一种应用于深水长周期涌浪水域的碎石桩施工方法.pdf

本发明公开了一种应用于深水长周期涌浪水域的碎石桩施工方法，包括以下步骤：步骤10、碎石桩施工平台的搭建，步骤20、将所述碎石桩施工平台拖运至作业区域，此时所述碎石桩施工平台在水中呈漂浮状；步骤30、对碎石桩施工平台进行定位，利用自升式平台的升降机构将所述平台抬离水面至指定位置，并使自升式平台的桩腿支撑于海底；步骤40、对储料仓进行碎石补料；步骤50、振冲器的吊装及振冲施工。本发明解决了在深水长周期涌浪水域进行碎石桩施工时的平台定位和石料补充问题。本发明实现了在深水长周期涌浪水域的碎石桩施工作业的精确定位，保证了碎石桩的施工质量。

权利要求书
1.  一种应用于深水长周期涌浪水域的碎石桩施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤10、碎石桩施工平台的搭建，包括：
步骤11、设置平台中部呈上下贯通的自升式平台，在所述自升式平台上相对设置一对门架结构，使门架结构主梁的两端均延伸出所述平台一定距离，在所述主梁上设置轨道；
步骤12、设置三台桁车吊机，使桁车吊机的两端分别设置于所述一对门架结构的轨道上，所述三台桁车吊机可沿所述轨道移动；在所述三台桁车吊机上分别设置三台主起升机构，其可沿所述桁车吊机的长度方向移动；
步骤13、所述自升式平台上设置有储料仓、泵送仓和三台振冲器，其中，所述储料仓与泵送仓连接，所述泵送仓分别与三台振冲器连接，所述三台振冲器横向固定于所述平台上；
步骤20、将所述碎石桩施工平台拖运至作业区域，此时所述碎石桩施工平台在水中呈漂浮状；
步骤30、对碎石桩施工平台进行定位，利用自升式平台的升降机构将所述平台抬离水面至指定位置，并使自升式平台的桩腿支撑于海底；
步骤40、对储料仓进行碎石补料；
步骤50、振冲器的吊装及振冲施工，具体包括：
步骤51、将振冲器吊装于主起升机构上，通过所述轨道使其中两台振冲器设置于平台的两端，剩余一台振冲器贯穿所述平台的中部；
步骤52、在所述三台振冲器的顶部分别设置有第二GPS定位系统，根据所述第二GPS定位系统的显示，沿所述轨道方向和桁车吊机的长度方向移动振冲器，定位三台振冲器打桩位置，启动三台振冲器及泵送仓，进行打桩作业。

2.  如权利要求1所述的应用于深水长周期涌浪水域的碎石桩施工方法，其特征在于，所述储料仓与泵送仓通过水泵和空气压缩机连接。

3.  如权利要求2所述的应用于深水长周期涌浪水域的碎石桩施工方法，其特征在于，所述步骤20碎石桩施工平台拖运包括：将所述自升式平台上可移动的部件固定，用拖轮将所述碎石桩施工平台拖航至作业区域。

4.  如权利要求3所述的应用于深水长周期涌浪水域的碎石桩施工方法，其特征在于，所述步骤30中碎石桩施工平台的定位是通过：在自升式平台的桩腿上设置第一GPS定位系统，以及在所述自升式平台上设置四套锚机。

5.  如权利要求4所述的应用于深水长周期涌浪水域的碎石桩施工方法，其特征在于，所述步骤30中，将所述平台抬离水面至指定位置后还包括：对所述平台11的预压载作业。

6.  如权利要求5所述的应用于深水长周期涌浪水域的碎石桩施工方法，其特征在于，所述储料仓的碎石补料具体通过：补料船行驶至所述平台一侧，抛锚、定位，通过第二皮带输送系统与所述储料仓连接，对储料仓进行碎石补充，当补料完成后，所述补料船停靠在所述平台一侧。

7.  如权利要求6所述的应用于深水长周期涌浪水域的碎石桩施工方法，其特征在于，将所述振冲器从主起升机构移动至所述平台上的方法：使用主起升机构将所述振冲器提升至预设高度，在所述桁车吊机上设置有可移动的副起升机构，利用副起升机构的吊钩与振冲器的下吊点连接，使振冲器由直立状态抬吊至水平状态，之后放置于所述平台上。

说明书一种应用于深水长周期涌浪水域的碎石桩施工方法
技术领域
本发明属于水工软基加固施工领域，具体涉及一种应用于深水长周期涌浪水域的碎石桩施工方法。
背景技术
随着国际贸易的快速发展，大型港口、码头的建设项目日益增多，需要施工方在海岸边或离岸水域进行工程项目的建设。而这一水域地基呈现出承载能力低、结构松散、压缩性大、抗地震液化能力差等特点。采用这种地基作为水工结构物的基础时，必须对其进行加固处理，才能确保结构物的安全性和稳定性。
振冲法处理技术可以处理土石堤坝松软地基，也可以处理松散土石堤坝构筑体。水(海)上振冲法是振冲法处理技术在水工工程领域的最新应用。在现有技术中，水(海)上振冲施工一般在船上进行，利用船舶载重量大，可采用多个振冲器组合施工。提高设备利用率，加快工程施工速度，降低工程造价。但是这种施工方法的主要问题在于解决深水长周期涌浪水域的船舶定位和石料补充。目前，船舶定位一般采用陆地经纬仪测定核准，但是不能完全消除海浪对其的不利影响；石料补充一般采用普通挖掘机进行，这样就不可避免在低能见度和恶劣条件下的补料风险。因此，需对现有技术进行改进。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种应用于深水长周期涌浪水域的碎石桩施工方法。
本发明还有一个目的是通过在平台和振冲器上设置定位系统，对碎石桩进行精确定位的同时，减少定位所用时间。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种应用于深水长周期涌浪水域的碎石桩施工方法，包括以下步骤：
步骤10、碎石桩施工平台的搭建，包括：
步骤11、设置平台中部呈上下贯通的自升式平台，在所述自升式平台上相对设置一对门架结构，使门架结构主梁的两端均延伸出所述平台一定距离，在所述主梁上设置轨道；
步骤12、设置三台桁车吊机，使桁车吊机的两端分别设置于所述一对门架结构的轨道上，所述三台桁车吊机可沿所述轨道移动；在所述三台桁车吊机上分别设置三台主起升机构，其可沿所述桁车吊机的长度方向移动；
步骤13、所述自升式平台上设置有储料仓、泵送仓和三台振冲器，其中，所述储料仓与泵送仓连接，所述泵送仓分别与三台振冲器连接，所述三台振冲器横向固定于所述平台上；
步骤20、将所述碎石桩施工平台拖运至作业区域，此时所述碎石桩施工平台在水中呈漂浮状；
步骤30、对碎石桩施工平台进行定位，利用自升式平台的升降机构将所述平台抬离水面至指定位置，并使自升式平台的桩腿支撑于海底；
步骤40、对储料仓进行碎石补料；
步骤50、振冲器的吊装及振冲施工，具体包括：
步骤51、将振冲器吊装于主起升机构上，通过所述轨道使其中两台振冲器设置于平台的两端，剩余一台振冲器贯穿所述平台的中部；
步骤52、在所述三台振冲器的顶部分别设置有第二GPS定位系统，根据所述第二GPS定位系统的显示，沿所述轨道方向和桁车吊机的长度方向移动振冲器，定位三台振冲器打桩位置，启动三台振冲器及泵送仓，进行打桩作业。
优选的是，其中，所述储料仓与泵送仓通过水泵和空气压缩机连接。
优选的是，其中，所述步骤20碎石桩施工平台拖运包括：将所述自升式 平台上可移动的部件固定，用拖轮将所述碎石桩施工平台拖航至作业区域。
优选的是，其中，所述步骤30中碎石桩施工平台的定位是通过：在自升式平台的桩腿上设置第一GPS定位系统，以及在所述自升式平台上设置四套锚机。
优选的是，其中，所述步骤30中，将所述平台抬离水面至指定位置后还包括：对所述平台11的预压载作业。
优选的是，其中，所述储料仓的碎石补料具体通过：补料船行驶至所述平台一侧，抛锚、定位，通过第二皮带输送系统与所述储料仓连接，对储料仓进行碎石补充，当补料完成后，所述补料船停靠在所述平台一侧上。
优选的是，其中，将所述振冲器从主起升机构移动至所述平台上的方法：使用主起升机构将所述振冲器提升至预设高度，在所述桁车吊机上设置有可移动的副起升机构，利用副起升机构的吊钩与振冲器的下吊点连接，使振冲器由直立状态抬吊至水平状态，之后放置于所述平台上。
本发明至少包括以下有益效果：本发明解决了在深水长周期涌浪水域进行碎石桩施工时的平台定位和石料补充问题。本发明实现了在深水长周期涌浪水域的碎石桩施工作业的精确定位，保证了碎石桩的施工质量；石料从储料仓到泵送仓的输送采用皮带输送系统输送，避免了在低能见度和恶劣条件下的补料风险；具有科技含量高、机械化作业程度高、环保等优点；亦可以促进先进的计算机控制技术、先进自升式平台应用技术与水上碎石桩施工工艺的有机结合。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所述的碎石桩施工平台的迁移拖航立面示意图；
图2为本发明所述的碎石桩施工平台的迁移拖航平面示意图；
图3为本发明所述的补料船与碎石桩施工平台之间补料示意图；
图4为本发明所述的碎石桩施工平台水上振冲施工示意图；
图5为本发明所述的振冲器移动起吊示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
图1-图5示出了根据本发明的一种实现形式，提供了一种应用于深水长周期涌浪水域的碎石桩施工方法，包括以下步骤：
步骤10、碎石桩施工平台的搭建，包括：
步骤11、设置平台中部呈上下贯通的自升式平台1，所述平台呈回字结构，以使其中一个振冲器2能穿过所述平台的中部，进入水中进行打桩，在所述自升式平台1上相对设置一对门架结构3，使门架结构3主梁的两端均延伸出所述平台一定距离，在所述主梁上设置轨道，以使桁车吊机4能沿着轨道移动，方便打桩的横向定位。
步骤12、设置三台桁车吊机4，使桁车吊机4的两端分别设置于所述一对门架结构3的轨道上，所述三台桁车吊机4可沿所述轨道移动；在所述三台桁车吊机4上分别设置三台主起升机构5，其可沿所述桁车吊机4的长度方向移动，本实施例中，采用齿轮与齿条完成主起升机构5在所述桁车吊机4上的移动。
步骤13、所述自升式平台1上设置有储料仓12、泵送仓和三台振冲器。在本实施中设置有两个储料仓12，分别设置于平台相对的两侧，用于储存和向振冲器2运送碎石料。在天气良好的情况下，碎石桩平台优先使用靠近补料船14一侧的储料仓12，补料船利用缆绳11靠近平台对使用的这一侧的储料仓12进行补料。另一侧的储料仓12作为备用料仓。
所述储料仓12与泵送仓连接，所述泵送仓分别与三台振冲器连接，所述三台振冲器2横向固定于所述平台上，在所述平台上还设置有克令吊7，所述克令吊7用于振冲器转运、摆放与检修等，还可以用于吊装油、水、生活补给和其他物品。同时，所述克令吊7还具有吊人功能。
步骤20、将所述碎石桩施工平台利用拖轮8通过钢绳9拖运至作业区域， 并对碎石桩施工平台进行作业前的最终调试。此时碎石桩施工平台的桩腿距离水底具有一定距离，且所述平台的底面与水面6接触，使所述碎石桩施工平台在水中呈漂浮状。
步骤30、对碎石桩施工平台进行定位，利用自升式平台1的升降机构将所述平台抬离水面6至指定位置，并使自升式平台1的桩腿支撑于海底；
步骤40、对储料仓12进行碎石补料；
步骤50、振冲器2的吊装及振冲施工，具体包括：
步骤51、将振冲器2吊装于主起升机构5上，通过所述轨道使其中两台振冲器2设置于平台的两端，剩余一台振冲器2贯穿所述平台的中部；
步骤52、在所述三台振冲器2的顶部分别设置有第二GPS定位系统，根据所述第二GPS定位系统的显示，沿所述轨道方向和桁车吊机4的长度方向移动振冲器2，定位三台振冲器2打桩位置，启动三台振冲器2及泵送仓保证泵送仓中的碎石存量足够，进行打桩作业。
其中，所述储料仓12与泵送仓通过水泵和空气压缩机连接，所述泵送仓与所述振冲器2通过输送管道连通，所述下料装置利用高压介质推动水输送石料到达振冲器。
其中，所述步骤20碎石桩施工平台拖运包括：将所述自升式平台1上可移动的部件固定，用拖轮将所述碎石桩施工平台拖航至作业区域。
其中，所述步骤30中碎石桩施工平台的定位是通过：在自升式平台的桩腿上设置第一GPS定位系统，以及在所述自升式平台上设置四套锚机进行固定。
其中，所述步骤30中，将所述平台抬离水面6至指定位置后还包括：对所述平台的预压载作业。
其中，所述储料仓的碎石补料具体通过：补料船14行驶至所述平台一侧，抛锚、定位，选择合适窗口通过第二皮带输送系统10与所述储料仓12连接，对储料仓进行碎石补充，当补料完成后，所述补料船停靠在所述平台一侧，通过四根缆绳11抛向海底并固定，具有抵抗风浪的作用。
其中，将所述振冲器2从主起升机构5移动至所述平台上的方法：使用主起升机构5将所述振冲器提升至预设高度，在所述桁车吊机上设置有可移 动的副起升机构13，利用副起升机构13的吊钩与振冲器的下吊点连接，使振冲器2由直立状态抬吊至水平状态，之后放置于所述平台上。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。