無錫坤龍內(nèi)河高頻液壓振動打樁船的應(yīng)用

前對專用打樁船的需求越來越大，本文論述了內(nèi)河高頻液壓振動打樁船的概況、主要技術(shù)參數(shù)、操作施工原理、船舶特性、存在問題及目前對專用打樁船的需求越來越大，本文論述了內(nèi)河高頻液壓振動打樁船的概況、主要技術(shù)參數(shù)、操作施工原理、船舶特性、存在問題及改進建議。

關(guān)鍵詞：內(nèi)河打樁船

 

浙江省目前內(nèi)河專用打樁船很少，內(nèi)河高頻液壓振動打樁船幾乎為空白。浙江是水運大省，隨著京杭運河浙江段由四級航道改為三級航道工程的全面啟動，對專用打樁船的需求將變得越來越大。在此形勢下，筆者所在單位利用原“浙杭州002”挖泥船船體，通過加長、加寬及加固，改建了內(nèi)河高頻液壓振動打樁船1艘，為京杭運河的航運業(yè)發(fā)揮了重要作用。船舶概況內(nèi)河高頻液壓振動打樁船主要用于內(nèi)河B級航區(qū)航道護岸工程、碼頭工程、橋梁工程的沉、拔樁。

打樁船船體為箱型、單底、單甲板、橫骨架式、全鋼質(zhì)、全電焊結(jié)構(gòu)型式，是非自航打樁船。打樁設(shè)備由沃爾沃液壓挖掘機和多通高頻液壓振動打樁機裝配而成，置于船首甲板上；發(fā)電設(shè)備采用三相異步發(fā)電機組，置于甲板下機艙內(nèi);3臺絞車均采用起重卷揚機，其中1臺置于船中甲板上，2臺置于甲板下機艙內(nèi)。

打樁設(shè)備動力由置于挖掘機后背箱內(nèi)的發(fā)動機產(chǎn)生。機艙內(nèi)發(fā)電設(shè)備所發(fā)電主要用于絞車、消防設(shè)備、信號設(shè)備和照明設(shè)備等。甲板下機艙內(nèi)2臺絞車用來升降船舶定位樁，船中甲板上1臺絞車用來拋、起錨。

船舶定位主要靠船中左右兩側(cè)定位樁。船舶移位時，定位樁往上拉離河床；沉、拔樁時，定位往下伸入河床。同時，用以大抓力錨進行配合作業(yè)。

船舶拖航，進行長距離移位時，由拖輪拖帶；作業(yè)過程中，短距離移位時，由絞車和大抓力錨配合完成。主要技術(shù)參數(shù)1。船舶主尺度

總長26。15M，甲板長26。00M，水線長26。00M，型寬8。80M，總寬8。95M，型深2。10M，吃水1。00M。

2。打樁設(shè)備

液壓挖掘機型號沃爾沃EC360BLC，發(fā)動機總功率198KW，主油泵最大流量2×280L/MIN，工作液壓回路溢流閥設(shè)定值350KG/CM2。

高頻液壓振動打樁機型號DT300，振頻2600次數(shù)/分鐘，激振力38T，油壓系統(tǒng)操作壓力300KG/CM2，油壓系統(tǒng)流量需求220L/MIN，夾嘴油缸夾持力量42T，往上起吊能力8T，夾嘴下端離水面最大高度9。3M。

3。發(fā)電設(shè)備

柴油機型號K4100D，功率33KW，轉(zhuǎn)速1500RPM。

三相交流發(fā)電機型號30GF，功率30KW，電壓400/230V，電流54。1A。

4。絞車

三相異步電動機型號Y160－4，功率11KW，電壓380V，轉(zhuǎn)速1460R/MIN。

卷揚機型號JM20，鋼絲繩額定拉力20KN，鋼絲繩額定速度16M/MIN。

5。定位樁

定位樁2根，截面尺寸480MM×480MM×16MM，高9。5M。操作原理打樁設(shè)備的發(fā)動機安裝于挖掘機后背箱內(nèi)，發(fā)動機帶動油泵，各種動作全部由液壓進行傳動。

高頻液壓振動打樁機內(nèi)置兩只偏心軸，由液壓馬達驅(qū)動，產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)及垂直激振力，透過減振橡膠后，維持3-8MM的振幅，能夠應(yīng)付各種類型的土質(zhì)與打樁要求。施工原理振動式沉拔樁錘是利用其高頻振動，以高加速度振動樁身，將機械產(chǎn)生的垂直振動傳給樁體，導(dǎo)致樁四周的土體結(jié)構(gòu)因振動發(fā)生變化強度降低，樁身四周土體液化，減少樁側(cè)與土體的磨擦阻力，然后以挖機下壓力，振動沉拔錘與樁身自重將樁沉入土中。拔樁時，在一邊振動的情況下，以挖機上提力將樁拔起。振動法沉樁時，如遇硬土下沉過慢，可利用大臂采取加壓下沉或?qū)堵蕴岣?。6－1。0米，然后重新快速振動沖下。打樁機械所需要的激振力要根據(jù)場地土層、土質(zhì)、含水量及樁的種類、構(gòu)造而綜合確定。

振動法沉樁效率較其它工法為高，主要適用于鋼板樁、鋼管樁、鋼軌樁、鐵板、H鋼及混凝土預(yù)制樁。這種沉樁法最適用于砂土中作業(yè)，在粘土中效果較差，要選用較大功率的機型。

振動法沉樁的施工程序是：樁就位——檢查樁的垂直度——放下樁錘，使樁緩慢沉入土中一定程度——再次檢查樁位與垂直度——振動沉樁至設(shè)計深度——將樁機移至下一支樁繼續(xù)沉樁。

對于粘土層，振動作用破壞了原土質(zhì)結(jié)構(gòu)，使土體密度改變，粘合力降低，靈敏度增加，樁體四周的阻力便會減少。

對于砂土層，振動使土體顆粒之間的結(jié)合被破壞，產(chǎn)生液化，使樁身四周和樁尖阻力減少，便于沉樁。但對于致密的砂層與結(jié)構(gòu)較松散的細沙砂層則會因土壤特質(zhì)使振動效果減弱，應(yīng)謹慎選用不同振動速度。船員設(shè)置打樁船核定船員12人，其中船長1人，打樁設(shè)備操作手3人，艙面其他船員4人，輪機長1人，機艙其他船員2人，后勤1人。

船舶特性

1。因高頻振動，沉樁速度較快，以京杭運河杭州塘棲段航道“四改三”工程為例，沉1支截面為500MM×30MM長9M的混泥土預(yù)制樁只需9分鐘，大大快于其它類型的打樁船，提高了生產(chǎn)效率。

2。打樁機提供了兩段式振頻輸出，可以根據(jù)不同工作需求，調(diào)整振動力度，達到了既能滿足生產(chǎn)，又能保護機器、節(jié)省能源、降低噪音的效果。

3。打樁夾嘴加裝了保壓保護裝置，牢牢鎖住了系統(tǒng)壓力，保證了夾持板樁的穩(wěn)定性與可靠度。

4。起吊能力高達8T，能沉、拔10米以下的鋼板樁、鋼管樁、鋼軌樁、鐵板、H鋼及混泥土預(yù)制樁等，適用范圍廣，基本能滿足目前浙江省內(nèi)河水運工程打樁要求。

5。船中兩側(cè)設(shè)置船舶定位樁，有利于船舶定位，確保樁位正確度和沉入過程中的垂直度。

6。打樁設(shè)備動作靈活，操作性能好，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低，既安全，又環(huán)保。問題及改進的建議1。打樁設(shè)備在沉、拔樁作業(yè)受力較大時，船舶橫傾角度較大。建議船舶兩側(cè)設(shè)置可拆卸式浮筒。在航道條件許可的情況下施工時，裝上浮筒，以提高船舶抗傾能力；船舶拖航時，卸掉浮筒，利于拖航。

2。打樁船船體為箱形，并且較寬，在內(nèi)河狹窄航段拖航操作性較差。建議船尾設(shè)置可拆卸式臨時輕便舵。在拖航時將舵裝上，利于航行；作業(yè)時將航卸掉，利于施工。

3。打樁船為非自航船，移位必須借助拖輪拖帶，增加了施工成本。建議另建造此類船舶時，增設(shè)自航裝置，這樣一方面可提高船舶的作業(yè)性能，另一方面可以降低施工成本，提高經(jīng)濟效益。

4。船舶定位樁通過絞車升降，鋼絲繩在樁上的著力點在樁的周邊，增加了樁在升降過程中的偏心力，導(dǎo)致樁與滾筒之間的摩擦力增加。建議鋼絲繩在樁上的著力點應(yīng)放在樁的中心，降低樁在升降過程中的偏心力，減少樁與滾筒之間的摩擦。

5。打樁船技術(shù)先進，保養(yǎng)和操作對作業(yè)人員要求較高，而我單位現(xiàn)有作業(yè)人員年齡偏大，文化程度較低。建議加大對作業(yè)人員的培訓(xùn)力度，制定合利的操作規(guī)程，科學(xué)維護和使用打樁船。