的托架，所述滑动小车的马槽形上开口两端设有小车捆绑钢丝绳，所述固定支架开口上的两端设有固定支架捆绑钢丝绳。

所述滑动小车上设有固定螺栓，所述钢轨道两侧对应滑动小车上的固定螺栓位置设有若干对锚固支座，所述托架上设有与滑动小车锁紧的锁紧螺栓。

所述托架内侧壁上均匀设有若干个滚轮，所述托架的右端内侧面上焊接有牛腿，牛腿与钢管桩底端完全接触。

有益效果：使用大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船与带坐滩功能的全回转起重船配合实现大直径钢管桩沉桩作业。大直径钢管桩采用全回转起重船上配大型液压冲击锤吊打沉桩工艺，起重船不需要打桩架，只需设置两层抱桩器即可实现钢管桩的定位和垂直度调节；通过在桩身上设置特殊吊耳，选择特殊的起吊方式将300-600t的钢管桩轻松吊起和空中翻身，既降低了对起重船最大起重量的要求，也保证了起吊安全、方便，大大节省了工程成本。钢管桩的定位采用GPS定位系统，通过在桩身贴倾角传感器和经纬仪直角交汇相结合的方法测量桩身垂度，使之满足高精度要求。

附图说明

图1是钢管桩运输立面图；

图2是钢管桩施工船舶驻位平面图；

图3是钢管桩吊耳结构示意图；

图4是钢管桩滩面立桩起吊平面图；

图4.1是钢管桩滩面立桩起吊局部侧面图；

图4.2是钢管桩滩面立桩起吊局部立面图；

图5是钢管桩吊入抱桩器平面图；

图6是抱桩器平面图；

图7是钢管桩吊入抱桩器侧面图；

图8是钢管桩桩身贴横向标尺示意图；

图9是经纬仪观测钢管桩垂直度示意图；

图10是钢管桩套液压冲击锤击锤击示意图；

图11是大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船的平面图；

图12是图11中滑动小车的断面图；

图13是图11中固定支架的断面图。

图中：1、大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船，2、船艉卷扬机，3、固定支架，4、固定支架捆绑钢丝绳，5、吊耳，6、钢管桩，7、小车捆绑钢丝绳，8、滑动小车，9、船艏卷扬机，10、起重船，11、起重船吊机，12、吊机大臂，13、锚缆，14、下抱桩器，15、上抱桩器，16、液压冲击锤，17、设计桩位中心，18、系缆柱，19、吊梁，20、吊机1号勾头，21、吊机2号勾头，22、溜绳，23、抱桩器液压油缸，24、抱桩器主臂，25、千斤顶，26、滚轮，27、横向标尺，28、经纬仪；

1-4、钢轨道，1-5、锚固支座，1-9、转动轴，1-10、托架，1-11、滚轮，1-12、牛腿，1-13、托架锁紧螺栓，1-14、滑动小车固定螺栓。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。如图所示，一种潮间带施打大直径钢管桩沉桩方法，使用大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船与带坐滩功能的全回转起重船配合实现大直径钢管桩沉桩作业的具体步骤如下：

第一步：钢管桩加工制作完成，经检验合格后，在码头吊装到大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船上运至施工现场，如图1所示。

第二步：按照附图2所示方式，在潮间带潮位满足起重船和大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船吃水要求时，起重船根据船上配置的GPS打桩定位系统指示在设计桩位处首先驻位，抛“十”字交叉锚粗略定位，大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船在起重船驻好位后过来靠泊，通过缆绳带在起重船的系缆柱上；在退潮起重船即将坐滩时，通过绞锚调整起重船位置，使抱桩器中心对准设计桩位中心，保证起重船坐滩后桩位偏差在允许范围内。

第三步：大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船驻好位后，在钢管桩水平起吊前，在钢管桩顶端安装高灵敏度的倾角传感器。

第四步：起重船坐滩后将锚缆放松，将大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船固定支架和滑动小车钢丝绳解开，按照附图4所示吊桩方式，起重船吊机采用双钩吊住钢管桩上端的两吊耳，如附图4.1所示，吊耳结构如附图3所示，钢管桩底端支撑在滑动小车上，如附图4.2所示，吊机双钩缓慢同时升起，大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船船艏卷扬机缓慢拉着滑动小车向前移动，直到钢管桩被竖直吊起来。

第五步：如附图5、附图7所示，将竖立的钢管桩吊入起重船左侧的抱桩器中，抱桩器结构如附图6所示，下层抱桩器的四个千斤顶前端滚轮调整到与钢管桩外壁1～2cm的间隙；首先通过吊机的1号勾头和2号勾头升降调整钢管桩两个吊耳连线方向的垂直度，垂直度在5‰以内时，下层抱桩器该方向的两个千斤顶前端滚轮将钢管桩顶紧，吊机两钩同时下降使钢管桩入泥30～50cm；然后通过吊机大臂变幅调整与两吊两个吊耳连线成90°角方向的垂直度，垂直度在5‰以内时，下层抱桩器该方向的两个千斤顶前端滚轮将钢管桩顶紧，同时将上层抱桩器四个千斤顶前端滚轮将钢管桩顶紧，此时，上、下层抱桩器的八个千斤顶前端滚轮已将钢管桩在平面4个方向上完全限位；最后起重船吊机缓慢松钩，钢管桩开始自沉入泥。钢管桩自沉入泥过程中，根据桩顶倾角传感器的指示，及时用控制吊机1号勾头和2号勾头受力大小、吊机大臂变幅和抱桩器千斤顶调节垂直度，如调节效果不明显，则应将钢管桩拔出重新插，直到钢管桩完成自沉入泥后基本达到理想垂直状态。

第六步：起重船吊机缓慢松钩，使吊桩钢丝绳松弛，然后通过预先系在钢丝绳上的溜绳将钢丝绳拉出吊耳，实现起吊钢丝绳自动脱钩，将钢丝绳及吊梁卸到起重船甲板上。

第七步：钢管桩自沉入泥稳定后，在经纬仪的指引下，按照附图8、附图9所示方式，在钢管桩表面从下往上每隔5m贴横向标尺，并记录钢管桩理想垂直状态下的初始读数，读数与倾角传感器显示结果一致后，将桩顶倾角传感器拆除。

第八步：如附图10所示，起重船吊机吊液压冲击锤套入钢管桩，开始压锤，每入泥10cm用经纬仪观测一次垂直度，如有变化，则通过千斤顶进行纠偏。

第九步：液压锤开始锤击沉桩，锤击过程中密切观测钢管桩的贯入度和垂直度，直到满足设计停锤要求。开始采用小能量轻击，每入泥10cm观测一次垂直度，如有变化，则通过千斤顶进行纠偏；在钢管桩入泥达到一定深度后，如果每打击一锤贯入度合理，垂直度变化不大，则逐渐加大能量，每入泥50cm观测一次垂直度，直至将钢管桩打到设计标高。

详见附图11-13，实施上述方法的大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船，包括专用船船体、船艏卷扬机及船艉卷扬机、固定支架、滑动小车和钢轨道，所述船艏卷扬机及船艉卷扬机分别纵向固定在专用船船体的船头和船尾甲板上，所述船艏卷扬机及船艉卷扬机之间的专用船船体甲板上固定有两根钢轨道，所述钢轨道一端固定有固定支架，钢轨道另一端对应固定支架位置设于移动的滑动小车，所述滑动小车两端分别与船艏卷扬机及船艉卷扬机的牵引钢丝绳连接。所述滑动小车横截面形状呈马槽形，滑动小车的马槽形上开口通过置于两侧壁的转动轴销接有横截面形状呈U形的托架，所述滑动小车的马槽形上开口两端设有小车捆绑钢丝绳，所述固定支架开口上的两端设有固定支架捆绑钢丝绳。所述滑动小车上设有固定螺栓，所述钢轨道两侧对应滑动小车上的固定螺栓位置设有若干对锚固支座，所述托架上设有与滑动小车锁紧的锁紧螺栓。所述托架内侧壁上均匀设有若干个滚轮，所述托架的右端内侧面上，（当托架转动90°时则成为下端面）焊接有牛腿，牛腿与钢管桩底端完全接触，避免立桩时钢管桩从下端滑出。

工作过程：

在运输钢管桩时，根据钢管桩的长度，用船艏卷扬机2和船艏卷扬机9调整滑动小车8到合适位置，使滑动小车上的固定螺栓1-14对准锚固支座1-5，将滑动小车与专用船船体1固定，同时将托架1-10上的锁紧螺栓1-13与滑动小车锁紧，钢管桩吊放在固定支架3和托架上，分别采用固定支架捆绑钢丝绳4和小车捆绑钢丝绳7将钢管桩捆紧，此时可以保证钢管桩安全运输。

钢管桩运至施工现场，专用船靠到打桩船侧面后，将固定支架捆绑钢丝绳和小车捆绑钢丝绳解开，打桩船吊机双钩吊住钢管桩的上端吊点，然后将滑动小车上的固定螺栓松开，使小车能沿钢轨道1-4滑动，同时松开托架上的锁紧螺栓，使拖架能沿转动轴1-9自由转动，打桩船吊机双钩吊住钢管桩的上端吊点缓慢上升，同时船艏卷扬机缓慢拉着滑动小车向前移动，钢管桩在托架的滚轮1-11上缓慢扭转，在吊立的过程中，钢管桩底部被牛腿1-12所挡住，不会滑出托架，钢管桩逐渐被吊立，直到钢管桩被竖直吊起来。

船舶驻位时应充分考虑潮流影响，船舶定位应遵循海水涨落潮规律，高潮移船驻位，低潮露滩打桩。根据GPS定位原理，起重船在满足设计要求的桩位抛锚驻位，然后大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船驻位。起重船与大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船之间使用橡皮轮胎格挡，防止涌浪引起船舶刚性碰撞，起重船和大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船抛锚平面布置如图2所示。

为了减小超大直径钢管桩施工对起重船最大起重量的要求，充分利用起重船坐滩作业的特点，改变传统小直径钢管桩两点吊或多点吊空中翻身的吊桩立桩工艺，在超大直径钢管桩吊立时采用上端吊耳起吊，底端支撑在滑动小车上水平滑动，吊机双钩缓慢同时升起，大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船船艏卷扬机缓慢拉着滑动小车向前移动，直到钢管桩被竖直吊起来。如图4所示，使得该工艺对起重船最大起重量的要求降低传统工艺的一半，同时也减少了一半的吊耳数量，只需在钢管桩上端设置两个吊耳。

为了方便钢管桩的起吊，并且保证钢管桩吊入抱桩器后起吊钢丝绳能自动脱落，避免人工高空解扣的工作，在距离桩顶一定高度处焊接两吊耳，吊耳结构如图3所示，采用圆形钢管加椭圆盖板的形式，保证在起吊过程中钢丝绳可以沿圆形钢管转动，并且由于椭圆盖板的限制，钢丝绳在力后不会滑出吊耳，保证起吊安全，在钢管桩吊入抱桩器，吊桩钢丝绳松弛以后，椭圆盖板对钢丝绳没有任何限制，通过预先系在钢丝绳上的溜绳，起重船甲板的工人可以将吊桩钢丝绳轻松拉出吊耳，实现吊桩钢丝绳自动脱钩。

由于各起重船钩头的距离大小不一，为了保证吊桩过程中钢管桩不磨损钢丝绳，同时保证立桩后钢管桩能够在重力作用下尽量竖直，在钢管桩和钩头之间设置一根吊梁，如图4.1和图4.2所示，吊梁的两个下吊耳中心距离比钢管桩直径略大20cm，使吊梁以下起吊钢丝绳在立桩以后与钢管桩平行，钢管桩从滩面得水平状态到竖直状态的吊立过程相当于以吊耳为轴发生转动。

超大直径钢管桩采用全回转起重船上配大型液压冲击锤吊打沉桩工艺，起重船不需要打桩架，只需设置两层抱桩器即可实现钢管桩的定位和垂直度调节，抱桩器结构如图6所示，两层抱桩器间距12m，在起重船甲板上的为下层抱桩器，甲板面以上13m处的为上层抱桩器。抱桩器带两个可以张开和合拢的大臂，通过100t的液压油缸控制。抱桩器的大臂上设置4个100t千斤顶，千斤顶前端安装滚轮，保证千斤顶顶紧钢管桩后，钢管桩仍可以自由下沉，如图5和图7所示。钢管桩平面位置及垂直度粗调时通过抱桩器大臂张开或合拢来调节，精调时通过4个千斤顶来调节。

为了满足超大直径钢管桩垂直度高精度要求，采用高灵敏度的倾角传感器和经纬仪直角交汇相结合的方法测量桩身垂度。钢管桩在大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船上水平起吊前，将高灵敏度的倾角传感器安装在桩顶，钢管桩吊入抱桩器到自沉入泥完成的过程中，始终由倾角传感器实时跟踪测量钢管桩顶面的水平度，反算钢管桩的垂直度，通过无线传输给起重船甲板指挥人员，根据测量结果调整钢管桩的垂直度，直到钢管桩完成自沉入泥后基本达到理想垂直状态。钢管桩完成自沉入泥后，由两台经纬仪采用直角交汇观测钢管桩的垂直度，经纬仪观测钢管桩的中线，如图9所示。为了方便观测，钢管桩自沉入泥稳定后，在经纬仪的指引下，在钢管桩表面从下往上每隔5m贴一条10cm长的横向标尺，标尺刻度由-5cm增加到+5cm，最小刻度为5mm，贴的时候保证标尺“0”刻度基本在一条竖直线上，如图8所示，以钢管桩理想垂直状态为基准，从下到上记录每个标尺的初始读数，压锤及锤击沉桩过程中，经纬仪观测标尺的读数与初始读数比较，计算钢管桩的垂直度偏差，指导调节垂直度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种潮间带施打大直径钢管桩沉桩方法，其特征是：使用大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船与带坐滩功能的全回转起重船配合实现大直径钢管桩沉桩作业的具体步骤如下：

第一步：钢管桩加工制作完成，经检验合格后，在码头吊装到大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船上运至施工现场；

第二步：在潮间带潮位满足起重船和大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船吃水要求时，起重船根据船上配置的GPS打桩定位系统指示在设计桩位处首先驻位，抛“十”字交叉锚粗略定位，大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船在起重船驻好位后过来靠泊，通过缆绳带在起重船的系缆柱上；在退潮后，起重船即将坐滩时，通过绞锚调整起重船位置，使抱桩器中心对准设计桩位中心，保证起重船坐滩后桩位偏差在允许范围内；

第三步：大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船驻好位后，在钢管桩水平起吊前，在钢管桩顶端安装倾角传感器；

第四步：起重船坐滩后将锚缆放松，将大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船固定支架和滑动小车钢丝绳解开，起重船吊机采用双钩吊住钢管桩上端的两吊耳，钢管桩底端支撑在滑动小车上，吊机双钩缓慢同时升起，大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船船艏卷扬机缓慢拉着滑动小车向前移动，直到钢管桩被竖直吊起来；

第五步：将竖立的钢管桩吊入起重船左侧的抱桩器中，下层抱桩器的四个千斤顶前端滚轮调整到与钢管桩外壁1～2cm的间隙；首先通过吊机的1号勾头和2号勾头升降调整钢管桩两个吊耳连线方向的垂直度，垂直度在5‰以内时，下层抱桩器该方向的两个千斤顶前端滚轮将钢管桩顶紧，吊机两钩同时下降使钢管桩入泥30～50cm；然后通过吊机大臂变幅调整与两个吊耳连线成90°角方向的垂直度，垂直度在5‰以内时，下层抱桩器该方向的两个千斤顶前端滚轮将钢管桩顶紧，同时将上层抱桩器四个千斤顶前端滚轮将钢管桩顶紧，此时，上、下层抱桩器的八个千斤顶前端滚轮已将钢管桩在平面四个方向上完全限位；最后起重船吊机缓慢松钩，钢管桩开始自沉入泥；钢管桩自沉入泥过程中，根据桩顶倾角传感器的指示，及时用控制吊机1号勾头和2号勾头受力大小、吊机大臂变幅和抱桩器千斤顶调节垂直度，如调节效果不明显，则应将钢管桩拔出重新自沉，直到钢管桩完成自沉入泥后基本达到理想垂直状态；

第六步：起重船吊机缓慢松钩，使吊桩钢丝绳松弛，然后通过预先系在钢丝绳上的溜绳将钢丝绳拉出吊耳，实现起吊钢丝绳自动脱钩，将钢丝绳及吊梁卸到起重船甲板上；

第七步：钢管桩自沉入泥稳定后，在经纬仪的指引下，在钢管桩表面从下往上每隔5m贴横向标尺，并记录钢管桩理想垂直状态下的初始读数，读数与倾角传感器显示结果一致后，将桩顶倾角传感器拆除；

第八步：起重船吊机吊液压冲击锤套入钢管桩，开始压锤，每入泥10cm用经纬仪观测一次垂直度，如有变化，则通过千斤顶进行纠偏；

第九步：液压锤开始锤击沉桩，锤击过程中密切观测钢管桩的贯入度和垂直度，直到满足设计停锤要求，开始采用小能量轻击，每入泥10cm观测一次垂直度，如有变化，则通过千斤顶进行纠偏；在钢管桩入泥达到一定深度后，如果每打击一锤，贯入度合理，垂直度变化不大，则逐渐加大能量，每入泥50cm观测一次垂直度，直至将钢管桩打到设计标高。

2.一种实施权利要求1的方法的大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船，其特征是：包括专用船船体、船艏卷扬机及船艉卷扬机、固定支架、滑动小车和钢轨道，所述船艏卷扬机及船艉卷扬机分别纵向固定在专用船船体的船头和船尾甲板上，所述船艏卷扬机及船艉卷扬机之间的专用船船体甲板上固定有两根钢轨道，所述钢轨道一端固定有固定支架，钢轨道另一端对应固定支架位置设于移动的滑动小车，所述滑动小车两端分别与船艏卷扬机及船艉卷扬机的牵引钢丝绳连接。

3.根据权利要求2所述的大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船，其特征是：所述滑动小车横截面形状呈马槽形，滑动小车的马槽形上开口通过置于两侧壁的转动轴销接有横截面形状呈U形的托架，所述滑动小车的马槽形上开口两端设有小车捆绑钢丝绳，所述固定支架开口上的两端设有固定支架捆绑钢丝绳。

4.根据权利要求2或3所述的大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船，其特征是：所述滑动小车上设有固定螺栓，所述钢轨道两侧对应滑动小车上的固定螺栓位置设有若干对锚固支座，所述托架上设有与滑动小车锁紧的锁紧螺栓。

5.根据权利要求3所述的大直径钢管桩运输及辅助吊桩施工专用船，其特征是：所述托架内侧壁上均匀设有若干个滚轮，所述托架的右端内侧面上焊接有牛腿，牛腿与钢管桩底端完全接触。

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