振动锤施打钢护筒工艺简介

王洁

摘要：本文针对水下灌注桩施工期间钢护筒施打工艺进行改进，提出并实践了一套履带吊在自航铁驳上起吊电动振动锤进行钢护筒施打的施工工艺，不仅解决了打桩船施打工艺钢护筒易变形的缺点 ，同时也节约了大量的打桩船租赁费用。

关键词：打桩船;钢护筒;水下灌注桩;电动振动锤

在传统的水下灌注桩施工期间，钢护筒打设工艺为打桩船施打，但打桩船施打钢护筒工艺存在以下缺点：（1）打桩船所需船舶租赁费用太高，不利于节约成本。（2）由于打桩船替打器与钢护筒之间为刚性接触，在施打过程中经常出现钢护筒变形无法再用的现象，造成材料浪费。针对于打桩船施打钢护筒工艺存在的缺点，采用履带吊机在自航铁驳上起吊电动振动锤进行钢护筒施打的施工工艺，这种工艺不仅能节省打桩船的租赁费用，而且解决了钢护筒由于刚性接触而容易变形的问题。

一、技术方案

（一）工藝流程：

施工准备→履带吊上船→钢护筒倒运→导向架焊接→移船就位→导向架定位、收紧缆绳→吊护筒入导向架→调整垂直度→钢护筒入土自沉→测量护筒偏位并调整→起吊振动锤并固定→开锤沉桩→施打过程桩位、标高控制→施工完毕起挂钩→准备下一桩。

（二）施工方法：

自航铁驳于码头靠泊，在铁驳甲板外沿焊接导向架。导向架是由四道槽钢焊接而成正方形钢构件，正方形内边长=钢护筒外径+50mm。履带吊上船并进行固定处理，保证履带吊稳固的固定在甲板上。然后将钢护筒吊装至自航铁驳并运输至施工现场。详见图1。

自航铁驳到达施工现场抛锚就位，测量人员持GPS通过缆绳和锚绳移动船舶对导向架进行定位。定位完成后，收紧缆绳以及前后锚。履带吊通过吊耳起吊钢护筒处于直立状态后，旋转吊臂至导向架处，钢护筒底口穿过导向架缓慢下放至海底。在下放过程中，正面和侧面各用一台经纬仪成90°对准进行垂直度观测，如果倾斜，通过移动吊臂进行调直。

下桩完毕后，经经纬仪再次监测钢护筒垂直度以及GPS再次确认钢护筒位置后，可开始稳桩。稳桩的过程应是松大钩，松大钩要求大钩起吊力慢慢减小，随着护筒的入泥达到一定深度后，挂钩将不会承重，此时观测桩的垂直度及桩位，如垂直度不符合要求，可对桩的垂直度进行调整。

稳桩完毕后，履带吊摘钩并起吊振动锤，移动吊臂调整振动锤位置，使振动锤液压钳夹住钢护筒顶口钢板，开始进行压锤。压锤主要是依靠振动锤及钢护筒的自重，随着护筒的继续入土，应随时监测桩的垂直度。如有偏差，可以停止压锤，调整桩的垂直度，压锤结束后，再次观测桩的垂直度以及用GPS对护筒进行定位。

压锤结束并确认桩位及垂直度后，即可开振动锤进行高频锤击，陆上水准仪控制施打深度。当护筒顶标高达到设计高度后，停止锤击。松开振动锤液压钳，旋转吊臂将振动锤卸至指定区域，完成一根钢护筒的施工循环。

施工完成后，开始进行下一根钢护筒施工。

二、振动锤工作原理

振动锤的工作原理是利用电动机带动成对偏心块作相反的转动，使它们所产生的横向离心力相互抵消，而垂直离心力则相互叠加，通过偏心轮的高速转动使齿轮箱产生垂直的上下振动，继而带动钢护筒产生垂直的上下振动，利用机械振动减少护筒与土壤间的摩擦力，并依靠自重达到钢护筒下沉的目的。

由于振动锤是通过减振弹簧来实现振动，因此钢护筒和振动锤之间不存在刚性接触，从而避免了钢护筒产生变形。同时，振动锤和履带吊的租赁费用远小于打桩船的租赁费用，能够很大程度的降低成本。

三、振动锤使用中的常见故障以及排除方法

（一）在沉设钢护筒过程中，出现振动锤无力及发动机突然熄火的现象。由于动力柜必须为振动锤提供充足的动力，故发动机对燃油品质的要求较高。因此出现故障多为发动机提供的功率不足所致。清洗燃油滤芯并更换清洁的燃油，故障即可消除。

（二）振动锤在前期沉设钢护筒的过程中，经常出现夹桩器钳口处的钢护筒口被振裂的现象。其原因有：钢护筒自身强度承受不了如此的高频激振力;夹桩器钳口位置调整不够准确，致使振动锤与钢护筒的重心不在同一条垂直线上，夹桩器在闭合时产生很大的水平推力使钢护筒口变形，并在高频振动下破裂。

（三）夹桩器不能松脱。一般来讲，夹桩器不能松脱是由液压控制阀或液压缸密封损坏而造成，施工过程中曾发生过因液压缸密封问题造成的夹桩器不能松脱的故障;还曾遇到操作控制开关后，压力油能到达夹桩器液压缸，但液压缸不动作，夹桩器无法松开。检查发现是夹桩器的钳口与钢护筒在高频振动过程中摩擦产生高温而造成黏结所致，可采取局部加热加锤击的方法使其分开。

参考文献：

[1]  中华人民共和国交通运输部. JTS 257-2008水运工程质量检验标准[S]. 人民交通出版社，2008

[2]  中华人民共和国交通运输部. JTS 131-2012水运工程测量规范[S]. 人民交通出版社，2012.

[3] 中华人民共和国交通运输部. JTS 167-1-2010高桩码头设计与施工规范[S]. 人民交通出版社，2010.

[4] 唐勇. 钢护筒对超长钻孔灌注桩承载性能的影响[J]. 工程勘察， 2012， 40（7）： 28-31.