無錫坤龍內河高頻液壓振動打樁船的應用

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

關鍵詞：內河打樁船

 

浙江省目前內河專用打樁船很少，內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，改建了內河高頻液壓振動打樁船1艘，為京杭運河的航運業發揮了重要作用。船舶概況內河高頻液壓振動打樁船主要用于內河B級航區航道護岸工程、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、全電焊結構型式，是非自航打樁船。打樁設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；發電設備采用三相異步發電機組，置于甲板下機艙內;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。

打樁設備動力由置于挖掘機后背箱內的發動機產生。機艙內發電設備所發電主要用于絞車、消防設備、信號設備和照明設備等。甲板下機艙內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。

船舶拖航，進行長距離移位時，由拖輪拖帶；作業過程中，短距離移位時，由絞車和大抓力錨配合完成。主要技術參數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。打樁設備

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

高頻液壓振動打樁機型號DT300，振頻2600次數/分鐘，激振力38T，油壓系統操作壓力300KG/CM2，油壓系統流量需求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。發電設備

柴油機型號K4100D，功率33KW，轉速1500RPM。

三相交流發電機型號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。操作原理打樁設備的發動機安裝于挖掘機后背箱內，發動機帶動油泵，各種動作全部由液壓進行傳動。

高頻液壓振動打樁機內置兩只偏心軸，由液壓馬達驅動，產生高速旋轉及垂直激振力，透過減振橡膠后，維持3-8MM的振幅，能夠應付各種類型的土質與打樁要求。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，將機械產生的垂直振動傳給樁體，導致樁四周的土體結構因振動發生變化強度降低，樁身四周土體液化，減少樁側與土體的磨擦阻力，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將樁略提高0。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場地土層、土質、含水量及樁的種類、構造而綜合確定。

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鋼及混凝土預制樁。這種沉樁法最適用于砂土中作業，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——振動沉樁至設計深度——將樁機移至下一支樁繼續沉樁。

對于粘土層，振動作用破壞了原土質結構，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合被破壞，產生液化，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構較松散的細沙砂層則會因土壤特質使振動效果減弱，應謹慎選用不同振動速度。船員設置打樁船核定船員12人，其中船長1人，打樁設備操作手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的混泥土預制樁只需9分鐘，大大快于其它類型的打樁船，提高了生產效率。

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

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

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鋼及混泥土預制樁等，適用范圍廣，基本能滿足目前浙江省內河水運工程打樁要求。

5。船中兩側設置船舶定位樁，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。打樁設備動作靈活，操作性能好，運轉平穩，噪音低，既安全，又環保。問題及改進的建議1。打樁設備在沉、拔樁作業受力較大時，船舶橫傾角度較大。建議船舶兩側設置可拆卸式浮筒。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，在內河狹窄航段拖航操作性較差。建議船尾設置可拆卸式臨時輕便舵。在拖航時將舵裝上，利于航行；作業時將航卸掉，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，增設自航裝置，這樣一方面可提高船舶的作業性能，另一方面可以降低施工成本，提高經濟效益。

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。打樁船技術先進，保養和操作對作業人員要求較高，而我單位現有作業人員年齡偏大，文化程度較低。建議加大對作業人員的培訓力度，制定合利的操作規程，科學維護和使用打樁船。