NL8001497A

NL8001497A - Sea bed pile-driving equipment - has tubular guide enclosing hammer and top of pile, is movable freely

Info

Publication number: NL8001497A
Application number: NL8001497A
Authority: NL
Original assignee: Panama Overseas Shipping Corp
Priority date: 1980-03-13
Filing date: 1980-03-13
Publication date: 1981-10-01

Abstract

The equipment drives freestanding piles into the seabed, having an underwater hammer controlled from a working ship. During the driving operation, a supporting tubular guide (4) encloses the top part of the pile (2), and the hammer (3) acting against it, being movable freely in relation to both. Where the hammer and the pile are of the same diameter, the guide can be a single pipe, or alternatively a cage built up of bars. Where diameters are different, it can comprise two pipes secured together and of diameters such as to fit round pile and hammer respectively.

Description

* \* \

Inrichting voor het in de zeebodem heien van vrij staande palenDevice for driving free-standing piles into the seabed

De uitvindng betreft een inrichting voor het in de zeebodem heien van vrij staande palen, die een vanaf een werkschip bedienbare onderwater hamer omvat.The invention relates to a device for pile-driving free-standing piles in the seabed, which comprises an underwater hammer that can be operated from a work ship.

Kenmerkend voor deze palen is dat deze tijdens het heien niet ge-5 steund worden door één of andere geleidingsconstructie op de zeebodem. Tijdens het heien ontleent de paal/hamer combinatie zijn stabiliteit aan de horizontale weerstand van de omringende grond, al of niet in samenwerking met een vanaf een werkschip uitgeoefende kracht. Indien voor het begin van het heien de penetratie van de paal in de zeebodem 10 ten gjvolge van zijn eigen gewicht plus het gewicht van de hamer voldoende groot is om bij overhellen een stabiliserende zijdelingse reactie in de zeebodem op te wekken, bijvoorbeeld in zachte klei, is een extra kracht vanaf het werkschip niet nodig. Wanneer echter voor het begin van het heien de penetratie van de paal in de zeebodem, ten gevolge van 15 zijn eigen gewicht plus het gewicht van de hamer onvoldoende is om bij overhellen een stabiliserende zijdelingse reactie in <fe grond op te wekken, hetgeen het geval is in bijvoorbeeld vaste kleisoorten of dicht zand, moet vanaf een werkschip een aanvullende kracht worden uitgeoefend.Characteristic of these piles is that they are not supported during the pile driving by some guiding construction on the sea bottom. During pile driving, the pile / hammer combination derives its stability from the horizontal resistance of the surrounding soil, whether or not in collaboration with a force exerted from a work ship. If before the pile driving begins, the penetration of the pile into the seabed 10 as a result of its own weight plus the weight of the hammer is sufficient to generate a stabilizing lateral reaction in the seabed when tilting, for example in soft clay, no additional force is required from the work ship. However, if the pile penetration into the seabed due to its own weight plus the weight of the hammer is insufficient to generate a stabilizing lateral reaction in the soil before tilting, which is the case For example, in solid clays or dense sand, an additional force must be applied from a work ship.

Hierbij doet zich echter het probleem voor dat deze kracht niet 20 zonder meer op de paal/hamer combinatie kan worden uitgeoefend. Immers gedurende het heien is de paal/hamer combinatie onderhevig aan grote versnellingen. Indien de aanvullende stabiliserende kracht direct op de paal/hamer combinatie aangrijpt, zullen via het aangrijpingspunt de ; . versnellingen eveneens worden overgebracht op het medium waarmee de kracht 25 wordt uitgeoefend. Indien het medium een grote stijfheid in de richting van de baan van de hamer bezit, zullen de versnellingen grote krachten opwekken in het medium zelf(kabel, lieren), alsmede in de hamer en de hamerondersteuning. Deze krachten kunnen leiden tot grote schade van de hamer of het medium, waarmee de hamer/paal combinatie verticaal wordt ^ 800 1 497 2 gehouden.However, the problem here arises that this force cannot simply be exerted on the pile / hammer combination. After all, during pile driving the pile / hammer combination is subject to large accelerations. If the additional stabilizing force acts directly on the pile / hammer combination, the; . accelerations are also transferred to the medium with which the force is applied. If the medium has a high stiffness in the direction of the path of the hammer, the accelerations will generate great forces in the medium itself (cable, winches), as well as in the hammer and hammer support. These forces can lead to major damage to the hammer or medium, holding the hammer / pole combination vertically ^ 800 1 497 2.

Afgezien van het optreden van versnellingskrachten in de baan van de hamer bij een grote stijfheid van het medium in deze richting, bestaan er grote bezwaren een kracht met een ontbondene in de richting 5 van de baan van de hamer vanaf het zeeoppervlak uit te oefenen.Apart from the occurrence of acceleration forces in the path of the hammer at a high stiffness of the medium in this direction, there are great drawbacks to apply a force with a decomposed in the direction of the path of the hammer from the sea surface.

Tijdens het laten zakken naar de zeebodem is de paal vaak opgehangen aan de hamer door middel van een tijdelijke verbinding, die zodanig is ontworpen, dat deze verbinding na één of enkele hamerslagen verbroken wordt. Indien na het verbreken van deze verbinding een kracht 4 10 wordt uitgeoefend met een ontbondene in de richting van de baan van de hamer, kan de hamer van de paalkop worden gescheiden of wordt de ener-gie-overdracht van de hamer naar de paal verslechterd.During lowering to the seabed, the pole is often suspended from the hammer by means of a temporary connection, which is designed such that this connection is broken after one or a few hammer blows. If, after breaking this connection, a force 4 is applied with a decomposed in the direction of the path of the hammer, the hammer can be separated from the pile head or the energy transmission from the hammer to the pile is impaired.

Om voorgenoemde bezwaren te ondervangen wordt daarom overeenkomstig de uitvinding voorgesteld de stabiliserende kracht vanaf het zee-15 oppervlak over te brengen op de paal/hamer combinatie via een inrichting, die in staat is loodrecht op de as van de paal/hamer combinatie een stabiliserende kracht uit te oefenen, echter in de richting van de as van de paal/hamer combinatie binnen ruime grenzen vrij te bewegen. Hierbij bestaat er geen gevaar dat de hamer van de paalkop gescheiden 20 wordt.In order to overcome the aforementioned drawbacks, it is therefore proposed according to the invention to transfer the stabilizing force from the sea surface to the pile / hammer combination via a device which is capable of applying a stabilizing force perpendicular to the axis of the pile / hammer combination. exercise, however, in the direction of the axis of the pile / hammer combination to move freely within wide limits. There is no danger here that the hammer is separated from the pile head.

Om voorgenoemd doel te kunnen bereiken wordt daarom overeenkomstig de uitvinding een inrichting voorgesteld, die hierdoor wordt gekenmerkt, dat een tijdens het heien ondersteund buisvormig geleidingsorgaan een bovenste deel van de(paal en de hierop inwerkende hamer,vrij beweegbaar 25 ten opzichte van beide, omgeeft.Accordingly, in accordance with the invention, in order to achieve the aforementioned object, a device is proposed, characterized in that a tubular guide member supported during pile driving surrounds an upper part of the pile and the hammer acting on it, freely movable relative to both. .

Indien gewerkt wordt met een zogenaamde slanke hamer en een paal, die beide een zelfde buitendiameter bezitten, kan het geleidingsorgaan bestaan uit een gladde pijp of een uit staven opgebouwde kooi, waarvan de binnendiameter zodanig is, dat het geleidingsorgaan met geringe 30 speling de paal/hamer combinatie ondersteunend omgeeft, Indien echter de diameter van de hamer groter is dan die van de paal, zoals bij de het meeste onder^waterhamers het geval xs, bestaat/geleidingsorgaan uit twee stijf met elkaar verbonden pijpen of kooien met verschillende binnendiameters, die zijn aangepast aan de respectievelijke buitendia-35 meters van de paal en de hamer.When working with a so-called slender hammer and a pole, both of which have the same outer diameter, the guiding member can consist of a smooth pipe or a cage built from rods, the inner diameter of which is such that the guiding member with little play is the pole. Hammer combination supporting environment, However, if the diameter of the hammer is larger than that of the pile, as with most submersible hammers xs, guide means consists of two rigidly connected pipes or cages with different inner diameters, which are adapted to the respective outside dia-35 meters of the pole and hammer.

800 1 4 97 3800 1 4 97 3

* V* V

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de beschrijving en bijgevoegde tekeningen, waarbij:The invention will now be further elucidated on the basis of the description and the accompanying drawings, in which:

Fig. 1 een zijaanzicht is van de paal/hamer combinatie met gelijke buitendiameter en het hierbij toegepaste onderhavige geleidingsorgaani 5 fig. 2 een zijaanzicht is van de paal/hamer combinatie met verschil lende buitendiameters en het hierbij toegepaste geleidingsorgaan overeenkomstig de uitvinding; de fig. 3a, 3b en 3c laten zien hoe de paal, de hamer en het geleidings orgaan met behulp van éên hijskabel worden gevierd; ψ 10 de fig. Ua, tb en tc laten zien hoe de paal en de hamer met behulp van een hijskabel en het geleidingsorgaan met behulp van een tweede hijskabel worden gevierd; fig. 5 de diepst bereikbare indringing van de paal met behulp van een gebruikelijke onderwater hamer zonder extra hulpmiddelen toont; 15 fig. 6 de diepst bereikbare indringing van de paal met behulp van een gebruikelijke onderwater hamer en een hulpstuk weergeeft.Fig. 1 is a side view of the pile / hammer combination with the same outer diameter and the present guiding member used therein. FIG. 2 is a side view of the pile / hammer combination with different outer diameters and the guiding member according to the invention used therewith; Figures 3a, 3b and 3c show how the pole, hammer and guide member are celebrated using one hoist rope; 10 the figures Ua, tb and tc show how the pile and the hammer are celebrated with the help of a hoisting cable and the guide member with the help of a second hoisting cable; Fig. 5 shows the deepest achievable penetration of the pile using a conventional underwater hammer without additional aids; Fig. 6 shows the deepest accessible penetration of the pile with the aid of a conventional underwater hammer and an attachment.

De fig. 1 en 2 tonen een in de zeebodem 1 binnen ^dragen paal 2, een onderwater hamer 3, 3a,die door middel van een verbinding 10 is verbonden met de paalkop, een buisvormig ondersteunend geleidingsorgaan 20 t, dat de paal/hamer combinatie omgeeft, een met dit geleidings orgaan t verbonden hijskabel 6 en een met de onderwater hamer verbonden hijskabel 5. De verbinding 10 tussen de paalkop en de hamer is slechts tijdelijk, daar deze verbinding zodanig is ontworpen, dat deze tijdens het heien wordt verbroken.Figures 1 and 2 show a pile 2 carrying in the seabed 1, an underwater hammer 3, 3a, which is connected by means of a connection 10 to the pile head, a tubular supporting guide member 20, which supports the pile / hammer surrounding a combination, a hoisting cable 6 connected to this guide member t and a hoisting cable 5 connected to the underwater hammer. The connection 10 between the pile head and the hammer is only temporary, since this connection is designed such that it is broken during pile driving.

25 In fig. 1 bezitten de onderwater hamer en de paal eenzelfde buitendiameter en zodoende kan gewerkt worden met een buisvormig geleidings-orgaan waarvan de binnendiameter iets groter is dan de buitendiameter van de paal/hamer combinatie. In fig. 2 wordt echter gewerkt 'met een hamer 3a en een paal 2, die verschillende buitendiameters bezitten. In 30 dit geval is de hamer 3a voorzien van een hamerhuls 16, die met geringe speling het bovenste deel van de paal 2 omgeeft, terwijl het geleidings-orgaan b bestaat uit een bovenste gedeelte, dat met tussenplaatsing van geleidingsmiddelen 8, bijvoorbeeld rollen, en dergelijke, samenwerkt met de hamer 3a en uit een buisvormig deel 7, waarvan de binnendiameter 35 iets groter is dan de buitendiameter van de paal 2.In Fig. 1, the underwater hammer and the pile have the same outer diameter and so it is possible to work with a tubular guide member whose inner diameter is slightly larger than the outer diameter of the pile / hammer combination. In Fig. 2, however, a hammer 3a and a pile 2 are used, which have different outer diameters. In this case, the hammer 3a is provided with a hammer sleeve 16, which surrounds the upper part of the pile 2 with little play, while the guiding member b consists of an upper part, which is interposed with guiding means 8, for example rollers, and the like, cooperates with the hammer 3a and from a tubular part 7, the inner diameter of which is slightly larger than the outer diameter of the pile 2.

8001497 * *- 1»8001497 * * - 1 »

Zoals de fig. 3a, 3b en 3c aangeven, kan ook gewerkt worden met behulp van één hijskabel, 6, die verbonden is met het geleidingsorgaan k. Hierbij is de bovenzijde van de onderwater framer 3 door middel van bijvoorbeeld kettingen 9 verbonden met het geleidingsorgaan fr, die 5 tijdens het heien slap staan zoals aangegeven is in fig. 3b. In plaats van deze kettingen kan ook gebruik gemaakt worden van een op afstand bediend verbindingsmiddel, waarbij tijdens het heien deze verbinding wordt verbroken en bij het ophijsen na afloop van het heien deze verbinding weer tot stand wordt gebracht, waarna de hamer en het gelei-10 dingsorgaan als één geheel kunnen worden opgehaald.As shown in Figs. 3a, 3b and 3c, it is also possible to work with one hoisting rope, 6, which is connected to the guide member k. The top side of the underwater frame 3 is here connected by means of, for example, chains 9 to the guide member fr, which are slack during driving as shown in Fig. 3b. Instead of these chains, use can also be made of a remotely operated connecting means, whereby this connection is broken during pile-driving and this connection is re-established when lifting after the pile-driving has ended, after which the hammer and the jelly-10 organ may be collected as a whole.

In de fig. is aangegeven dat een paal na een gering indringen in de zeebodem gaat overhellen als gevolg van he^ontbreken van een stabiliserende zijdelingse reactie in de grond, en om een verder overhellen van de paal te beletten wordt daarom het onderhavige geleidingsorgaan 15 b toegepast, waardoor in de richting van de as van de paal/hamer combinatie een stabiliserende kracht wordt uitgeoefend zonder dat het gevaar bestaat dat de hamer van de paalkop gescheiden wordt.In the figure it is indicated that after a slight penetration into the seabed a pile will tilt due to the absence of a stabilizing lateral reaction in the ground, and to prevent further tilting of the pile the present guiding member is therefore used. applied, whereby a stabilizing force is exerted in the direction of the axis of the pile / hammer combination without the danger of separating the hammer from the pile head.

Zoals fig. 5 aangeeft, kan de paal 2 met een gebruikelijke onderwater hamer van grotere diameter dan de paal zo ver in de zeebodem 20 1 worden weggeheid totdat het buisvormig deel 7 van het geleidings orgaan ^ de zeebodem raakt. Om met deze hamer de paal 2 volledig weg te kunnen heien in de zeebodem is zoals fig. 6 aangeeft de hamer 3a voorzien van een vast hiermee verbonden verlengstuk 11, uitstekend voorbij het benedeneind van het buisvormig deèl 7, en een pijp 12, 25 die nauwpassend en vrij verschuifbaar past in de paalkop, Tussen het verlengstuk 11 en de paal 2 bestaat een tijdelijke verbinding .10, die tijdens het heien verbroken wordt.As shown in FIG. 5, the pile 2 can be driven away into the seabed 1 so far with a conventional underwater hammer of larger diameter than the pile until the tubular part 7 of the guide member touches the seabed. In order to be able to drive the pile 2 completely into the seabed with this hammer, as shown in fig. 6, the hammer 3a is provided with an extension 11 fixedly connected thereto, protruding beyond the lower end of the tubular part 7, and a pipe 12, 25 fits snugly and freely sliding into the pile head. Between the extension 11 and the pile 2 there is a temporary connection .10, which is broken during pile driving.

800 1 4 97800 1 4 97

Claims

1. Apparatus for pile-driving free-standing piles in the seabed, comprising an underwater hammer that can be operated from a workship, characterized in that during the pile-driving process a supporting tubular guide member has an upper part of the pile and the hammer acting on it , freely movable with respect to both.

2. Device as claimed in claim 1, characterized in that at the same diameter of the hammer and of the pile the guide member consists of a single pipe. ¥

3. Device as claimed in claim 1, characterized in that with the same diameter of the hammer and of the pile the guiding member consists of a single cage built from bars. U. Device according to claim 1, characterized in that with two different diameters of the hammer and of the pile the guide member consists of two interconnected pipes, the internal diameters of which correspond to the external diameters of the hammer and of the pole.

5. Device according to claim 1, characterized in that with two different diameters of the hammer and of the pile the guide member consists of two interconnected cages, the internal diameters of which correspond to the external diameter of the hammer and of the pole.

6. Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the hammer and the guide member are each connected to a hoisting cable which can be operated from the work ship.

Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in. that the hammer and the guiding member are operated by means of one hoisting cable from the work ship.

8. Device as claimed in claim 7, characterized in that the underwater hammer and guide member are mutually connected by a connecting member, for instance a chain.

9. Device as claimed in claims 7 and 8, characterized in that the connecting member consists of a remotely controllable connecting means, wherein this connection is broken during pile driving and this connection is restored again during lifting. 800 1 4 97 1Θ. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that. that there is a temporary connection between the pile head and the underwater hammer.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in. 5 that an extension piece (11) is connected to the hammer, that the other end of this extension piece forms a temporary connection (10) with the post and is provided with a closely fitting, but freely slidable pipe (12) received in the head of the post ).

12. Device substantially as described in description φ 10 and / or shown in the drawings. 8001497