振動錘施打鋼護筒工藝簡介

王潔

摘要：本文針對水下灌注樁施工期間鋼護筒施打工藝進行改進，提出并實踐了一套履帶吊在自航鐵駁上起吊電動振動錘進行鋼護筒施打的施工工藝，不僅解決了打樁船施打工藝鋼護筒易變形的缺點 ，同時也節(jié)約了大量的打樁船租賃費用。

關(guān)鍵詞：打樁船;鋼護筒;水下灌注樁;電動振動錘

在傳統(tǒng)的水下灌注樁施工期間，鋼護筒打設(shè)工藝為打樁船施打，但打樁船施打鋼護筒工藝存在以下缺點：（1）打樁船所需船舶租賃費用太高，不利于節(jié)約成本。（2）由于打樁船替打器與鋼護筒之間為剛性接觸，在施打過程中經(jīng)常出現(xiàn)鋼護筒變形無法再用的現(xiàn)象，造成材料浪費。針對于打樁船施打鋼護筒工藝存在的缺點，采用履帶吊機在自航鐵駁上起吊電動振動錘進行鋼護筒施打的施工工藝，這種工藝不僅能節(jié)省打樁船的租賃費用，而且解決了鋼護筒由于剛性接觸而容易變形的問題。

一、技術(shù)方案

（一）工藝流程：

施工準備→履帶吊上船→鋼護筒倒運→導(dǎo)向架焊接→移船就位→導(dǎo)向架定位、收緊纜繩→吊護筒入導(dǎo)向架→調(diào)整垂直度→鋼護筒入土自沉→測量護筒偏位并調(diào)整→起吊振動錘并固定→開錘沉樁→施打過程樁位、標高控制→施工完畢起掛鉤→準備下一樁。

（二）施工方法：

自航鐵駁于碼頭靠泊，在鐵駁甲板外沿焊接導(dǎo)向架。導(dǎo)向架是由四道槽鋼焊接而成正方形鋼構(gòu)件，正方形內(nèi)邊長=鋼護筒外徑+50mm。履帶吊上船并進行固定處理，保證履帶吊穩(wěn)固的固定在甲板上。然后將鋼護筒吊裝至自航鐵駁并運輸至施工現(xiàn)場。詳見圖1。

自航鐵駁到達施工現(xiàn)場拋錨就位，測量人員持GPS通過纜繩和錨繩移動船舶對導(dǎo)向架進行定位。定位完成后，收緊纜繩以及前后錨。履帶吊通過吊耳起吊鋼護筒處于直立狀態(tài)后，旋轉(zhuǎn)吊臂至導(dǎo)向架處，鋼護筒底口穿過導(dǎo)向架緩慢下放至海底。在下放過程中，正面和側(cè)面各用一臺經(jīng)緯儀成90°對準進行垂直度觀測，如果傾斜，通過移動吊臂進行調(diào)直。

下樁完畢后，經(jīng)經(jīng)緯儀再次監(jiān)測鋼護筒垂直度以及GPS再次確認鋼護筒位置后，可開始穩(wěn)樁。穩(wěn)樁的過程應(yīng)是松大鉤，松大鉤要求大鉤起吊力慢慢減小，隨著護筒的入泥達到一定深度后，掛鉤將不會承重，此時觀測樁的垂直度及樁位，如垂直度不符合要求，可對樁的垂直度進行調(diào)整。

穩(wěn)樁完畢后，履帶吊摘鉤并起吊振動錘，移動吊臂調(diào)整振動錘位置，使振動錘液壓鉗夾住鋼護筒頂口鋼板，開始進行壓錘。壓錘主要是依靠振動錘及鋼護筒的自重，隨著護筒的繼續(xù)入土，應(yīng)隨時監(jiān)測樁的垂直度。如有偏差，可以停止壓錘，調(diào)整樁的垂直度，壓錘結(jié)束后，再次觀測樁的垂直度以及用GPS對護筒進行定位。

壓錘結(jié)束并確認樁位及垂直度后，即可開振動錘進行高頻錘擊，陸上水準儀控制施打深度。當護筒頂標高達到設(shè)計高度后，停止錘擊。松開振動錘液壓鉗，旋轉(zhuǎn)吊臂將振動錘卸至指定區(qū)域，完成一根鋼護筒的施工循環(huán)。

施工完成后，開始進行下一根鋼護筒施工。

二、振動錘工作原理

振動錘的工作原理是利用電動機帶動成對偏心塊作相反的轉(zhuǎn)動，使它們所產(chǎn)生的橫向離心力相互抵消，而垂直離心力則相互疊加，通過偏心輪的高速轉(zhuǎn)動使齒輪箱產(chǎn)生垂直的上下振動，繼而帶動鋼護筒產(chǎn)生垂直的上下振動，利用機械振動減少護筒與土壤間的摩擦力，并依靠自重達到鋼護筒下沉的目的。

由于振動錘是通過減振彈簧來實現(xiàn)振動，因此鋼護筒和振動錘之間不存在剛性接觸，從而避免了鋼護筒產(chǎn)生變形。同時，振動錘和履帶吊的租賃費用遠小于打樁船的租賃費用，能夠很大程度的降低成本。

三、振動錘使用中的常見故障以及排除方法

（一）在沉設(shè)鋼護筒過程中，出現(xiàn)振動錘無力及發(fā)動機突然熄火的現(xiàn)象。由于動力柜必須為振動錘提供充足的動力，故發(fā)動機對燃油品質(zhì)的要求較高。因此出現(xiàn)故障多為發(fā)動機提供的功率不足所致。清洗燃油濾芯并更換清潔的燃油，故障即可消除。

（二）振動錘在前期沉設(shè)鋼護筒的過程中，經(jīng)常出現(xiàn)夾樁器鉗口處的鋼護筒口被振裂的現(xiàn)象。其原因有：鋼護筒自身強度承受不了如此的高頻激振力;夾樁器鉗口位置調(diào)整不夠準確，致使振動錘與鋼護筒的重心不在同一條垂直線上，夾樁器在閉合時產(chǎn)生很大的水平推力使鋼護筒口變形，并在高頻振動下破裂。

（三）夾樁器不能松脫。一般來講，夾樁器不能松脫是由液壓控制閥或液壓缸密封損壞而造成，施工過程中曾發(fā)生過因液壓缸密封問題造成的夾樁器不能松脫的故障;還曾遇到操作控制開關(guān)后，壓力油能到達夾樁器液壓缸，但液壓缸不動作，夾樁器無法松開。檢查發(fā)現(xiàn)是夾樁器的鉗口與鋼護筒在高頻振動過程中摩擦產(chǎn)生高溫而造成黏結(jié)所致，可采取局部加熱加錘擊的方法使其分開。

參考文獻：

[1]? 中華人民共和國交通運輸部. JTS 257-2008水運工程質(zhì)量檢驗標準[S]. 人民交通出版社，2008

[2]? 中華人民共和國交通運輸部. JTS 131-2012水運工程測量規(guī)范[S]. 人民交通出版社，2012.

[3] 中華人民共和國交通運輸部. JTS 167-1-2010高樁碼頭設(shè)計與施工規(guī)范[S]. 人民交通出版社，2010.

[4] 唐勇. 鋼護筒對超長鉆孔灌注樁承載性能的影響[J]. 工程勘察， 2012， 40（7）： 28-31.