[科普中国]-水上打桩机

打桩机

打桩机由桩锤、桩架及附属设备等组成。桩锤依附在桩架前部两根平行的竖直导杆（俗称龙门）之间，用提升吊钩吊升。桩架为一钢结构塔架，在其后部设有卷扬机，用以起吊桩和桩锤。桩架前面有两根导杆组成的导向架，用以控制打桩方向，使桩按照设计方位准确地贯入地层。打桩机的基本技术参数是冲击部分重量、冲击动能和冲击频率。

打桩船生产建造打桩船的生产过程包括：钢板切割，分段制作，船台阶段，设备调试阶段和试航阶段。由于打桩船一般无自航能力（无主机，螺旋桨等），所以试航阶段，一般由拖轮拖拽航行。

工作原理打桩船配备打桩锤，桩架，附属设备。桩锤依附在桩架前部两根平行的竖直导杆之间，通过桩架进行吊起，桩架前有导向架。以控制方向。其技术参数包括冲击基数，冲击动能和冲击频率。

维修保养打桩船一般配有工作间或维修间，可以对简单的问题（例如焊接）进行修复。另外应严格按照油漆供应商规格书的要求，按时进船坞进行冲洗船底，喷涂油漆等。

移动式水上打桩限位架包括中心大钢柱、桁架结构和若干个容水仓，所述中心大钢柱通过桁架结构固接构成整体限位架架构，所述中心大钢柱通过横向桁架与桩位处小钢柱固定连接，所述桩位处小钢柱之间连接有纵向桁架，所述桩位小钢柱之间连接有横向桁架，所述整体限位架结构内设有容水仓，所述整体限位架结构设有操作平台，所述操作平台及容水仓上安装有抱桩器。有益效果：沉桩位置和垂直度可精确控制，在容水仓内设置分舱隔板，安装限位架时可通过在分舱内注水加强限位架的稳定性及对限位架的水平度进行调整，进而保证沉桩的垂直度。限位架上安装抱桩器，沉桩时可对桩进行导向限位及垂直度微调。1

桩架结构桩架主体主要由主体结构和龙口装置组成.虽然桩架的尺度不尽相同，但其主体结构形式基本是一致的，由不同直径的钢管焊接成的截面呈三角形的空间桁架钢结构，前弦杆两根，后弦杆一根，腹杆若干.顶端是吊锤平台，安装了吊锤系统、锤启动系统、软管吊系统的导向滑车。吊锤平台下方是起重平台，安装了主吊桩系统、付吊桩系统的导向滑车.起重平台下方设有多层作业平台，抱桩器及插拔销液压系统、电梯绞车、背板绞车等设备分别安装于各层平台上.桩架前弦杆底端是前支脚，与艏部象鼻梁上的支脚座铰接，顶端与起重平台下面板焊接.后弦杆底端是后夹角，变幅油缸活塞杆通过插拔销铰接于此，以实现桩架的变幅动作，顶端亦与起重平台焊接.龙口装置位于两前弦杆正中，自上而下分别与吊锤平台、起重平台及桩架各层平台前面的箱型梁焊接在一起，其正前方是桩锤滑道，两侧是电梯滑道，桩架结构如图1 所示。2

打桩施工施工工艺首先打桩机上方驳停在适当的位置并进行加固处置，加工制作龙口及导梁，为施工做好准备，施工中应注意龙口和导梁的强度和刚度，防止变形和移位，沉桩过程中确保桩在监控状态，及时调整偏位。3

钢板桩打设（1）经过检验，选择符合规范要求的钢板桩备用，在装卸运输和堆放过程中，要妥善设置吊点、支点，以防止钢板桩出现变形，并由专人负责码头运桩。钢板桩装方驳后运至打桩船旁备用。

（2）为了保障钢板桩的打设质量，减小桩的平面扭曲和提高打桩效率。首先加工制造适当长度和足够刚度的单面导向架，然后打设定位桩，再把导向架安装在定位桩上形成导向梁。沿导向梁进行钢板桩施工。

（3） 打桩机在测量仪器控制下就位，收放缆绳调整打桩船位置，收紧绞缆稳定打桩船。涨落潮时，应随潮水的涨落适时调整绞缆以保持船位的准确。

（4）沉桩过程用经纬仪及时跟踪观测桩身状态，发现偏斜时及时调整校正，使误差控制在允许范围内。

（5）沉桩时须视土质和贯入速率，及时调整桩锤的振幅和频率，低幅高频和高幅低频交替运用，以避免桩身偏斜。3

混凝土板桩打设因为板桩墙所在水域连通大海，所以，板桩打设作业均需利用船舶在水上进行。除以往陆地作业所需条件外，本次施工还需针对水上作业要求和板桩的锁口特点先行准混凝土板桩打设备施工机具和条件。

（1）混凝土板桩在打设前先制作两组导向梁，导向梁长度为12m ，导向梁主梁选用200m m 槽钢。打设直径400mm 、长12m 管桩做导梁定位立柱。

（2）打桩机在方驳上组装、调试、就位，对桩机进行固定，充分考虑风暴潮对桩机的影响。

（3）根据工程测量控制点，在陆上设置测量定位控制点，并采用 2 部经纬仪，在二个垂直方向监控桩的垂直度，桩垂直度出现偏差时及时进行纠正。

（4）打桩机在测量仪器控制下就位，调整方驳，收紧锚缆。在锚缆收紧定位时，应在保证桩机的打设并避免碰桩的前提下尽量减少误差。涨落潮时，应随潮水的涨落适时调整锚缆以保持船位的准确和防止个别锚缆受力过大。

（5）起桩，由于板桩靠桩机自起，起桩时需缓慢进行，先将桩拖到允许范围内再行起桩；插桩，在测量仪器的控制下，桩对准邻桩锁口槽并及时调整桩身垂直度，插入时桩的垂直度偏差不得超过0.5 ；沉桩时须视土质和贯入速率，及时调整桩锤的振幅和频率，低幅高频和高幅低频交替运用，以避免桩身偏斜。

（6）沉桩过程用经纬仪及时跟踪观测桩身状态，发现偏斜随时反映，在有条件的情况下尽量调整校正，使误差控制在允许范围内。

（7）标高控制：在桩身作好标记，用水准仪观测，沉桩至设计要求的标高，偏差控制在±50 m m 内。

（8）板桩打设每 20根为 1 组，每组先打设两端定位立柱，再组装导向梁，板桩沿导向梁打设。3

钢管桩打设（1）在桩架底部加装抱桩器，工作时抱桩器抱住钢管桩防止钢管桩在水中晃动，以使桩准确定位。在导柱正下方的位置，制作工作平台，以便于上、下两节钢管桩焊接时操作人员工作。

（2）在陆域设置测量定位控制点，桩位及垂直度利用架设在岸边的2台经纬仪从互相垂直的两个方向交会观测监控，桩管垂直度出现偏差时及时调整纠正。

（3）打桩机在方驳上组装、调试、就位，对桩机进行固定，充分考虑风暴潮对桩机的影响。

（4）钢管桩正面用黑线弹出中心线，并画出每米标线，上桩 20~30m 处画出标线。

（5）锤击沉桩：由于沉桩区域表层为软弱浮泥，所以开始沉桩时靠锤自重压入土层中，当桩不再下沉时开始锤击，在锤击沉桩过程中，桩锤、桩帽和桩身应在同一中心线，以避免打偏。

（6）接桩：上、下二节桩采用手工电弧焊连接，当下节桩的桩顶沉至易于在船上焊接操作的高度时，开始接桩。为防止焊缝因遇水急剧降温而出现裂纹，桩接头焊好后保持一定的自然冷却时间再继续沉桩。

（7）标高控制：用水准仪观测上桩的m 标线，采用标高和贯入度双重控制。3

技术措施详细观测沉桩的全过程，由专人做好打桩记录。发现贯入度突变或沉桩困难等异常情况应立即停锤及时分析原因，并制定相应措施之后方可继续沉桩。3

安装规程一、打桩机操作人员，必须熟悉本机械的构造，性能、操作要领及安全注意事项，经考试合格并取得合格证后，方可单独操作。

二、操作人员在操作时，必须精力集中。不得与无关人员说、笑、打、闹，操作中不准吸烟及吃食物。

三、严格遵守打桩机的有关保养规定，认真地做好各级保养，确保打桩机经常处于良好状态。并要注意合理使用，正确操作。

四、打桩机在工作前，应作好以下各项准备工作：

1、向施工人员了解施工条件和任务、及施工中发现的问题与本班应注意的事项。

2、根据施工人员所要求的震动力，调整打桩机变速齿轮的位置。

3、检查电缆、导线的绝缘是否良好。检查控制器触点是否良好，界限是否正确。

4、检查电源的电压是否符合要求。

5、按日常保养项目对各部进行润滑，保养。

五、打桩机在工作中的安全注意事项：

1、打桩机工作时，要有专人指挥。指挥人员与操作人员在工作前要相互核对信号。工作中应密切配合。

2、开始时，应用电铃或其它方式发出信号，通知周围人员离开。

3、打桩机与桩帽，桩帽与管柱（或桩）平面要垫平，联结螺栓应拧紧，并应经常检查是否有松动。

4、打桩机的启动应由低速档逐档加快到高速。

5、打桩机在工作中应密切注视控制盘上电流、电压的指示情况。若发现异响或其它异常情况，应立即停机检查。

6、经常检查轴承温度及轴承盖螺钉是否有松动现象，要严格检查偏心铁块联结螺钉有无松动，防止发生事故。

7、下沉时，管柱（或桩）周围严禁站人。

8、打桩机配合射水、吸泥下沉时，应与有关人员预先联系，并在工作中互相关照。

9、接长管柱或桩及安装桩帽时，工作人员必须佩戴安全带。

10、下沉过程中，严禁进行机械的保养、维护工作。

六、打桩机停止工作后，应立即切断电源，并对打桩机和电动机进行检查、保养。

七、打桩机长期停用，应入库保管，电动机要做好防潮保护，控制盘上的仪表，应拆下装箱保管。4

安全事项1.打桩机所配置的动力装置、卷扬机、液压装置和电气装置等均应按其使用说明书操作。

2.操作人员应经过专门培训，熟悉所操作打桩机的性能、构造、使用和维护保养方法，持有操作证后方可操作。

3.作业前，应对工作现场的周围环境、建筑物和地质条件等情况进行全面了解。

4.打桩机的组装、试车、拆卸均应按使用说明书中规定的程序。

5.遇六级以上大风或大雨、大雪和大雾等恶劣天气时，应停止作业。当风力大于七级时，应将打桩机迎风向停置，放下柴油锤，并增设防风缆绳，必要时应将桩架放倒。打桩机应有防雷措施，遇雷电时人员应远离打桩机。

6.钢丝绳应选用与钢丝绳直径相应的楔形接头、压板、绳夹、压制接头或编插等固定。钢丝绳采用编插固接时，编插部分的长度不应小于钢丝绳直径的20倍，并不应小于300mm，其编插部分应用细钢丝捆扎。当采用绳夹固接时，绳夹数量不应少于3个，绳夹数量与钢丝绳直径有关；绳夹的间距不应小于钢丝绳直径的6倍，绳头距最后一个绳夹的距离不小于140mm，并用细钢丝捆扎；绳夹夹座应放在钢丝绳工作时受力的一侧，U型螺栓扣在钢丝绳的尾端，不应正反交错设置绳夹，待钢丝绳受力后再度紧固。

7.安装柴油锤时，应将柴油锤运到桩架立柱导向正前方2m以内。

8.高空作业时，操作人员应系安全带。

9.打桩机运转时，在已升起的柴油锤下方，任何人不准许进入。4