申请/专利权人：中交第四航务工程局有限公司

申请日：2019-07-17

公开（公告）日：2024-07-02

公开（公告）号：CN110331724B

主分类号：E02D13/08

分类号：E02D13/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.02#授权;2019.11.08#实质审查的生效;2019.10.15#公开

摘要：本发明提供了一种快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置及方法，其中装置包括用于顶起桩锤内部替打与锤芯的上部面板和三个支撑杆，上部面板中部开设有圆形通孔，三个支撑杆的长度相同，其上端分别焊接在上部面板的下表面，下端向外撇开呈斜向支撑，在两两相邻的支撑杆的下部之间焊接有第一连接杆，上部之间焊接有第二连接杆，第一连接杆之间与第二连接杆之间分别构成等边三角形，且等边三角形所在平面均与上部面板平行。本发明操作简易，提高清除桩锤内桩垫残渣的施工效率，并保证作业工人的安全性。

主权项：1.一种快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、PHC桩沉桩结束后，将桩锤提升至距离PHC桩桩顶指定高度；步骤二、将快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置放置在PHC桩桩顶上，所述快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置包括用于顶起桩锤内部替打与锤芯的上部面板和三个支撑杆，所述上部面板中部开设有圆形通孔，所述三个支撑杆的长度相同，其上端分别焊接在所述上部面板的下表面，下端向外撇开呈斜向支撑，在两两相邻的支撑杆的下部之间焊接有第一连接杆，上部之间焊接有第二连接杆，所述第一连接杆之间和所述第二连接杆之间分别构成等边三角形，且等边三角形所在平面均与所述上部面板平行；步骤三、下降桩锤直至所述快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置顶起桩锤内的替打及锤芯；步骤四、清除卡嵌在桩锤内的桩垫残渣。

全文数据：一种快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置及方法技术领域本发明属于PHC桩沉桩施工领域，尤其涉及一种快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置及方法。背景技术PHC桩具有单桩承载力高、高抗腐蚀型、造价较低的特点，因此广泛应用于水运工程施工中。由于PHC桩桩身为混凝土结构，中间为镂空结构，沉桩过程就是桩锤里面的数吨乃至数十吨的铁质锤芯敲击PHC桩的顶部，使PHC桩穿透土层，PHC桩往下沉降，PHC桩沉桩过程容易出现桩身应力过大，当桩身应力大于其材料强度值时，容易出现桩头爆裂、桩身开裂的情况。特别是遇到孤石、硬夹层等恶劣地质情况，往往导致基桩贯入度迅速减少、桩身应力剧增的现象，容易出现桩身压应力值过大而导致桩身开裂，因此在桩锤和桩顶之间放置桩垫能其有效缓冲作用。沉桩开始前，放置桩垫在桩顶，并在锤击过程中观察桩垫的完整性，桩垫出现损坏和变薄的情况，应注意更换。桩垫的设置能使锤芯敲击桩顶产生的应力波周期变长、频率变小，桩身应力值变小，有利于减少沉桩过程中桩身开裂的出现，保证沉桩质量。而常规作为桩垫的材料主要是纸垫、麻绳、胶合板等，由于PHC桩沉桩过程中常出现总锤击数达到数百锤至数千锤，会导致桩垫在沉桩完毕后卡嵌在桩锤内部，当桩锤和PHC桩桩头脱离后，卡嵌在桩锤内部的桩垫残渣无法完全自动掉落，仍然有一部分桩垫残渣卡嵌在桩锤里面的替打上，需要手动清楚桩垫残渣后方可进行下一根PHC桩的沉桩工作。但由于桩垫残渣和桩锤的卡嵌得紧密，特别是对于海上沉桩工作，例如跨海大桥、深水港码头建设等采用的基桩桩径比较大，桩垫和桩顶的接触面较大，锤垫和桩锤内部的卡嵌紧密，传统的清除所夹桩垫残渣的方式主要是采用人工手凿或者火烧等方法。此两种传统方法需在完成沉桩施工后，桩锤提起来和PHC桩桩顶脱离后，工人站在桩锤下方工作，人工手凿是工人用凿子及手锤举过头顶对桩锤内的桩垫残渣凿除，工人的体力消耗很大；火烧清除则是着火点在工人的头顶位置，严重影响工人的工作安全。且作业时间长、作业平台狭小，稍有不慎，容易掉至水中，存在较大的安全隐患；且对于直径大于800mm的大直径PHC桩，其采用的桩垫面积也较大，采用的沉桩作业桩锤较重，桩垫和桩锤的卡嵌越紧密，沉桩后清除桩垫残渣功效越低下、工作量越大。因此，亟需设计一种操作简易、高效的桩垫残渣清除装置，提高施工效率，并保证作业工人的安全性。发明内容本发明的目的在于提供了一种快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置及方法，操作简易，提高清除桩锤内桩垫残渣的施工效率，并保证作业工人的安全性。本发明是通过以下技术方案实现的：本发明提出一种快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置，包括用于顶起桩锤内部替打与锤芯的上部面板和三个支撑杆，上部面板中部开设有圆形通孔，三个支撑杆的长度相同，其上端分别焊接在上部面板的下表面，下端向外撇开呈斜向支撑，在两两相邻的支撑杆的下部之间焊接有第一连接杆，上部之间焊接有第二连接杆，第一连接杆之间和第二连接杆之间分别构成等边三角形，且等边三角形所在平面均与上部面板平行。相比于现有技术，本发明的有益效果为：制作简单，提高了PHC桩沉桩施工后桩锤内桩垫残渣清除施工效率，清除桩锤内桩垫残渣的时间由原有的4小时缩短为15分钟，减少了工人的工作强度，工人站在打桩船甲板上即可清理桩锤内的桩垫残渣，无需站在桩锤的下方工作，减少工人操作的安全风险，保证作业工人的安全性。本发明适用于水上及陆地上不同桩径的PHC桩、不同放入桩锤类型和锤芯重量、不同材质的桩垫沉桩后桩锤内桩垫残渣的清除工作。进一步地，上部面板呈等边三角形，其三个角倒圆角，且其三条边向内收缩呈弧形，三个支撑杆的上端分别焊接在上部面板的三角端的下表面。进一步地，三个支撑杆与上部面板所在面的夹角为70度。进一步地，第二连接杆与上部面板的距离为上部面板距离地面高度的四分之一，第一连接杆与上部面板的距离为上部面板距离地面高度的四分之三。进一步地，上部面板的厚度为20mm，圆形通孔的直径为10cm。进一步地，支撑杆为10号槽钢。进一步地，第一连接杆和第二连接杆均为直径为32mm的螺纹钢。本发明还提出一种快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的方法，包括如下步骤：步骤一、PHC桩沉桩结束后，将桩锤提升至距离PHC桩桩顶指定高度；步骤二、将上述任一项所述的快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置放置在PHC桩桩顶上；步骤三、下降桩锤直至快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置顶起桩锤内的替打及锤芯；步骤四，清除卡嵌在桩锤内的桩垫残渣。进一步地，在步骤四之后，还包括：步骤五、桩锤内桩垫残渣清除后，将桩锤提升至距离PHC桩桩顶指定高度，把放置在PHC桩顶的快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置移动至打桩船甲板上。进一步地，在步骤一之前，制作上述快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置。附图说明图1为本发明快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置的结构示意图；图2为本发明快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置放置在PHC桩上的结构示意图；图3为本发明快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置的工作示意图。图中，1-上部面板，11-圆形通孔，2-支撑杆，3-第一连接杆，4-第二连接杆，5-PHC桩，6-桩锤，61-替打，62-锤芯，63-锤套，7-桩垫残渣。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。请参阅图1至图3，图1为本发明快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置的结构示意图，图2为本发明快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置放置在PHC桩上的结构示意图，图3为本发明快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置的工作示意图。一种快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置，包括用于顶起桩锤5内部替打61与锤芯62的上部面板1和三个支撑杆2，上部面板1中部开设有圆形通孔11，三个支撑杆2的长度相同，其上端分别焊接在上部面板1的下表面，下端向外撇开呈斜向支撑，在两两相邻的支撑杆2的下部之间焊接有第一连接杆3，上部之间焊接有第二连接杆4，第一连接杆3之间和第二连接杆3之间分别构成等边三角形，且等边三角形所在平面均与上部面板1平行。具体地，上部面板1呈等边三角形，其三个角倒圆角，且其三条边向内收缩呈弧形，三个支撑杆2的上端分别焊接在上部面板1的三角端的下表面。具体地，上部面板1的厚度为20mm，圆形通孔11的直径为10cm。上部面板1中部的圆形通孔11可以减轻上部面板1的重量，并且可以方便搬动本发明的快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置。而在上部面板1顶起桩锤5内部的替打61与锤芯62时，上部面板1的三条边向内收缩呈弧形可以留出更多的位置给工人清理桩垫残渣7，方便工人使用钢筋做成的弯钩轻扯桩垫残渣7，方便工人作业。具体地，支撑杆2为10号槽钢。具体地，三个支撑杆2与上部面板1所在面的夹角为70度。具体地，第一连接杆3和第二连接杆4均为直径为32mm的螺纹钢。具体地，第二连接杆4与上部面板1的距离为上部面板1距离地面高度的四分之一，第一连接杆3与上部面板1的距离为上部面板1距离地面高度的四分之三。上下两层的第二连接杆4和第一连接杆3可以将三个支撑杆2连接加固。本发明还提供一种快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的方法，包括如下步骤：步骤一、PHC桩5沉桩结束后，将桩锤6提升至距离PHC桩5桩顶指定高度；在桩锤6与PHC桩5桩顶之间预留足够空间摆放本发明的快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置，一般大约为本装置高度的两倍，如本装置距离地面高度大约为70cm，则可以将桩锤6提升至距离PHC桩5桩顶约1.5米处。在步骤一之前，根据本发明的设计图纸，制作本发明的快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置。制作完成后将其移至打桩船的甲板上。步骤二、将本发明的快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置放置在PHC桩5桩顶上；待PHC桩5沉桩结束，桩锤6上升到指定位置并固定时，将本装置放置在PHC桩5桩顶中心，确保支撑杆2与PHC桩5桩顶完全接触，具体地，支撑杆2与PHC桩5桩顶的接触点位于PHC桩5桩顶壁厚的中间位置，确保本装置稳固地放置在PHC桩5桩顶上，上部面板1和PHC桩5桩顶所在平面平行。步骤三、下降桩锤6直至快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置顶起桩锤5内的替打61及锤芯62。待本装置放稳固后，缓慢下降桩锤6，直至本装置顶起桩锤6内的替打61及锤芯62，即桩锤6的重量全部由本装置支撑，此时替打61与锤套63的底部脱离，在本装置顶起替打61及锤芯62后，停止下降桩锤6。在沉桩状态下，桩垫位于PHC桩5的顶部，是缓冲十吨级别的锤芯62打击在PHC桩5桩顶的力度，因此在桩锤6内的替打61及锤芯62被本装置顶起后，桩锤6内的桩垫残渣7大部分由于重力会脱落，步骤四、清除卡嵌在桩锤内的桩垫残渣7。仍然卡嵌在替打61和锤套63里面的部分桩垫残渣7，由于替打61和锤芯62被本装置顶起，替打61与锤套63的底部脱离，两者之间形成一定的空间，因此工作人员可以直接站在打桩船的甲板上采用钢筋做成的弯钩轻扯桩垫残渣7，便能快递清除卡嵌在替打61和锤套63上的剩余的桩垫残渣7。在步骤四之后，还包括：步骤五、桩锤6内桩垫残渣7清除后，将桩锤6提升至距离PHC桩5桩顶指定高度，把放置在PHC桩5桩顶的快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置移动至打桩船甲板上。在桩锤6内的桩垫残渣7完全清除后，同样将桩锤6提升至距离PHC桩5桩顶指定高度，该指定高度可以与步骤一中的指定高度相同，这样工作人员可以将本装置从PHC桩5桩顶移动至打桩船的甲板上放置，完成桩锤6一次沉桩后桩垫残渣7的清除工作。相比于现有技术，本发明的有益效果为：制作简单，提高了PHC桩5沉桩施工后桩锤6内桩垫残渣7清除施工效率，清除桩锤6内桩垫残渣7的时间由原有的4小时缩短为15分钟，减少了工人的工作强度，工人站在打桩船甲板上即可清理桩锤6内的桩垫残渣7，无需站在桩锤6的下方工作，减少工人操作的安全风险，保证作业工人的安全性。本发明适用于水上及陆地上不同桩径的PHC桩5、不同放入桩锤6类型和锤芯62重量、不同材质的桩垫沉桩后桩锤6内桩垫残渣7的清除工作。本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

权利要求：1.一种快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置，其特征在于，包括用于顶起桩锤内部替打与锤芯的上部面板和三个支撑杆，所述上部面板中部开设有圆形通孔，所述三个支撑杆的长度相同，其上端分别焊接在所述上部面板的下表面，下端向外撇开呈斜向支撑，在两两相邻的支撑杆的下部之间焊接有第一连接杆，上部之间焊接有第二连接杆，所述第一连接杆之间和所述第二连接杆之间分别构成等边三角形，且等边三角形所在平面均与所述上部面板平行。2.根据权利要求1所述的快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置，其特征在于，所述上部面板呈等边三角形，其三个角倒圆角，且其三条边向内收缩呈弧形，所述三个支撑杆的上端分别焊接在所述上部面板的三角端的下表面。3.根据权利要求1所述的快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置，其特征在于，所述三个支撑杆与所述上部面板所在面的夹角为70度。4.根据权利要求1所述的快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置，其特征在于，所述第二连接杆与所述上部面板的距离为所述上部面板距离地面高度的四分之一，所述第一连接杆与所述上部面板的距离为所述上部面板距离地面高度的四分之三。5.根据权利要求1所述的快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置，其特征在于，所述上部面板的厚度为20mm，所述圆形通孔的直径为10cm。6.根据权利要求1所述的快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置，其特征在于，所述支撑杆为10号槽钢。7.根据权利要求1所述的快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置，其特征在于，所述第一连接杆和第二连接杆均为直径为32mm的螺纹钢。8.一种快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、PHC桩沉桩结束后，将桩锤提升至距离PHC桩桩顶指定高度；步骤二、将权利要求1-7任一项所述的快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置放置在PHC桩桩顶上；步骤三、下降桩锤直至所述快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置顶起桩锤内的替打及锤芯；步骤四、清除卡嵌在桩锤内的桩垫残渣。9.根据权利要求8所述的快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的方法，其特征在于，在所述步骤四之后，还包括：步骤五、桩锤内桩垫残渣清除后，将桩锤提升至距离PHC桩桩顶指定高度，把放置在PHC桩顶的所述快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置移动至打桩船甲板上。10.根据权利要求8所述的快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的方法，其特征在于，在所述步骤一之前，制作所述快速清除桩锤沉桩后卡嵌桩垫残渣的装置。

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