CN106320309A - 吸力锚式水上打桩平台及水上群桩基础打桩工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种吸力锚式水上打桩平台，包括箱筒、桁架、导架平台和抱桩器，所述桁架安装在箱筒顶部，桁架顶端设有导架平台，所述导架平台上设有导架平台滑道，导架平台滑道上安装有沿导架平台滑道伸出及缩回的抱桩器，所述桁架沿其纵向置有排气管，所述排气管下端插入至箱筒顶部的排气孔内，排气管顶端连接有截止阀。水上群桩基础打桩工艺，包括以下步骤：平台固定；起吊打桩锤进行打桩；打开截止阀，通过排气管向箱筒内充气，并辅助高压水冲，使吸力锚式打桩导架从泥里面拔出。有益效果：实现了陆上完全预制、拼接，减少了海上作业时间，充分利用箱筒结构抽真空负压下沉的施工工艺，可由标准段桁架任意接高，适应不同水深的施工要求。

Description

吸力锚式水上打桩平台及水上群桩基础打桩工艺

技术领域

本发明属于海上桩基施工领域，尤其涉及一种吸力锚式水上打桩平台及水上群桩基础打桩工艺。

背景技术

海上施工因受到风浪大的影响，施工作业时间很短，严重影响着海上施工的效率。传统的水上群桩施工是依据桩位进行船舶驻位并沉桩的工艺。该种工艺的缺陷是沉桩位置和垂直度较难控制，需在沉桩结束后再根据沉桩实测位置进行上部结构的加工制作安装，且需多次移船驻位，施工效率低。近年来，打桩导架较多的应用于水上沉桩，由于水上群桩通常分布面积较大，打桩导架往往体积庞大、结构复杂、造价较高，其在使用过程中又存在着一定的局限性。

专利文献203939028U公开了一种移动式水上打桩限位架，其包括中心大钢柱、桁架结构和若干个容水仓，中心大钢柱通过桁架结构固接构成整体限位架结构，其上设有操作平台，操作平台及容水仓上安装有抱桩器。该结构的缺陷是适用范围有限，仅适用于潮间带或水深较浅的区域打桩。

申请人以专利文献205046535U公开了及一种海上施工作业的移动式钢制平台，其特征是：包括平台钢板、钢立柱、桁架、箱筒，所述钢立柱与下部箱筒顶端连接，所述钢立柱之间设有连接桁架，所述平台钢板设置在钢立柱及桁架的顶端，所述箱筒顶端设有预留孔道。本发明可实现陆上完全预制，减少了海上拼接作业时间，施工作业时不受风浪影响，充分利用了箱筒结构抽真空负压下沉的施工工艺，实现了方便快捷安装及移动的目的，提高了安装效率，降低了移动式钢平台的造价。缺陷是：上述技术方案不适合各种复杂水域深度施工。鉴于平台高度固定，则适用水深范围有限。而且不能满足全方位打群桩基础的施工要求，施工局限性很大。

申请人以专利文献105464117A公开了一种旋转式水上打桩导架，包括定位桩，其特征是：所述定位桩上端固接有定位桩上层法兰盘，其下端 固接有定位桩下层法兰盘，定位桩上、下层法兰盘上分别固接有上、下层导架底座，上、下层导架底座上表面分别设置有上、下层导架底座螺栓孔，上、下层导架底座上通过螺栓分别固定有上、下层导架外伸缩机构。工艺：在群桩中心位置安装旋转式水上打桩导架作为作业平台和测量平台，使其可以调节基础桩的平面位置、斜度、标高；通过全回转起重设备吊装打桩锤进行基础桩沉桩施工，调整打桩导架伸缩距离和旋转角度，即可进行群桩施工。旋转式导架缺陷：虽然旋转式导架不受风浪影响，但是与其配套施工的打桩船会受风浪影响，仍然影响施工进度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种吸力锚式水上打桩平台及水上群桩基础打桩工艺，导架平台、导架平台滑道就抱桩器的组合可以实现全方位打群桩基础的施工要求；可以把吊机放在平台上，吊机和打桩都不会因风浪而影响施工；平台高度可以搭接满足了不同水域的深度范围要求。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种吸力锚式水上打桩平台，包括箱筒、桁架、导架平台和抱桩器，其特征是：所述桁架安装在箱筒顶部，桁架上连接有导架平台，所述导架平台上设有导架平台滑道，导架平台滑道上安装有沿导架平台滑道伸出及缩回的抱桩器，所述桁架沿其纵向置有排气管，所述排气管下端插入至箱筒顶部的排气孔内，排气管顶端连接有截止阀，

所述箱筒的外壁设置有高压冲水管。

所述桁架包括桁架支撑杆件和桁架连接杆件，所述桁架支撑杆件安装在箱筒顶部，桁架支撑杆件通过多组桁架连接杆件连接成整体桁架，所述排气管沿桁架支撑杆件布置。

所述桁架呈分层拼接式桁架组合，每层桁架组包括桁架支撑杆件和桁架连接杆件，桁架支撑杆件两端设置有法兰盘，桁架支撑杆件通过桁架连接杆件连接成桁架组，桁架组之间通过法兰盘及螺栓连接构成整体桁架。所述抱桩器上设有能够打开或闭合的抱臂，所述抱臂上设置有千斤顶。

所述导架平台数量为1-2层，每层导架平台上均设有导架平台滑道，导架平台滑道上安装有抱桩器。

所述导架平台平面形状为多边形，导架平台安装在每层桁架组上方， 或通过外伸导架平台斜撑连接到桁架支撑杆件外侧构成外伸导架平台，安装在导架平台滑道上的抱桩器置于导架平台外侧、内侧或外伸结构上。

所述箱筒为设有内隔舱的大箱筒或由3-8个小箱筒构成的箱筒组合，所述隔舱顶部设置有排气孔。

一种吸力锚式水上打桩平台的水上群桩基础打桩工艺，其特征是，包括以下步骤：

(1)运输船停靠在码头前沿，在码头岸线上对分层加工的吸力锚式水上打桩平台进行拼装，起吊吸力锚式水上打桩平台至运输船上并进行稳固；

(2)运输船将吸力锚式水上打桩平台运至施工地点，使用吊机将吸力锚式水上打桩平台吊至安放位置，吸力锚式水上打桩平台依靠自重下沉入泥；

(3)打开排气管上的截止阀，真空泵通过排气管抽取箱筒内的气形成真空，吸力锚式水上打桩平台在负压作用下继续下沉，通过调整各箱筒的抽气速率对吸力锚式水上打桩平台安装平整度进行调整，吸力锚式水上打桩平台下沉稳定后，形成水上固定平台，关闭排气管上的截止阀；

(4)将吊机、发电机、真空泵等施工设备吊至导架平台上进行布置安放；

(5)抱桩器在导架平台滑道上移动，调整打桩半径，打开上、下两层抱桩器的抱臂，将钢管桩吊入抱桩器后关闭抱臂，通过抱臂上的千斤顶调整钢管桩的垂直度，钢管桩依靠自重下沉入泥；

(6)起吊打桩锤进行打桩，桩顶位于抱桩器上方1-2m位置时，打开抱桩器的抱臂，将抱桩器沿导架平台滑道缩回后继续沉桩，直至将钢管桩沉至设计标高位置，完成钢管桩沉桩；

(7)依照上述步骤(5)、(6)沉入所有钢管桩；

(8)移走导架平台上的吊机、发电机、真空泵等施工设备；

(9)打开排气管上的截止阀，通过排气管向箱筒内充气，并辅助高压水冲，使吸力锚式打桩导架从泥里面拔出，起吊吸力锚式水上打桩平台至下一个施工位置，重复上述步骤(2)-(8)进行下一桩位的施工。

有益效果：与现有技术相比，本发明通过箱筒、桁架、导架平台、导架平台滑道和抱桩器构成吸力锚式水上打桩平台，扩大导架的适用范围，提高水上施打群桩的效率和质量。实现了陆上完全预制、拼接，减少了海上作业时间，充分利用箱筒结构抽真空负压下沉的施工工艺，实现了方便 快捷安装及移动了的目的，吸力锚式水上打桩平台可由标准段桁架任意接高，可适应不同水深的施工要求，通过在吸力锚式水上打桩平台上布置不同组合及不同位置的抱桩器，可以灵活施打任意半径及斜度全方位的群桩基础，具有打桩效率及精度高的优点。可以把吊机放在平台上，吊机和打桩都不会因受到风浪而影响施工。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的俯视图；

图3是图1中抱桩器的结构示意图；

图4是吸力锚式水上打桩平台内侧打桩的示意图；

图5是吸力锚式水上打桩平台施打六桩的示意图；

图6是吸力锚式水上打桩平台施打三桩的示意图；

图7是吸力锚式水上打桩平台外伸导架平台打桩的平面示意图；

图8是本发明外伸导架平台的结构示意图；

图9是底部采用大箱筒的吸力锚式水上打桩平台仰视图；

图10是吸力锚式水上打桩平台施打斜桩的示意图。

图中：1-箱筒，2-排气孔，3-桁架支撑杆件，4-桁架连接杆件，5-法兰盘，6-排气管，7-截止阀，8-导架平台，9-抱桩器，10-导架平台滑道，11-钢管桩,12-抱臂，13-千斤顶，14-外伸导架平台，15、外伸导架平台斜撑。

具体实施方式

下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。

详见附图1-10，一种吸力锚式水上打桩平台包括箱筒1、排气管6、桁架、导架平台8、抱桩器9，所述箱筒1顶部设置有排气孔2，所述桁架安装在箱筒1顶部，所述桁架由多层桁架拼接而成，每层桁架包括桁架支撑杆件3和桁架连接杆件4，所述每层桁架的桁架支撑杆件3两端设置有法兰盘5，所述多层桁架通过法兰盘5及其上螺栓进行连接，所述桁架支撑杆件安装在箱筒顶部，桁架支撑杆件通过多组桁架连接杆件连接成整体桁架，所述排气管沿桁架支撑杆件布置。桁架支撑杆件通过桁架连接杆件连接成桁架组，桁架组之间通过法兰盘及螺栓连接构成整体桁架。所述排气管6沿桁架支撑杆件3布置，插入至箱筒1顶部排气孔2内，所述排气管6上设置有截止阀7，所述导架平台8布置两层，设置在桁架顶端，所 述导架平台8上布设有导架平台滑道10，所述抱桩器9安装在导架平台滑道10上，所述抱桩器9上设置有可打开闭合的抱臂12，所述抱臂12上设置有千斤顶13。

所述导架平台安装在桁架上方，或通过外伸导架平台斜撑15连接到桁架支撑杆件外侧构成外伸导架平台14，安装在导架平台滑道10上的抱桩器置于导架平台外侧、内侧或外伸结构上，可以施打任意半径及斜度的群桩基础。箱筒的外壁设置有高压冲水管。

所述导架平台数量为1-2层，每层导架平台上均设有导架平台滑道，导架平台滑道上安装有抱桩器。

所述导架平台平面形状为多边形，导架平台安装在每层桁架组上方，或通过外伸导架平台斜撑连接到桁架支撑杆件外侧构成外伸导架平台，安装在导架平台滑道上的抱桩器置于导架平台外侧、内侧或外伸结构上。

详见附图9，所述箱筒为设有内隔舱的大箱筒或由3-8个小箱筒构成的箱筒组合，所述隔舱顶部设置有排气孔。

吸力锚式水上打桩平台的施工工艺为：

(1)运输船停靠在码头前沿，在码头岸线上对分层加工的吸力锚式水上打桩平台进行拼装，起吊吸力锚式水上打桩平台至运输船上并进行稳固。

(2)运输船将吸力锚式水上打桩平台运至施工地点，使用吊机将吸力锚式水上打桩平台吊至安放位置，吸力锚式水上打桩平台依靠自重下沉入泥。

(3)打开排气管6上的截止阀7，真空泵通过排气管6及箱筒1上的排气孔2抽取箱筒1内的气形成真空，吸力锚式水上打桩平台在负压作用下继续下沉，通过调整各箱筒1的抽气速率对吸力锚式水上打桩平台安装平整度进行调整，吸力锚式水上打桩平台下沉稳定后，形成水上固定平台，关闭排气管6上的截止阀7。

(4)将吊机、泵箱、发电机、真空泵等施工设备吊至导架平台8上进行布置安放。

(5)抱桩器9在导架平台滑道10上移动，调整打桩半径，打开上、下两层抱桩器9的抱臂12，将钢管桩11吊入抱桩器9后关闭抱臂12，通过抱臂12上的千斤顶13调整钢管桩11的垂直度，钢管桩11依靠自重下沉入泥。

(6)起吊打桩锤进行打桩，将钢管桩11沉至极限位置。

(7)吊入嵌岩钻机，嵌岩钻机的钻头通过钢管桩11对岩石进行凿岩钻进，破碎的岩石形成泥浆，通过嵌岩钻机的排泥管将泥浆排出处理，钢管桩11继续下沉，桩顶位于抱桩器9上方1-2m位置时，打开抱桩器9的抱臂12，将抱桩器9沿导架平台滑道10缩回后继续沉桩，直至将钢管桩11沉至设计标高位置，完成钢管桩11沉桩。

(8)钢管桩11清孔完成后，将灌浆管插入至钢管桩11底部，泵箱通过灌浆管向钢管桩11内灌入混凝土至设计要求位置。

(9)依照上述步骤(5)-(8)沉入所有钢管桩11。

(10)移走导架平台8上的吊机、泵箱、发电机、真空泵等施工设备。

(11)打开排气管6上的截止阀7，通过排气管6向箱筒1内充气，并辅助高压水冲，使吸力锚式打桩导架从泥里面拔出，起吊吸力锚式水上打桩平台至下一个施工位置，重复上述步骤(2)-(10)进行下一桩位的施工。

实施例1

详见附图4，吸力锚式水上打桩平台内侧打桩的结构特征：

一种吸力锚式水上打桩平台包括箱筒1、排气管6、桁架、导架平台、抱桩器9，本实施例还包括四个小箱筒1，所述四根桁架支撑杆件3连接在四个小箱筒1上，所述导架平台布置两层，设置在桁架顶端，所述导架平台横截面呈正方形，其边长小于相邻两根桁架支撑接杆件3的距离，所述抱桩器9安装在导架平台上，所述抱桩器9上设置有可打开闭合的抱臂12，所述抱臂12上设置有千斤顶13。

本实施例的吸力锚式水上打桩平台可施打群桩半径较小的群桩基础，其实施步骤同上述具体工艺步骤。

实施例2

详见附图5，吸力锚式水上打桩平台施打六桩的结构特征：

一种吸力锚式水上打桩平台包括箱筒1、排气管6、桁架、导架平台、抱桩器9，本实施例还包括六个小箱筒1，六根桁架支撑杆件3连接在六个小箱筒1上，导架平台布置两层，设置在桁架顶端，导架平台平面形状呈六边形，所述导架平台六条边上均布设有导架平台滑道10，所述抱桩器9安装在导架平台滑道10上，所述抱桩器9上设置有可打开闭合的抱臂12，所述抱臂12上设置有千斤顶13。

本实施例的吸力锚式水上打桩平台可施打六桩的群桩基础，其实施步骤同同上述具体工艺步骤。。

实施例3

详见附图6，吸力锚式水上打桩平台施打三桩的结构特征：

一种吸力锚式水上打桩平台包括箱筒1、排气管6、桁架、导架平台、抱桩器9，本实施例还包括四个小箱筒1，四根桁架支撑杆件3连接在四个小箱筒1上，所述导架平台布置两层，设置在桁架顶端，所述导架平台平面形状呈正方形，其边长与相邻两根桁架支撑接杆件3的距离相同，所述导架平台沿其三条边上布置有导架平台滑道10，所述抱桩器9安装在导架平台滑道10上，所述抱桩器9上设置有可打开闭合的抱臂12，所述抱臂12上设置有千斤顶13。

所述吸力锚式水上打桩平台可施打三桩的群桩基础，其实施步骤同同上述具体工艺步骤。。

实施例4

详见附图7、8，吸力锚式水上打桩平台外伸导架平台打桩的结构特征：

一种吸力锚式水上打桩平台包括箱筒1、排气管6、桁架、导架平台、抱桩器9，本实施例还包括四个小箱筒1，所述四根桁架支撑杆件3连接在四个小箱筒1上，所述导架平台布置在桁架顶端，所述导架平台横截面呈正方形，其边长与相邻两根桁架支撑接杆件3的距离相同，所述桁架支撑杆件3外侧设置有外伸导架平台14，所述外伸导架平台14下方设置有外伸导架平台斜撑15，所述外伸导架平台14上设置有导架平台滑道10，所述四个抱桩器9安装在导架平台滑道10上，所述抱桩器9上设置有可打开闭合的抱臂12，所述抱臂12上设置有千斤顶13。

本实施例的吸力锚式水上打桩平台外伸导架平台可施打四桩的群桩基础，其实施步骤同同上述具体工艺步骤。。

实施例5

详见附图9，吸力锚式水上打桩平台采用带隔舱大箱筒的结构特征：

一种吸力锚式水上打桩平台包括箱筒1、排气管6、桁架、导架平台、抱桩器9，本实施例还包括一个设置有八个隔舱的大箱筒1，所述隔舱顶端设置有排气孔，所述四根桁架支撑杆件3连接在大小箱筒1上，所述导架平台布置两层，设置在桁架顶端，所述导架平台平面形状呈正方形，其 边长与相邻两根桁架支撑接杆件3的距离相同，所述桁架支撑杆件3外侧设置有外伸导架平台14，所述外伸导架平台14下方设置有外伸导架平台斜撑15，所述外伸导架平台14上设置有导架平台滑道10，所述四个抱桩器9安装在导架平台滑道10上，所述抱桩器9上设置有可打开闭合的抱臂12，所述抱臂12上设置有千斤顶13。

本实施例的吸力锚式水上打桩平台可施打四桩的群桩基础，其实施步骤同上述具体工艺步骤。。

实施例6

详见附图10，吸力锚式水上打桩平台施打斜桩的结构特征：

一种吸力锚式水上打桩平台包括箱筒1、排气管6、桁架、导架平台、抱桩器9，本实施例还包括四个小箱筒1，所述四根桁架支撑杆件3连接在四个小箱筒1上，所述导架平台布置两层，设置在桁架顶端，所述导架平台横截面呈正方形，其边长与相邻两根桁架支撑接杆件3的距离相同，所述导架平台上设置有导架平台滑道10，所述四个抱桩器9安装在导架平台滑道10上，所述抱桩器9上设置有可打开闭合的抱臂12，所述抱臂12上设置有千斤顶13，所述下层导架平台上的四个抱桩器9向外侧沿导架平台滑道10伸出的距离大于上层导架平台上的四个抱桩器9向外侧沿导架平台滑道10伸出的距离。

本实施例的吸力锚式水上打桩平台可施打斜桩的群桩基础，其实施步骤同上述具体工艺步骤。。

上述参照实施例对该一种吸力锚式水上打桩平台及水上群桩基础打桩工艺进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种吸力锚式水上打桩平台，包括箱筒、桁架、导架平台和抱桩器，其特征是：所述桁架安装在箱筒顶部，桁架顶端设有导架平台，所述导架平台上设有导架平台滑道，导架平台滑道上安装有沿导架平台滑道伸出及缩回的抱桩器，所述桁架沿其纵向置有排气管，所述排气管下端插入至箱筒顶部的排气孔内，排气管顶端连接有截止阀。

2.根据权利要求1所述的吸力锚式水上打桩平台，其特征是：所述箱筒的外壁设置有高压冲水管。

3.根据权利要求1所述的吸力锚式水上打桩平台，其特征是：所述桁架包括桁架支撑杆件和桁架连接杆件，所述桁架支撑杆件安装在箱筒顶部，桁架支撑杆件通过多组桁架连接杆件连接成整体桁架，所述排气管沿桁架支撑杆件布置。

4.根据权利要求1所述的吸力锚式水上打桩平台，其特征是：所述桁架呈分层拼接式桁架组合，每层桁架组包括桁架支撑杆件和桁架连接杆件，桁架支撑杆件两端设置有法兰盘，桁架支撑杆件通过桁架连接杆件连接成桁架组，桁架组之间通过法兰盘及螺栓连接构成整体桁架。

所述抱桩器上设有能够打开或闭合的抱臂，所述抱臂上设置有千斤顶。

5.根据权利要求1所述的吸力锚式水上打桩平台，其特征是：所述导架平台数量为1-2层，每层导架平台上均设有导架平台滑道，导架平台滑道上安装有抱桩器。

6.根据权利要求1所述的吸力锚式水上打桩平台，其特征是：所述箱筒为设有内隔舱的大箱筒或由3-8个小箱筒构成的箱筒组合，所述隔舱顶部设置有排气孔。

7.根据权利要求1所述的吸力锚式水上打桩平台，其特征是：所述导架平台平面形状为多边形，导架平台安装在每层桁架组上方，或通过外伸导架平台斜撑连接到桁架支撑杆件外侧构成外伸导架平台，安装在导架平台滑道上的抱桩器置于导架平台外侧、内侧或外伸结构上。

8.一种根据权利要求1所述吸力锚式水上打桩平台的水上群桩基础打桩工艺，其特征是，包括以下步骤：

(1)运输船停靠在码头前沿，在码头岸线上对分层加工的吸力锚式水上 打桩平台进行拼装，起吊吸力锚式水上打桩平台至运输船上并进行稳固；

(2)运输船将吸力锚式水上打桩平台运至施工地点，使用吊机将吸力锚式水上打桩平台吊至安放位置，吸力锚式水上打桩平台依靠自重下沉入泥；

(3)打开排气管上的截止阀，真空泵通过排气管抽取箱筒内的气形成真空，吸力锚式水上打桩平台在负压作用下继续下沉，通过调整各箱筒的抽气速率对吸力锚式水上打桩平台安装平整度进行调整，吸力锚式水上打桩平台下沉稳定后，形成水上固定平台，关闭排气管上的截止阀；

(4)将吊机、发电机、真空泵等施工设备吊至导架平台上进行布置安放；

(5)抱桩器在导架平台滑道上移动，调整打桩半径，打开上、下两层抱桩器的抱臂，将钢管桩吊入抱桩器后关闭抱臂，通过抱臂上的千斤顶调整钢管桩的垂直度，钢管桩依靠自重下沉入泥；

(6)起吊打桩锤进行打桩，桩顶位于抱桩器上方1-2m位置时，打开抱桩器的抱臂，将抱桩器沿导架平台滑道缩回后继续沉桩，直至将钢管桩沉至设计标高位置，完成钢管桩沉桩；

(7)依照上述步骤(5)、(6)沉入所有钢管桩；

(8)移走导架平台上的吊机、发电机、真空泵等施工设备；

(9)打开排气管上的截止阀，通过排气管向箱筒内充气，并辅助高压水冲，使吸力锚式打桩导架从泥里面拔出，起吊吸力锚式水上打桩平台至下一个施工位置，重复上述步骤(2)-(8)进行下一桩位的施工。