打桩 【技术领域】
本发明涉及打桩，更特定地，但非专有地，涉及水下打桩，例如用于将桩直接打入海底的水下打桩。
背景技术
已知提供有一种导桩，其用于对准桩与要将桩打入的地层表面，并且使桩锤保持稳固。尤其当进行水下打桩时，在桩已打入海底之类的物体后，存在这样一个问题：必须移除导桩以使桩被打入至其最终位置。这个移除导桩的过程浪费时间，因而耗费巨大。因此，本发明申请人在国际专利公报WO99/11872中提出了一种导桩，其允许打桩从开始到完成持续进行，无需中断打桩以移除导桩。然而，WO99/11872中揭示的导桩不适用于较短的桩(长度小于20米)，这是由于在桩有足够长度插入至海底以确保稳固之前，位于这类桩末端绳索的横向突起连结件阻碍了导桩。
实际上，将桩定位，以使其横向突起连结件与该桩计划使用的预定方位对准，这也相当重要。可采用桩上的所谓的定位板来实现落桩定位，桩上的定位板与导桩的导桩件中的导板系统相配合。定位板以相对于桩上配备的绳索连结件/索具连结件的已知方位，位于桩上。使用中，随着各错位桩被引入至导桩件，定位板将与导板系统相配合。随着桩进一步降低通过导桩件，导板系统迫使定位板沿着螺旋状路径，使桩沿轴旋转直到达到与基架相对的期望方位。
本发明申请人已经认识到导桩系统需要允许将配有横向突起连结件的桩打入地层，至少将桩打入到这样一个点：桩在这个点是自支承且稳固的，而不会阻碍导桩。
【发明内容】
根据本发明的第一方面，提供了一种用于在打桩过程中使桩对准的系统，其包括：具有绳索用横向突起连结件的桩，以及在桩被打入地层时用于支承桩的导桩；导桩包括基架和安装在基架上的导桩件，导桩件在其外周面有开槽，该开槽设置成，当桩通过导桩时容许横向突起连结件沿开槽通过，其中桩和导桩件包括两对滑动地互相配合的剖面轮廓，剖面轮廓设置成当将桩打入至地层内时，抑制导桩件开槽内产生张口。
导桩件内的开槽允许将桩更深地打入海底，而横向突起连结件不会阻碍导桩。申请人非常了解，由于导桩件外围存在开槽，所以导桩件内在很脆弱。确实，若没有矫正步骤的话，很难防止打桩过程中桩通过开槽冲出导桩件。因此，本发明提出的解决办法是使用桩和导桩件上互相配合的剖面轮廓，剖面轮廓设置成抑制开槽产生张口。特定地，提供了两对互相配合的剖面轮廓，各对剖面轮廓的相对表面相贴靠以防止打桩过程中导桩件相对于桩剧烈地向外移动。
各对互相配合的剖面轮廓包括安装在桩上的第一部件和安装在导桩件上的第二部件。第一部件可包括互相平行对齐且平行于桩的纵轴的一对细长板。第一部件可与桩的前端隔开，朝向横向突起连结件。第一部件可基本对称地设置在横向突起连结件的各侧。第一部件可相对于桩的纵轴互相间隔约120度角，横向突起连结件设置在它们之间。
第二部件可各界定与开槽平行对齐并背向开槽的一个表面。例如，表面可为导桩件的内周面上配备的凸缘或凹槽的一部分，其靠近开槽并平行于开槽延伸。表面可基本对称地设置在开槽的相对侧上，并且相对于导桩件的中心轴成120度角。
桩和导桩件还可包括滑动地互相配合的剖面轮廓，其设置成使桩轴向旋转以校正横向突起连结件相对于导桩件内的开槽的任何错位，并/或使横向突起连结件相对于导桩件内的开槽保持预定方位。本发明申请人的国际申请WO03/074795中详细描述了滑动地互相配合的剖面轮廓的细节。这样的滑动地互相配合的剖面轮廓包括位于朝向桩前端的一个或多个元件，从而使桩旋转将连结件对准开槽，并且使成对的相互配合的剖面轮廓互相对准。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于打入地层的桩，其包括：具有纵轴、前端和后端的细长本体；绳索用横向突起连结件，该连结件位于朝向后端处；以及安装于细长本体上朝向后端的一对细长板，细长板互相平行并平行于细长本体的纵轴，其基本对称地设置于横向突起连结件的相对侧上，并且相对于细长本体的纵轴互相间隔约120度角。各细长板设置成抑制远离横向突起连结件的圆周方向一侧上施加的力。
也可设想，基本如前所述，但没有横向突起连结件的桩。这样的桩可在打桩过程中受如前所述的导桩引导，导桩件中的开槽对于将桩打入海底不再是必要的。
【附图说明】
现通过实例，参照附图，描述本发明实施例，其中：
图1是实施本发明的系统中采用的导桩的平面图；
图2是图1的导桩的主视图；
图3是实施本发明的系统内的桩的主视示意图；
图4是图3的桩沿IV-IV线的示意剖视图；
图5是示出了图1中导桩的导桩件细节的剖视图；
图6是图5的导桩件沿VI-VI线的示意剖视图；
图7a是示出了处于图1导桩中的图3的桩的局部剖视图；以及
图7b示出了图7a的桩和导桩的互相配合部件的细节。
【具体实施方式】
图1和图2示出了导桩(10)，其包括基架(12)和安装在基架(12)上的导桩件(14)。当将如图3所示的桩(16)打入诸如海底的地层(18)时，桩(16)受导桩件(14)支承。桩(16)具有朝向其末端(22)的绳索用横向突起连结件(20)。导桩件(14)在其外围有一开槽(24)，当将桩(16)打入海底(18)时，该开槽容置连结件(20)。桩(16)和导桩件(14)具有两对互相配合的剖面轮廓(参见以下)，剖面轮廓设置成当将桩(16)打入海底(18)时抑制开槽(24)产生张口。
桩(16)
桩(16)的圆柱形本体(50)配有安装在其上的一对细长板(52)。板(52)互相平行对齐并且平行于桩(16)的纵轴LL。板(52)位于远离桩(16)的前端(54)，朝向连结件(20)。板(52)互相间隔的夹角约120度(例如，在纵轴LL处对向的120度α角)，并且其以连结件(20)为中心对称设置，但轴向上与连结件(20)相分开。桩(16)具有辅助部件(56，58)，其位于朝向前端(54)处并相对于连结件(20)处于已知方位，以校正错位，并且在打桩过程中使桩(16)保持在该已校正的方位。国际公报WO03/074795中已对部件(56，58)在校正/保持方位的作用做了充分描述，因此在本说明书中不再作进一步解释。
导桩件(14)
导桩件(14)具有大体为圆柱形的本体(80)，其配有向外展开的顶开口(82)。开槽(24)在本体(80)的整个长度延伸，并且开槽(24)宽于连结件(20)以容许在桩(16)通过导桩件(14)时，例如当从已打入海底(18)的桩(16)周围提升导桩(10)时，连结件(20)适合通过开槽。导桩件(14)的本体(80)具有如图5所示的基本为C状的横剖面。本体(80)的内周面(84)包括设置在开槽(24)各侧上的反作用挡块(86)。各反作用挡块(86)界定了背向开槽(24)的表面(88)。内周面(84)也包括分别与桩(16)上的部件(56，58)相啮合的部件(90，92)，以在打桩过程中校正桩(16)的错位并使桩(16)保持在已校正方位。又由于部件(90，92)的作用在国际公报WO03/074795中已有详尽的描述，因此本说明书中不再给出进一步的解释。
使用中，导桩(10)被定位在海底(18)上，开槽(24)的方位取决于桩(16)的该绳索连结件(20)将要对准的方向。然后桩(16)被引入至导桩件(14)。桩(16)上的部件(56，58)和导桩件(14)内周面(84)上的部件(90，92)的互相啮合，确保连结件(20)如图7a所示与开槽(24)对准。桩(16)进一步被引入至导桩件(14)内时，板(52)与反作用挡块(86)互相紧贴地配合。若桩(16)朝开槽(24)的方向，施加“爆发”力于导桩(14)上，则反作用挡块(86)的表面(88)将承受板(52)的力，并且抑制导桩件(14)相对于桩(16)的向外移动。这样，导桩件(14)依靠桩(16)以加强其稳固性和刚性。