[发明专利]打桩机组件以及用于将桩打入到地层中的方法

说明书

公开了一种用于将桩打入到地层中、优选地在海上将桩打入到地层中的打桩机组件，以及一种使用该打桩机组件将桩打入到地层中的方法。该组件包括限定室的壳体，该室构造成容纳流体。该组件还包括构造成将壳体定位在桩处或桩上的定位元件，其中，定位元件的至少一部分定位在室与桩之间。该组件还包括致动装置，其中，致动装置的致动使室相对于定位元件移位，使得室远离桩移动，并且其中，致动装置构造成将室释放以朝向桩移位，使得由室在定位元件上施加力，以可控地将桩打入到地层中。

技术领域

本发明涉及打桩机，并且更具体地涉及适用于海上操作的打桩机。本发明还涉及用于将桩向下打入到地层中的方法。

背景技术

在海上将桩打入到地层中通常涉及使撞锤或锤从某个高度经由撞击板下落到桩的顶部上。为了将锤的向下的冲击力施加在桩的顶部的较大的表面区域上并且为了保护桩的顶部免受损坏，通常已经在撞击板或砧座的下侧部与桩的顶部之间安置木制的冲击衬垫(参见DE8900692U1)。为了更好地保护撞击板和桩的顶部，还已经提出使用连接至撞击板的压力气体弹簧(参见DE8900692U1)。为了保护锤和桩的顶部免受因锤直接冲击在桩上而造成的损坏，还已经提出在撞击板顶部上使用经液体填充的压力室，以在锤与桩的顶部之间提供液体阻力和截留气体缓冲(参见GB1576966A)。为此目的，还已经提出使用一堆弹簧盘或液压块以在锤与位于桩的顶部上的撞击板之间提供缓冲(参见US2184745A和US3498391A)。在由Hollandsche Beton Groep开发的所谓的HYDROBLOK冲击锤中也已经描述了在锤上方使用一堆油缓冲物和气缓冲物以对锤在位于桩的顶部上的砧座上的冲击进行缓冲。还已经提出在锤上方使用水柱以向锤提供向下的驱动力(参见WO2018030896、WO2013112049和WO2015009144)。

然而，已知打桩机的设计并不是非常适用于在海上将大直径桩打入到地层中。常规的打桩机在打桩机的锤能够向桩的顶部施加的冲击力方面已经受到限制。对于较大的桩(通常具有直径大于6米的边沿)，由常规打桩机的锤提供的冲击力必须分配在大得多的区域上。也就是说，常规锤的力必须从桩的中央——即，锤冲击砧座的地方——分配到桩的具有该非常大的直径的边沿。这需要在锤与桩之间有非常大的砧座。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于将桩打入到地层中、优选地在海上将桩打入到地层中的打桩机组件，该组件包括：

壳体，该壳体限定室，该室构造成容纳流体；

定位元件，定位元件构造成将壳体定位在桩处或桩上，其中，定位元件的至少一部分定位在室与桩之间；以及

致动装置，

其中，致动装置的致动使室相对于定位元件移位，使得室远离桩移动，并且

其中，致动装置构造成将室释放以朝向桩移位，使得由室在定位构元件上施加力，以可控地将桩打入到地层中。

该布置结构提供了一种以高效的方式将桩、特别是较大的桩(其通常具有直径大于6米的边沿)打入到地层中的打桩机组件。与已知的锤布置结构相比，在该布置结构中，没有被封围在壳体内并被主动地驱动到桩中的锤。相反，利用具有流体例如水的室从远离桩的一段距离释放以将桩打入到地层中。该布置结构允许使用具有非常大的质量(特别是当填充有流体时具有非常大的质量)的室以及由室施加到桩上的“推动”，而不是使用被驱动的锤。这样的布置结构比锤布置结构更巧妙并且产生较少的噪音。相比已知布置结构，噪音的降低是双重的。首先，降低了每次打击的峰值噪音水平，并且此外，室的大质量使得打桩机需要较少的冲击，并且从而减少累积的噪音(打击的次数乘以每次打击的峰值噪音)。