CN104711983B - 一种基于履带式工程机械的码头打桩方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于履带式工程机械的码头打桩方法，以已有码头地面为支撑面，采用履带式吊机和履带式打桩机，依次设置在施工码头地面铺设的钢板上，针对桩体进行吊运、施打，实现针对已有码头的加固施工，整个设计方法逻辑清晰，并且在施工的同时，保持了码头的正常作业，有效避免了传统打桩船驶进桩群进行施工的不便，以及对原有桩基造成的破坏；不仅如此，整个设计方法简单，成本易于控制，并且实际应用中，能够有效保证了工期和施工质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于履带式工程机械的码头打桩方法。
背景技术
港口历来在一国的经济发展中扮演着重要的角色，是运输系统中的重要环节，作为国内市场与国际市场的接轨点，一直是货物、资金、技术、人才、信息的聚集点。码头作为海边、江河边供货物装卸、乘客上下的水工建筑物，在港口工程结构中有着不可替代的作用。一旦码头停止作业或是吞吐能力无法适应需求，大量的货物将会在港内滞留雍堵，造成巨大的经济损失。
在码头的使用过程中，常出现下述两个问题：（1）在船舶撞击力及上部装卸机械等荷载的作用下，码头桩基发生损坏；（2）码头的吞吐能力无法适应经济的发展需求，成为物流环节的瓶颈之一。码头加固改造则是解决上述两个问题较为理想的方法。码头加固改造有着周期短、资金省、施工快等特点，可以有效提升码头承载能力、缓解港口压力，而科学合理的加固改造方法则可为港口管理部门带来巨大的经济和社会效益。
桩基施工，特别是斜桩施工，既是整个码头加固改造工程中的重要组成部分，也是难点之一。
传统打桩船一般由拖轮拖拽航行至水面沉桩位置，进行桩架安装并实施打桩过程。特点是在水上作业，在码头初建过程中与陆上作业互不影响，但受风浪、天气、水位等水文因素的影响较大，可能会延长工期。在码头加固改造修复工程中，打桩船不能灵活驶进桩群进行作业，反而会阻碍码头正常作业，对桩基稳定性造成不良影响。
若要在不影响码头作业的前提下实现对码头的加固改造，更是增大了施工难度。现有的斜桩施工技术都或需要码头停止作业以配合施工，或需要使用灵活的打桩设备以便能在码头下方的桩群中作业实现打桩目的，不但影响了码头正常使用作业，使货物不能及时装卸转运，造成经济损失，还会因为打桩船在桩群中施工不便导致工期延长、经济效益低下，同时会降低桩基的稳定性，引发安全隐患。
发明内容
针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于履带式工程机械，能够便捷地针对已有码头进行高效率加固施工的基于履带式工程机械的码头打桩方法。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于履带式工程机械的码头打桩方法，包括如下步骤：
步骤001. 根据施工设计，在待施工码头地面上通过测量，定位桩基施工位置，并根据桩基施工位置，在待施工码头地面上标记轴线控制点，进入步骤002；
步骤002. 在桩基施工位置上进行开孔，获得通孔，贯穿待施工码头地面，进入步骤003；
步骤003. 在紧邻桩基施工位置的待施工码头地面上铺设钢板，将履带式起吊机移动至钢板上，根据桩基施工位置，针对履带式起吊机的位置进行调整，并布置桩吊点，进入步骤004；
步骤004. 根据地面上的轴线控制点，在待施工码头的地面上标记轴线，进入步骤005；
步骤005. 首先履带式起吊机通过桩吊点，经绳索将一节桩体吊运插入桩基施工位置的通孔中；然后断开桩吊点与该桩体的连接，将履带式起吊机从钢板上移开，将履带式打桩机移动至钢板上，根据桩基施工位置，针对履带式打桩机的位置进行调整，并组装打桩架；接着履带式打桩机通过桩锤的自重针对该桩体进行下压，并且当该桩体下沉速率达到预设下沉速率下限时，根据地面上标记的轴线，针对该桩体的位置进行校准调整；最后再通过桩锤的自重针对该桩体进行下压，直至该桩体的下沉速率为零为止，此时针对打桩架进行固定，并进入步骤006；
步骤006. 校准保持桩锤与该桩体处于同一轴线上，履带式打桩机控制桩锤工作，针对该桩体实施击打，直至该桩体的顶部高度适合施工人员进行焊接操作为止，进入步骤007；
步骤007. 判断该桩体的施工深度是否达到施工设计中的深度，是则待施工码头上该桩基施工位置的打桩施工结束；否则在该桩体顶端的内口位置设置衬铁，并进入步骤008；
步骤008. 将履带式打桩机从钢板上移开，将履带式起吊机移动至钢板上，根据桩基施工位置，针对履带式起吊机的位置进行调整，并布置桩吊点，接着履带式起吊机通过桩吊点，经绳索再吊运一节桩体，使该桩体的底端与上一节已施工桩体的顶端经其中的衬铁相连接，并使得该桩体的轴线与上一节已施工桩体的轴线处于同一直线上，进入步骤009；
步骤009. 针对该桩体的底端和上一节已施工桩体的顶端进行焊接，使得该桩体与上一节已施工桩体固定连接，进入步骤010；
步骤010. 断开桩吊点与该桩体的连接，将履带式起吊机从钢板上移开，将履带式打桩机移动至钢板上，根据桩基施工位置，针对履带式打桩机的位置进行调整，接着履带式打桩机控制桩锤工作，针对该桩体实施击打，直至该桩体的顶部高度适合施工人员进行焊接操作为止，进入步骤011；
步骤011. 判断已施工桩体的施工深度是否达到施工设计中的深度，是则待施工码头上该桩基施工位置的打桩施工结束；否则返回步骤008。
作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤004中，在待施工码头地面上标记轴线之后，根据地面上标记的轴线，在桩基施工位置上的通孔位置，设置插桩限位框，并通过焊接方式将插桩限位框与地面固定连接，再进入步骤005；
所述步骤005中，履带式起吊机吊运一节桩体经插桩限位框插入桩基施工位置的通孔中。
作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤009中，首先针对该桩体的底端和上一节已施工桩体的顶端进行端口预处理，保证该两节桩体相对的端面平整，然后针对该桩体的底端和上一节已施工桩体的顶端进行焊接。
作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤009中，在针对该桩体的底端和上一节已施工桩体的顶端进行焊接之后，针对焊口涂刷防腐漆，再进入步骤010。
作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤009中，在针对该桩体的底端和上一节已施工桩体的顶端进行焊接之后，针对焊口按比例进行焊口探伤检测，再进入步骤010。
作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤006中和所述步骤010中，所述履带式打桩机通过桩锤针对桩体的击打过程中，控制桩锤的击打力度由小逐级增大。
作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤005中和所述步骤010中，将履带式打桩机移动至钢板上，根据桩基施工位置，通过全站仪和经纬仪针对履带式打桩机的位置进行调整。
本发明所述一种基于履带式工程机械的码头打桩方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明设计的基于履带式工程机械的码头打桩方法，不同于传统的陆上打桩和水上沉桩施工方法，以已有码头地面为支撑面，采用现有履带式工程机械，进行高效率的打桩作业，实现针对已有码头的加固施工，并且在施工的同时，保持了码头的正常作业，有效避免了传统打桩船驶进桩群进行施工的不便，以及对原有桩基造成的破坏；不仅如此，整个设计方法简单，成本易于控制，并且实际应用中，能够有效保证了工期和施工质量。
附图说明
图1为本发明设计基于履带式工程机械的码头打桩方法中针对桩体的吊装示意图；
图2为本发明设计基于履带式工程机械的码头打桩方法中针对桩体的打桩示意图。
其中，1. 钢板，2. 履带式起吊机，3. 履带式打桩机，4. 插桩限位框，5.桩体。
具体实施方式
下面结合说明书附图针对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明设计的一种基于履带式工程机械的码头打桩方法在实际应用过程当中，具体通过如下步骤进行实施：
步骤001. 根据施工设计，在待施工码头地面上通过测量，定位桩基施工位置，并根据桩基施工位置，在待施工码头地面上标记轴线控制点，进入步骤002。
步骤002. 在桩基施工位置上进行开孔，获得通孔，贯穿待施工码头地面，进入步骤003。
步骤003. 在紧邻桩基施工位置的待施工码头地面上铺设钢板，将履带式起吊机移动至钢板上，根据桩基施工位置，针对履带式起吊机的位置进行调整，并布置桩吊点，进入步骤004。
步骤004. 根据地面上的轴线控制点，在待施工码头的地面上采用粉笔标记轴线，根据地面上标记的轴线，在桩基施工位置上的通孔位置，设置插桩限位框，并通过焊接方式将插桩限位框与地面固定连接，其中，插桩限位框中孔的大小设计采用1.5m×2m，再进入步骤005。
步骤005. 如图1所示，首先履带式起吊机通过桩吊点，采用绳索吊运一节桩体经插桩限位框插入桩基施工位置的通孔中；然后断开桩吊点与该桩体的连接，将履带式起吊机从钢板上移开，将履带式打桩机移动至钢板上，根据桩基施工位置，通过全站仪和经纬仪针对履带式打桩机的位置进行调整，并组装打桩架；如图2所示，接着履带式打桩机通过桩锤的自重针对该桩体进行下压，并且当该桩体下沉速率达到预设下沉速率下限时，根据地面上标记的轴线，针对该桩体的位置进行校准调整；最后再通过桩锤的自重针对该桩体进行下压，直至该桩体的下沉速率为零为止，此时针对打桩架进行固定，并进入步骤006。
步骤006. 校准保持桩锤与该桩体处于同一轴线上，履带式打桩机控制桩锤工作，控制桩锤的击打力度由小逐级增大，针对该桩体实施击打，直至该桩体的顶部高度适合施工人员进行焊接操作为止，进入步骤007。
步骤007. 判断该桩体的施工深度是否达到施工设计中的深度，是则待施工码头上该桩基施工位置的打桩施工结束；否则在该桩体顶端的内口位置设置衬铁，并进入步骤008。
步骤008. 将履带式打桩机从钢板上移开，将履带式起吊机移动至钢板上，根据桩基施工位置，针对履带式起吊机的位置进行调整，并布置桩吊点，如图1所示，接着履带式起吊机通过桩吊点，经绳索再吊运一节桩体，使该桩体的底端与上一节已施工桩体的顶端经其中的衬铁相连接，并使得该桩体的轴线与上一节已施工桩体的轴线处于同一直线上，其中，上下桩体对接精度要求轴线错位不大于2mm，下节桩体若倾斜，上节桩体仍应顺应其轴线，不得勉强把上节桩体纠正，进入步骤009。
步骤009. 首先针对该桩体的底端和上一节已施工桩体的顶端进行端口预处理，其中，针对端口进行除污、除水、除油、除锈处理，保证该两节桩体相对的端面平整，并且呈金属光泽后，然后针对该桩体的底端和上一节已施工桩体的顶端进行焊接，使得该桩体与上一节已施工桩体固定连接，接着针对焊口涂刷防腐漆，并针对焊口按比例进行焊口探伤检测，进入步骤010。
其中，在焊接过程中，为了防止咬边、焊瘤、焊渣、凹痕、夹渣等，采用焊接工艺较为成熟的二氧化碳气体保护焊，焊缝致密美观、无夹渣且基本无气泡，待焊接结束冷却满5分钟后进行焊口涂刷防腐漆处理2次。
步骤010. 断开桩吊点与该桩体的连接，将履带式起吊机从钢板上移开，将履带式打桩机移动至钢板上，根据桩基施工位置，通过全站仪和经纬仪针对履带式打桩机的位置进行调整，如图2所示，接着履带式打桩机控制桩锤工作，控制桩锤的击打力度由小逐级增大，针对该桩体实施击打，直至该桩体的顶部高度适合施工人员进行焊接操作为止，进入步骤011。
步骤011. 判断已施工桩体的施工深度是否达到施工设计中的深度，是则待施工码头上该桩基施工位置的打桩施工结束；否则返回步骤008。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (7)
1.一种基于履带式工程机械的码头打桩方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤001. 根据施工设计，在待施工码头地面上通过测量，定位桩基施工位置，并根据桩基施工位置，在待施工码头地面上标记轴线控制点，进入步骤002；
步骤002. 在桩基施工位置上进行开孔，获得通孔，贯穿待施工码头地面，进入步骤003；
步骤003. 在紧邻桩基施工位置的待施工码头地面上铺设钢板，将履带式起吊机移动至钢板上，根据桩基施工位置，针对履带式起吊机的位置进行调整，并布置桩吊点，进入步骤004；
步骤004. 根据地面上的轴线控制点，在待施工码头的地面上标记轴线，进入步骤005；
步骤005. 首先履带式起吊机通过桩吊点，经绳索将一节桩体吊运插入桩基施工位置的通孔中；然后断开桩吊点与该桩体的连接，将履带式起吊机从钢板上移开，将履带式打桩机移动至钢板上，根据桩基施工位置，针对履带式打桩机的位置进行调整，并组装打桩架；接着履带式打桩机通过桩锤的自重针对该桩体进行下压，并且当该桩体下沉速率达到预设下沉速率下限时，根据地面上标记的轴线，针对该桩体的位置进行校准调整；最后再通过桩锤的自重针对该桩体进行下压，直至该桩体的下沉速率为零为止，此时针对打桩架进行固定，并进入步骤006；
步骤006. 校准保持桩锤与该桩体处于同一轴线上，履带式打桩机控制桩锤工作，针对该桩体实施击打，直至该桩体的顶部高度适合施工人员进行焊接操作为止，进入步骤007；
步骤007. 判断该桩体的施工深度是否达到施工设计中的深度，是则待施工码头上该桩基施工位置的打桩施工结束；否则在该桩体顶端的内口位置设置衬铁，并进入步骤008；
步骤008. 将履带式打桩机从钢板上移开，将履带式起吊机移动至钢板上，根据桩基施工位置，针对履带式起吊机的位置进行调整，并布置桩吊点，接着履带式起吊机通过桩吊点，经绳索再吊运一节桩体，使该桩体的底端与上一节已施工桩体的顶端经其中的衬铁相连接，并使得该桩体的轴线与上一节已施工桩体的轴线处于同一直线上，进入步骤009；
步骤009. 针对该桩体的底端和上一节已施工桩体的顶端进行焊接，使得该桩体与上一节已施工桩体固定连接，进入步骤010；
步骤010. 断开桩吊点与该桩体的连接，将履带式起吊机从钢板上移开，将履带式打桩机移动至钢板上，根据桩基施工位置，针对履带式打桩机的位置进行调整，接着履带式打桩机控制桩锤工作，针对该桩体实施击打，直至该桩体的顶部高度适合施工人员进行焊接操作为止，进入步骤011；
步骤011. 判断已施工桩体的施工深度是否达到施工设计中的深度，是则待施工码头上该桩基施工位置的打桩施工结束；否则返回步骤008。
2.根据权利要求1所述一种基于履带式工程机械的码头打桩方法，其特征在于：所述步骤004中，在待施工码头地面上标记轴线之后，根据地面上标记的轴线，在桩基施工位置上的通孔位置，设置插桩限位框，并通过焊接方式将插桩限位框与地面固定连接，再进入步骤005；
所述步骤005中，履带式起吊机吊运一节桩体经插桩限位框插入桩基施工位置的通孔中。
3.根据权利要求1所述一种基于履带式工程机械的码头打桩方法，其特征在于：所述步骤009中，首先针对该桩体的底端和上一节已施工桩体的顶端进行端口预处理，保证该两节桩体相对的端面平整，然后针对该桩体的底端和上一节已施工桩体的顶端进行焊接。
4.根据权利要求1或3所述一种基于履带式工程机械的码头打桩方法，其特征在于：所述步骤009中，在针对该桩体的底端和上一节已施工桩体的顶端进行焊接之后，针对焊口涂刷防腐漆，再进入步骤010。
5.根据权利要求1或3所述一种基于履带式工程机械的码头打桩方法，其特征在于：所述步骤009中，在针对该桩体的底端和上一节已施工桩体的顶端进行焊接之后，针对焊口按比例进行焊口探伤检测，再进入步骤010。
6.根据权利要求1所述一种基于履带式工程机械的码头打桩方法，其特征在于：所述步骤006中和所述步骤010中，所述履带式打桩机通过桩锤针对桩体的击打过程中，控制桩锤的击打力度由小逐级增大。
7.根据权利要求1所述一种基于履带式工程机械的码头打桩方法，其特征在于：所述步骤005中和所述步骤010中，将履带式打桩机移动至钢板上，根据桩基施工位置，通过全站仪和经纬仪针对履带式打桩机的位置进行调整。
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