CN117026967A - 一种入泥倾斜钢管桩沉桩送桩装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种入泥倾斜钢管桩沉桩送桩装置及施工方法，包括铰接转动的支撑架，支撑架的外侧设有滑动的送桩器，送桩器与支撑架之间设有可调式支撑装置；可调式支撑装置包括两个相互交接的铰接座，两个铰接座分别抵靠在送桩器和支撑架上滑动；铰接座与送桩器和支撑架之间均设有锁紧机构，用于铰接座的滑动锁紧固定，两个铰接座之间设有抱紧机构，用于两个铰接座的转动锁紧固定。在锤击沉桩阶段，将可调式支撑装置调整为铰接状态，解除送桩器与支撑架之间固结，送桩器与桩架之间为活动状态，在瞬间大冲击能量下送桩器能沿支撑架轨道自由移动，有效减少锤击能量对桩架冲击影响。

Description

一种入泥倾斜钢管桩沉桩送桩装置及施工方法

技术领域

本发明涉及桩基施工的技术领域，具体涉及一种入泥倾斜钢管桩沉桩送桩装置及施工方法。

背景技术

现代工程建设多采用打入式钢管桩作为基础，随着桥梁施工技术的飞速发展打入式钢管桩基础从最初的竖直钢管桩群桩基础优化为如今的倾斜钢管桩群桩基础，深埋式基础应用越来越广泛。传统倾斜钢管桩顶面位于水下或水上，尚未涉深埋入泥的情况，通常采用起重设备+导向架分次接长插打，对于需要入水施工多采用接长钢管桩或利用送桩器施工，但对于深埋式倾斜群桩基础接长钢管桩相互会之间出现碰撞无法连续施工情况，需要水下割桩，施工效率低下且接长钢管投入多成本较高；传统送桩器长度大，通过一组固定式支撑装置与桩架轨道连接，在沉桩过程中，钢管桩往往出现无法有效定位，桩锤能量溃散，桩架结构不稳定，沉桩效率低下等问题。在沉桩过程中往往需要在送桩器支撑装置脱轨的情况下送桩，再入轨难度大，且固定支撑装置在倾斜状态下大能量锤击易出现支撑装置损坏，施工风险高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种入泥倾斜钢管桩沉桩送桩装置及施工方法，解决上述背景技术中的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：包括铰接转动的支撑架，支撑架的外侧设有滑动的送桩器，送桩器与支撑架之间设有可调式支撑装置；

可调式支撑装置包括两个相互交接的铰接座，两个铰接座分别抵靠在送桩器和支撑架上滑动；

铰接座与送桩器和支撑架之间均设有锁紧机构，用于铰接座的滑动锁紧固定，两个铰接座之间设有抱紧机构，用于两个铰接座的转动锁紧固定。

优选的，支撑架上设有往复移动的桩锤，送桩器上口插入在桩锤下方的桩帽内；

支撑架一侧设有驱动机，驱动机用于起吊桩锤往复移动。

优选的，送桩器与支撑架相对的一侧分别固设有第二滑轨架和第一滑轨架，第二滑轨架与第一滑轨架的两侧固设有导向导轨，铰接座两侧卡在导向导轨上滑动。

优选的，铰接座底部固设有锁紧机构，锁紧机构中的顶推杆顶推抵靠在导向导轨的内侧进行锁紧。

优选的，一个铰接座的端部为铰接筒，另一个铰接座的端部为铰接轴，铰接轴通过轴承抵靠在铰接筒内转动，抱紧机构固定在铰接筒上，铰接筒中的顶推杆抵靠在铰接轴上，从而对铰接轴的转动进行锁紧。

其方法是：包括以下步骤：

S1、从送桩器下方将可调式支撑装置安装到第二滑轨架上；

S2、通过吊装设备将送桩器吊装至支撑架处，并将可调式支撑装置安装到第一滑轨架上完成送桩器的组装；

S3、起吊钢管桩后竖直臂架将送桩器承插段插入到钢管桩顶口；

S4、定位钢管桩后锤击沉桩至设计标高；

S5、提升送桩器，完成沉桩。

优选的，可调式支撑装置中的铰接座两侧卡在第一滑轨架和第二滑轨架上从下方滑动安装，安装到位后在第一滑轨架和第二滑轨架下方安装限位装置；

组装过程中抱紧机构处于锁紧状态，钢管桩安装到位后锁紧机构进行锁紧固定连接。

优选的，步骤S4中，当钢管桩压桩稳定后正式锤击前，解除抱紧机构，两个铰接座为铰接状态。

优选的，步骤S5中，当沉桩到位后，抱紧机构锁紧，两个铰接座为锁紧状态，带动送桩器提升。

本发明提供了一种入泥倾斜钢管桩沉桩送桩装置及施工方法，有益效果：

1、可调式支撑装置可实现送桩器与支撑架之间的连接快速转换，适应不同沉桩阶段施工需求；

2、在取桩和前期定位阶段可调式支撑装置为固定状态是送桩器与支撑架之间形成固定连接形式辅助钢管桩定位，实现钢管桩高精度定位；

3、在锤击沉桩阶段，将可调式支撑装置调整为铰接状态，解除送桩器与支撑架之间固结，送桩器与桩架之间为活动状态，在瞬间大冲击能量下送桩器能沿支撑架轨道自由移动，有效减少锤击能量对桩架冲击影响。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明整体结构正视图；

图2是本发明图2沉桩作业示意图；

图3是本发明可调式支撑装置连接示意图；

图4是本发明可调式支撑装置与导向导轨连接俯视图；

图5是本发明抱紧机构连接示意图；

图中：支撑架1；驱动机2；液压缸3；桩锤4；第一滑轨架5；送桩器6；第二滑轨架7；可调式支撑装置8；铰接座801；锁紧机构802；铰接筒803；铰接轴804；抱紧机构805；钢管桩9；导向导轨10。

具体实施方式

实施例1

如图1~5所示，一种入泥倾斜钢管桩沉桩送桩装置及施工方法，包括抵靠在岸边或船边铰接转动的支撑架1，支撑架1的外侧设有滑动的送桩器6，送桩器6与支撑架1之间设有可调式支撑装置8；

可调式支撑装置8包括两个相互交接的铰接座801，两个铰接座801分别抵靠在送桩器6和支撑架1上滑动；

铰接座801与送桩器6和支撑架1之间均设有锁紧机构802，用于铰接座801的滑动锁紧固定，两个铰接座801之间设有抱紧机构805，用于两个铰接座801的转动锁紧固定。由此结构，钢管桩9位于送桩器6的底部，通过桩锤4能够对送桩器6进行锤击从而进行沉桩作业，送桩器6通过可调式支撑装置8安装在支撑架1上可以滑动调节通过锁紧机构802锁定，可调式支撑装置8中的抱紧机构805能够改变送桩器6与支撑架1之间的连接状态，有铰接和固定连接，安装过程为固定连接，在锤击沉桩过程为铰接，能够有效减少锤击能量对支撑架1冲击影响。

优选的，支撑架1上设有往复移动的桩锤4，送桩器6上口插入在桩锤4下方的桩帽内；

支撑架1一侧设有驱动机2，驱动机2用于起吊桩锤4往复移动。由此结构，驱动机2为卷扬机，卷扬机驱动钢丝绳带动桩锤4往复移动，对送桩器6进行锤击沉桩作业。

优选的，支撑架1中部设有液压缸3，液压缸3中的缸筒端部铰接在岸边或船边，液压缸3中的活塞杆端部铰接在支撑架1上。由此结构，通过液压缸3能够驱动支撑架1转动，从而调节沉桩角度。

优选的，送桩器6与支撑架1相对的一侧分别固设有第二滑轨架7和第一滑轨架5，第二滑轨架7与第一滑轨架5的两侧固设有导向导轨10，铰接座801两侧卡在导向导轨10上滑动。由此结构，可调式支撑装置8滑动安装在导向导轨10上，安装连接稳固牢靠。

优选的，铰接座801底部固设有锁紧机构802，锁紧机构802中的顶推杆顶推抵靠在导向导轨10的内侧进行锁紧。由此结构，本例中锁紧机构802为液压缸，液压缸能够顶推抵靠在导向导轨10的内侧，从而对铰接座801进行锁定。本例中液压缸为双向顶推，能够同时对导向导轨10内部两侧抵靠锁紧。

优选的，一个铰接座801的端部为铰接筒803，另一个铰接座801的端部为铰接轴804，铰接轴804通过轴承抵靠在铰接筒803内转动，抱紧机构805固定在铰接筒803上，铰接筒803中的顶推杆抵靠在铰接轴804上，从而对铰接轴804的转动进行锁紧。由此结构，本例中抱紧机构805为多个液压缸，多个液压缸同步驱动抵靠在铰接轴804上，从而对铰接轴804的转动进行锁紧。

实施例2

如图1~5所示，结合实施例1进一步说明：一种入泥倾斜钢管桩沉桩送桩装置的施工方法，具体步骤如下：

步骤一：将可调式支撑装置8从送桩器9导轨下方穿入安装到送桩器9上；

步骤二：设备起吊将送桩器9安装到支撑架1上；

步骤三：起吊钢管桩9后竖直臂架将送桩器6承插段插入钢管桩9顶口；

步骤四：定位钢管桩9后锤击沉桩至设计标高；

步骤五：提升送桩器6，完成沉桩。

所述步骤一中可调式支撑装置8设有与送桩器6导轨配套卡口，安装时可从送桩器6导轨下方提升穿入，穿入后在送桩器6导轨下方安装限位装置避免支撑装置脱轨。

所述可调式支撑装置8中的抱紧机构805可调整为活动或固定状态，安装前应将活动铰接安装限位变为固定状态。

所述可调式支撑装置8通过锁紧机构802可以锁紧固定在导向导轨10上。

所述步骤二中可调式支撑装置8与设备支撑架1导轨配套卡口，卡口采用开合式设计，安装时可从支撑架1任一高度安装到位。

所述送桩器6上部设有连接吊耳，采用铁链与替打桩帽进行连接；

所述设备支撑架1下端应安装可拆卸限位块进行限位，以防止送桩器6在入泥沉桩状态下，支撑装置脱轨。

所述步骤三中送桩器6下端与钢管桩9之间连接可采用承插式连接，为适应不同桩径钢管桩9施工送桩器6下端可采用多级不同直径承插头。

所述步骤四中当钢管桩9压桩稳定后正式锤击前应解除支撑装置铰链转动限位，将可调式支撑装置8变为铰接状态。

所述可调式支撑装置8在水上沉桩阶段，均位于送桩器6滑轨底部，如图1；当支撑装置到达设备支撑架1底部限位位置后不再随送桩器6移动，此时送桩器6继续向下，如图2。

所述步骤五中当沉桩到位后，将可调式支撑装置8铰链改为固定状态，缓慢提升替打桩帽，带动送桩器6提升；

所述送桩器6提升中当送桩器6提升出泥面后应竖直设备臂架，以减少送桩器6对桩帽产生受弯影响；

所述送桩器6提升中，当送桩器6提升至一定高度后，支撑装置会随送桩器6一起提升。

可调式支撑装置8可根据送桩器6长度和施工阶段调整支撑位置，辅助钢管桩9高精度定位。普通超长送桩器6为保证施工需要精度和送桩长度需要一般设置多个撑脚，体积庞大，该可调式支撑装置8能减少撑脚数量，大大降低装船吊装负荷。在入轨难度大，可调式支撑装置8能够实现在不脱轨情况下将钢管桩9送入泥下，大大降低送桩施工难度。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种入泥倾斜钢管桩沉桩送桩装置，其特征是：包括铰接转动的支撑架（1），支撑架（1）的外侧设有滑动的送桩器（6），送桩器（6）与支撑架（1）之间设有可调式支撑装置（8）；

可调式支撑装置（8）包括两个相互交接的铰接座（801），两个铰接座（801）分别抵靠在送桩器（6）和支撑架（1）上滑动；

铰接座（801）与送桩器（6）和支撑架（1）之间均设有锁紧机构（802），用于铰接座（801）的滑动锁紧固定，两个铰接座（801）之间设有抱紧机构（805），用于两个铰接座（801）的转动锁紧固定。

2.根据权利要求1所述一种入泥倾斜钢管桩沉桩送桩装置，其特征是：支撑架（1）上设有往复移动的桩锤（4），送桩器（6）上口插入在桩锤（4）下方的桩帽内；

支撑架（1）一侧设有驱动机（2），驱动机（2）用于起吊桩锤（4）往复移动。

3.根据权利要求1所述一种入泥倾斜钢管桩沉桩送桩装置，其特征是：送桩器（6）与支撑架（1）相对的一侧分别固设有第二滑轨架（7）和第一滑轨架（5），第二滑轨架（7）与第一滑轨架（5）的两侧固设有导向导轨（10），铰接座（801）两侧卡在导向导轨（10）上滑动。

4.根据权利要求3所述一种入泥倾斜钢管桩沉桩送桩装置，其特征是：铰接座（801）底部固设有锁紧机构（802），锁紧机构（802）中的顶推杆顶推抵靠在导向导轨（10）的内侧进行锁紧。

5.根据权利要求1所述一种入泥倾斜钢管桩沉桩送桩装置，其特征是：一个铰接座（801）的端部为铰接筒（803），另一个铰接座（801）的端部为铰接轴（804），铰接轴（804）通过轴承抵靠在铰接筒（803）内转动，抱紧机构（805）固定在铰接筒（803）上，铰接筒（803）中的顶推杆抵靠在铰接轴（804）上，从而对铰接轴（804）的转动进行锁紧。

6.根据权利要求1~5任意一项所述一种入泥倾斜钢管桩沉桩送桩装置的施工方法，其方法是：包括以下步骤：

S1、从送桩器（6）下方将可调式支撑装置（8）安装到第二滑轨架（7）上；

S2、通过吊装设备将送桩器（6）吊装至支撑架（1）处，并将可调式支撑装置（8）安装到第一滑轨架（5）上完成送桩器（6）的组装；

S3、起吊钢管桩（9）后竖直臂架将送桩器（6）承插段插入到钢管桩（9）顶口；

S4、定位钢管桩（9）后锤击沉桩至设计标高；

S5、提升送桩器（6），完成沉桩。

7.根据权利要求6所述一种入泥倾斜钢管桩沉桩送桩装置的施工方法，其方法是：可调式支撑装置（8）中的铰接座（801）两侧卡在第一滑轨架（5）和第二滑轨架（7）上从下方滑动安装，安装到位后在第一滑轨架（5）和第二滑轨架（7）下方安装限位装置；

组装过程中抱紧机构（805）处于锁紧状态，钢管桩（9）安装到位后锁紧机构（802）进行锁紧固定连接。

8.根据权利要求6所述一种入泥倾斜钢管桩沉桩送桩装置的施工方法，其方法是：步骤S4中，当钢管桩（9）压桩稳定后正式锤击前，解除抱紧机构（805），两个铰接座（801）为铰接状态。

9.根据权利要求6所述一种入泥倾斜钢管桩沉桩送桩装置的施工方法，其方法是：步骤S5中，当沉桩到位后，抱紧机构（805）锁紧，两个铰接座（801）为锁紧状态，带动送桩器（6）提升。