打桩方法和用于打桩的系统与流程

1.本发明涉及打桩领域。本发明设想击打大直径端部开口且空心的桩柱(例如，具有至少5米的外径)作为特定实施方案。如今这样的大桩柱例如被用作海上风力涡轮机的单体桩柱基座。如今设想的实际的实施方案包括直径在5到12米之间、长度在60到120米之间的单体桩柱。


背景技术：

2.us4817733公开了一种打桩方法，其中使用打桩系统，该打桩系统包括：
3.‑
打头构件，其配置为布置在桩柱的顶端上，
4.‑
落锤，其在打头构件上方竖直可移动，
5.‑
提升系统，其布置在打头构件与落锤之间，所述提升系统配置为将落锤带入相对于打头的初始高度位置，
6.‑
快速释放系统，其适于实现提升系统的快速释放，使得落锤从所述初始高度位置落下，
7.‑
能量传递组件，其配置为用于将能量从下落的落锤传递至打头构件。
8.为了将桩柱打入土壤中，所述方法包括重复循环，其中：
9.‑
借助于提升系统将落锤提升到所需的初始高度位置，
10.‑
快速释放机构操作为实现提升系统的快速释放，使得落锤从所述初始高度位置朝向打头构件落下，
11.其中，来自下落的落锤的能量通过能量传递组件传递至打头构件，从而传递至桩柱的顶端，使得桩柱被更深地打入土壤中。


技术实现要素：

12.本发明旨在提供产生改进的或至少可替代的打桩方法的措施，例如考虑到用于击打大直径端部开口且空心的桩柱(比如，具有至少5米的外径)的设想应用，例如用作海上风力涡轮机的单体桩柱基座。
13.根据本发明的第一方面，本发明提供一种根据权利要求1的打桩方法。
14.在根据第一方面的该方法中，使用打桩系统，该打桩系统包括打头(drive head)构件，该打头构件配置为接合桩柱，例如配置为布置在桩柱的顶端上，例如所述打头构件的质量至少为100公吨，例如至少为250公吨，例如超过500公吨。
15.根据第一方面的打桩系统进一步包括固体物质落锤组件，该固体物质落锤组件包括支撑结构并包括由所述支撑结构支撑的固体落锤元件，优选地，固体钢落锤元件由钢元件组成，例如可堆叠的钢元件，所述落锤元件的总质量至少为100公吨，例如超过500公吨，例如超过1000公吨，例如超过2000公吨，例如多达3000公吨，所述落锤组件相对于打头构件(例如打头构件上方)竖直可移动。
16.应该理解，支撑结构的重量也在从初始高度下降的总质量中起作用。例如，支撑结
构的质量至少为100公吨，例如至少为250公吨，例如至少为500公吨。该结构的重量在实际的实施方案中主要由所需的强度控制，例如考虑到处理重量超过500、1000或甚至超过2000公吨(比如，多达3000公吨)的落锤元件组成的能力。
17.在实施方案中，支撑结构实施为在其上支撑总质量至少为500公吨，例如至少为100公吨，优选地至少为2000公吨的固体落锤元件。
18.固体物质落锤组件的巨大质量使得能够省去在落锤组件下落期间将提供附加加速度的任何机构，使得下落仅受重力的影响，因此为1g。这不仅能够实现比众所周知的加速液压锤更简单的设计，在所述加速液压锤中，锤的冲压块被作用在活塞式冲压块上的气体压力加速到对应于自由落体速率的两倍的打击速率。在该领域，加速的冲压块的最大质量大约为200公吨。本发明设想的总落锤组件质量比现有技术大数倍，例如至少为500公吨，优选地大得多。
19.与已知的加速液压冲击锤相比，可以将下落的、非加速的落锤组件的巨大质量选择为更接近要打入的桩柱的总质量，所述总质量可以为500公吨或更多。
20.在本发明的概念中，在没有进一步加速的情况下，使用巨大的落锤质量，在重力作用下下降，将导致相对长持续时间的能量传递。这提高了打桩效率，并且有助于减小打桩噪音。
21.由于使用根据本发明的第一个方面的固体物质，例如钢，而不是例如罐中的水，物理尺寸可以相对紧凑。例如，优选地，系统的外径最多为15米。这便于系统的搬运。例如，有限的直径(与期望的总质量相比，总质量可能超过500公吨)可以使得落锤穿过桩柱保持器，这通常使用在用作海上风力涡轮机基座的单体桩柱的打桩中。
22.利用可堆叠的钢落锤元件的一个优点例如是，当不使用时，例如在登船时，例如在自升式安装船的登船时，这些元件可以被容易地搬运和/或储存。
23.例如可堆叠钢元件的落锤的组成的另一个优点是，在实施方案中，即使在将桩柱安装到土壤中的过程中，也可以容易地调节落锤组件的有效重量。例如，打桩可以在开始时，支撑结构上没有设置任何落锤元件，或只有大约50公吨或100公吨，随着桩柱被更深地打入土壤中，落锤元件的数量会增加。人们还可以设想落锤质量根据要穿入的土层而变化。
24.优选地，采用单个落锤组件来击打桩柱。例如，这使得能够避免使用多个落锤组件，所述多个落锤组件的每个都具有用于击打单个桩柱的相关联的提升机构。这使得能够减轻打桩系统的复杂性，并且还使得能够避免对多个落锤组件下落的精确同步的需要，例如，与us2007277989形成对照，其中放置在单个单体桩柱上的多个冲击锤打桩装置的落锤动作需要在10毫秒或更短时间内同步。
25.在简单的实施方案中，落锤组件形成冲击式打桩落锤，落锤组件落到设置在桩柱打头上的砧座上，并且在冲击时传递能量，如us4817733所述。
26.根据本发明的第二个方面，本发明还提供根据权利要求2所述的用于打桩的方法。
27.在此提出将落锤实施为可充液落罐，所述可充液落罐的容量为能够在其中容纳至少50m3(立方米)，优选地至少100m3，例如超过500m3，例如超过1000m3的液体。落罐相对于打头构件，例如打头构件上方，竖直可移动。
28.例如，落罐在0.3米到2.0米之间的高度上下降，例如大约1米或最多1米。
29.液体作为由罐的底部支撑的物质，并不作为罐内的锤，这是因为当罐从其初始位
置释放时液体随罐一起下落。因此，在实际的实施方案中，仅基于重力并在非浸没的情况下释放充液落罐以下落，使得下落的充液罐的能量总体可用于打桩。因此，例如与其中附加的向下液压作用在固体冲击式落锤上的已知布置相比，设想下落的充液罐没有附加的向下的加速度。
30.液体可以是可泵送的浆液，但是水，例如海水是优选的。
31.设想落罐中的液体物质在下落期间在罐内保持静止，以避免液体物质在落罐内成为单独的锤。当然，例如在落罐减速时，例如由于冲击能量传递或一些非冲击能量传递至桩柱，和/或由于反冲效应，液体可能暂时变得相对于罐不稳定，至少在一定程度上相对于罐不稳定。
32.设想罐，例如罐的每个罐构件具有底部和固定至底部的周壁。罐内没有竖直可移动的活塞式底部等，罐的底部也没有被制成在其上安置液体物质的活塞。考虑到罐的巨大体积，最小为50m3，任何活塞都会是不切实际且过于复杂的。
33.考虑到希望液体物质随着罐下落而作为一个落锤，在实施方案中，可以在单个罐内例如利用(比如，水平地、垂直地、对角的)分离隔室的分离壁来形成一个或多个隔室。例如，分离壁在其中设置有开口，例如作为减轻晃动的隔板和/或筛网。
34.考虑到希望液体物质随着罐下落而作为一个落锤，在实施方案中，在罐中放置一个或多个晃动减轻或预防构件，例如隔板、筛网或者一个或多个多孔体，例如罐中填充有用于防止或抑制任何晃动的可移动多孔体。例如，这种多孔体可以比如由塑料制成，例如模制的或由泡沫塑料制成，或由混凝土制成，或由织物制成，例如由编织或机织织物制成。
35.当在海里进行打桩时，如果装满水，例如海水，落罐的重量将至少为50公吨。对于直径大于5米的端部开口的桩柱，在实际的实施方案中，罐的容纳能力可以设计为超过100m3或超过500m3。
36.应该理解，可充液落罐的结构的重量也在从初始高度下降的总质量中起作用。
37.当然，根据本发明的第二个方面的落罐的尺寸将大大地大于打桩系统，其中落锤由固体钢制成，也就是说相比(例如)水重约7.8倍。落罐的潜在巨大尺寸(例如，当超过500m3时)的缺点可以被许多潜在的优点所抵消。
38.一个优点是，罐可以被空罐运输，并且在安装现场用液体(优选地，水，例如海水)在本地进行填充。这降低了运输力度，并且便于在不使用时搬运和/或储存，例如在登船时，例如在自升式安装船的登船时。
39.另一个优点是，在实施方案中，即使在将桩柱安装到土壤中的过程中，也可以容易地调节落罐的有效重量。例如，打桩可以在开始时罐是空的，或仅填充小部分，随着桩柱被更深地打入土壤中，逐渐地填充罐。人们还可以设想罐填充根据要穿入的土层而变化。
40.清楚的是，当在海上打桩(例如，风力涡轮机单体桩柱)时，优选地用海水填充罐，这是因为海水充足，并且罐里的海水可以容易地排回大海。
41.落罐的另一个优点是液体可以容易地向罐供应和排出液体。即使在陆地上并远离任何水源，人们也可以借助于罐车来供水，并且在使用后将水排回罐车。然后剩下要运输的就是空的落罐。
42.优选地，采用单个可充液落罐来打桩。例如，这使得能够避免使用多个可充液落罐，所述多个可充液落罐的每个都具有用于击打单个桩柱的相关联的提升机构。这使得能
够减轻打桩系统的复杂性，并且还使得能够避免对多个可充液落罐下落的精确同步的需要，例如，与us2007277989形成对照，其中放置在单个单体桩柱上的多个冲击锤打桩装置的落锤动作需要在10毫秒或更短时间内同步。
43.可充液落罐可以实施为具有底部和周壁的单个罐，优选地，还具有顶盖。
44.可充液落罐可以设置有快速减压阀结构，该快速减压阀结构配置为例如在(潜在的)紧急情况下从落罐中快速排出液体，例如水。例如，减压阀包括用于打开卸载通道的爆炸致动器。例如，快速减压阀结构可以链接至桩柱的方位的自动检测，例如，以便检测在打桩期间不当的桩柱运动。
45.在实施方案中，可充液落罐包括一组罐构件，例如一组管段，例如在阵列中竖直布置的圆柱形管段。然后将该组罐构件安装在公共罐框架上，每个罐构件可填充一定体积的液体。这会有助于落罐的构造，例如利用现有的钢管来制造罐构件。例如，每个罐构件是圆柱形的，直径在0.5米到2.5米之间。圆柱形钢管型罐构件可以设置有外部加强件，例如肋部。
46.在简单的实施方案中，落罐形成冲击式打桩落锤，落罐落到设置在桩柱打头上的砧座上，并且在冲击时传递能量，如us4817733所述。
47.在本发明的第一个和第二个方面的优选实施方案中，从落锤组件或从落罐到打头的能量传递没有在落锤组件或落罐与打头之间的机械冲击能量传递，例如，能量传递组件没有砧座。当在近海进行打桩时，为了避免不当的打桩噪音，例如使得能够免除或至少降低打桩地点的降噪屏等的力度，这是特别可设想的。
48.在优选的实施方案中，能量传递组件包括一个或多个弹簧装置和/或一个或多个阻尼装置，所述一个或多个弹簧装置和/或一个或多个阻尼装置在落锤组件与打头构件之间或在落罐与打头构件之间起作用。作为优选，这是在没有任何机械冲击类型的能量传递的情况下进行的，即在没有落锤组件或落罐撞击砧座的情况下进行的。
49.应当理解，在打桩领域中，包括一个或多个弹簧装置和/或一个或多个阻尼装置的一系列能量传递组件是已知的。例如，这里参考us4102408、us3797585、us4688646和us3417828。应当注意的是，这些文献全部都包含能量传递组件，所述能量传递组件受到落锤的冲击，然后组件形成传递至要被打入地面的桩柱而产生的打击。在本发明的实施方案中，人们可以设想落锤组件或落罐不对弹簧装置和/或一个或多个阻尼装置造成冲击，而是当处于初始高度位置时已经支撑在所述弹簧装置和/或一个或多个阻尼装置上，从而不发生机械冲击。
50.在实施方案中，能量传递组件包括多个气体弹簧装置，每个气体弹簧装置包括可压缩的充气可变体积腔室，该可压缩的充气可变体积腔室的体积随着落锤组件或落罐的下落而减小。体积的减小可能导致充气可变体积腔室中气体压力的增加。
51.在实施方案中，系统能量传递组件包括一个或多个加压气体储存容器，所述加压气体储存容器与可压缩充气可变体积腔室连通。在实际的实施方案中，储存容器、任何气体管道和可变体积腔室中的气体体积可以使得由于落锤组件或落罐的下降而导致的体积减小对气体压力没有明显的影响。在其它的实施方案中，体积减小可以导致气体压力的快速增加。优选地，由一个或多个气体储存容器、任何气体管道和可变体积腔室形成的气体回路内的气体压力是可调节的。
52.在实施方案中，系统能量传递组件包括多个气体回路，每个气体回路包含至少一个加压气体储存容器，其中气体回路具有不同的气体压力(例如，当落锤或落罐处于初始高度位置时)，其中多个气体弹簧装置中的一些与具有第一气体压力的第一气体回路连通，多个气体弹簧装置中的一些与具有不同于第一气体压力的第二气体压力的第二气体回路连通。该布置可以用于例如实现能量传递组件整体的所需作用，例如将不同的机械弹簧平行放置。在实施方案中，多个气体弹簧装置中的一个或多个选择性地与第一和第二气体回路中的一个连通，例如，每个气体弹簧装置经由选择阀装置连接至一个第一和第二气体回路。
53.在实施方案中，系统能量传递组件包括多个气体回路，每个气体回路包含至少一个加压气体储存容器，其中气体回路具有不同的气体压力(例如，当落锤或落罐处于初始高度位置时)。这里，多个气体弹簧装置中的一些与具有第一气体压力的第一气体回路连通，多个气体弹簧装置中的一些与具有与不同于第一气体压力的第二气体压力的第二气体回路连通。这可以例如在交替布置中进行，其中气体弹簧装置布置为环形阵列，并且气体弹簧装置交替地连接至第一或第二气体回路。在另一个实施方案中，人们可以利用(在气体弹簧装置的环形阵列的情况下)提供两个或多个气体回路和设置的不同的气体压力，从而使得气体弹簧装置中的气体压力能够周向变化，例如，其中环形阵列的一个周向区域中的一个或多个气体弹簧装置在第一气体压力下工作，而环形阵列的其余部分在第二气体压力下工作。例如，该方法可以用于控制打桩期间的倾斜，例如由于在桩柱的周向方向上显现的不均匀的土壤阻力。
54.优选地，当落锤组件或落罐处于初始高度位置时，多个气体弹簧装置已经(可能轻微地)相对于打头支撑落锤组件或落罐，从而在落锤组件或落罐与弹簧装置之间不发生机械冲击，并且在弹簧装置与打头之间不发生机械冲击，例如，弹簧装置安装在打头上并具有指向(例如连接至)落锤组件的自由端。
55.在实施方案中，能量传递组件包括多个液体阻尼装置，每个液体阻尼装置包括充液可变体积腔室和相关的液体流动阻力，当通过下落的落锤组件或落罐压缩充液可变体积腔室时，所述液体的至少一部分经由所述相关的液体流动阻力被压迫。尽管弹簧在理论上不耗散能量，但可能仍需要弹簧在能量传递组件中具有显著的，优选地可调节的阻尼能力。
56.例如，在实施方案中，能量传递组件包括多个气体弹簧装置和多个阻尼装置两种，可能实施为多个集成的弹簧和阻尼装置。在另一个实施方案中，气体弹簧装置以圆形阵列布置在打头构件上，而阻尼装置以同心圆形阵列布置在打头构件上。
57.在实施方案中，一旦从落锤组件或落罐的初始高度释放落锤组件或落罐，首先一个或多个气体弹簧装置在从落锤组件到打头的能量传递中起作用。当达到某一高度和/或某一压力或某些其它阈值参数时，一个或多个阻尼装置变得起作用，以便相对于打头进一步阻滞落锤组件或落罐，例如，以避免将产生不当噪音的任何机械冲击类型的能量传递。
58.例如，一个或多个液体阻尼装置设计为吸收落锤组件或落罐的至少10％的势能。当需要时，这种能力可能更大。
59.在实施方案中，能量传递组件包括多个集成的弹簧和阻尼装置，例如，所述多个集成的弹簧和阻尼装置以阵列布置，例如布置为圆形，布置在打头构件上或布置在落锤组件或落罐上，或者连接在打头构件与落锤组件或落罐之间。
60.在实施方案中，能量传递组件包括多个能量传递装置，例如弹簧和/或阻尼装置，
例如布置为圆形或环形阵列的集成的弹簧和阻尼装置，以便在打头构件与落锤组件或落罐之间起作用。在实施方案中，阵列的平均直径至少为要打入土壤中的桩柱的直径的70％，例如在桩柱的直径的0.7倍到2倍之间。
61.通常认为，能量传递竖直地对齐桩柱的壁是有利的，以便避免需要过于强大的头部构件来将打桩的力量传递至桩柱顶部。
62.在实施方案中，使用打头构件，所述打头构件的下部实施为可更换的桩柱顶部适配器部件，并且所述打头构件的上部支撑多个能量传递装置，例如弹簧和/或阻尼装置，例如布置为圆形或环形阵列的集成的弹簧和阻尼装置，以便在打头构件与落锤组件或落罐之间起作用。桩柱顶部适配器部件配置为与选定的桩柱顶部直径配合，例如提供一系列不同直径的桩柱顶部适配器部件。这里，优选地，所述一系列不同直径的桩柱顶部适配器部件的每个实施为与同一个打头构件的上部配合。例如，所述方法包括选择适合于要打入土壤中的桩柱的桩柱顶部直径的适配器部件，并且使所述选择的适配器部件与打头构件的上部配合。
63.例如，可更换的桩柱顶部适配器部件包括圆柱形套筒部分和向内的顶部凸缘，所述圆柱形套筒部分配置为围绕桩柱的顶端放置，所述向内的顶部凸缘配置为安置在桩柱的顶端的凸缘上。在实施方案中，可更换的桩柱顶部适配器部件进一步包括在向内的顶部凸缘上方延伸的部段。
64.在特定的实施方案中，所谓的油
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气式缓冲装置被设想实施为多个集成的弹簧和阻尼装置。几十年来，这种缓冲装置应用在铁路领域，例如在轨道车之间或作为轨道端部的缓冲站。例如，gb808931、gb1180466、gb1266596、gb2312659中示出了这种油
‑
气式弹簧和阻尼装置的示例。
65.例如，如在gb1266596中，集成的弹簧和阻尼装置可以包括由活塞结构分离的第一和第二充液可变体积腔室，其中活塞结构包括连接两个腔室的孔。当到达活塞结构的某一轴向位置时，固定至形成第一腔室的主体上的销进入活塞结构中的孔，并且由此限定用于液体从第一腔室流出而进入第二腔室的节流孔。活塞结构通过空心管延伸，在所述空心管中另一活塞可往复运动，并且限定第二腔室以及在远离第二腔室的端部处的充气可变体积腔室。所以该装置首先主要起到气体弹簧的作用，然后起到液体阻尼器的作用。如这里所解释的，考虑到重复打桩循环，建议经由热交换器来强制循环阻尼液体，以冷却液体。
66.在实施方案中，能量传递组件的每个集成的弹簧和阻尼装置包括可压缩的充气可变体积腔室，并且每个集成的弹簧和阻尼装置包括充液可变体积腔室和相关的液体流动阻力，当随着落锤组件或落罐下落而压缩充液可变体积腔室时，所述液体的至少一部分经由所述相关的液体流动阻力被压迫。
67.在实施方案中，能量传递组件包括多个液体阻尼装置，每个液体阻尼装置包括充液可变体积腔室和相关的液体流动阻力，当通过下落的落锤组件或落罐压缩充液可变体积腔室时，所述液体的至少一部分经由所述相关的液体流动阻力被压迫。这里，多个液体阻尼装置的液体循环通过热交换器系统，以便冷却所述液体，例如，循环回路中的液体体积比多个液体阻尼装置的充液可变体积腔室的体积大至少10倍。例如，在桩柱安装到海底中的情况下，热交换器被供给有海水或浸没在海水中，用于冷却循环的阻尼液体。
68.在实施方案中，能量传递组件包括一个或多个弹簧装置和/或一个或多个阻尼装
置，所述一个或多个弹簧装置和/或一个或多个阻尼装置在落锤组件或落罐与打头构件之间起作用。这里，例如通过液体冷却剂，例如冷却水，例如海水来冷却一个或多个弹簧装置和/或一个或多个阻尼装置。冷却液体通过或沿着一个或多个弹簧装置和/或一个或多个阻尼装置的外壁部分循环，并且/或者冷却液体(例如水)被喷洒在一个或多个弹簧装置和/或一个或多个阻尼装置的外壁部分上。
69.在实施方案中，能量传递组件包括多个液体阻尼装置，每个液体阻尼装置包括充液可变体积腔室和相关的液体流动阻力，当通过下落的落锤组件或落罐压缩充液可变体积腔室时，所述液体的至少一部分经由所述相关的液体流动阻力被压迫。这里，多个液体阻尼装置的液体循环通过热交换器系统，以便冷却所述液体，例如，循环回路中的液体体积比多个液体阻尼装置的充液可变体积腔室的体积大至少10倍，例如，在桩柱安装到海底中的情况下，热交换器被供给有海水，用于冷却循环的阻尼液体。
70.在实施方案中，打桩系统包括竖直引导结构，该竖直引导结构配置为相对于打头竖直地引导落锤组件或落罐。例如，系统包括相对于打头竖直地引导的可伸缩引导构件。在实际的实施方案中，可伸缩引导构件包括环绕打头并具有突出于打头上方的部段的环形引导构件。
71.在实施方案中，一个或多个弹簧装置和/或一个或多个阻尼装置，例如实施为集成的弹簧和阻尼装置，布置在打头构件上，每个在其下端接合打头，且每个在其上端接合可伸缩引导结构。
72.在实施方案中，打桩系统包括相对于打头竖直地引导的可伸缩引导构件，所述可伸缩引导构件包括围绕打头并具有在打头上方突出的部段的环形引导构件，其中多个弹簧装置和多个阻尼装置的阵列，例如实施为多个集成的弹簧和阻尼装置，布置在环形引导构件内。
73.在本发明第一个方面的实施方案中，打桩系统包括多个竖直延伸的引导构件，所述竖直延伸的引导构件布置在打头构件上，用于竖直地引导支撑结构。例如，这些引导构件实施为塔架，例如圆形截面塔架，所述塔架例如通过设置在支撑结构上的相应滑动轴承构件而布置在打头构件上并向上延伸。
74.例如，在本发明的第一个方面中，打桩系统包括多个竖直延伸的引导构件，所述竖直延伸的引导构件布置在打头构件上，即使处于其初始位置，所述竖直延伸的引导构件也延伸穿过设置在支撑结构上的相应滑动轴承构件并突出在支撑构件上方。在实施方案中，塔架形成竖直延伸的引导构件。
75.在固体落锤元件的堆叠和拆堆期间，引导构件可以配置和用作引导件。例如，引导构件配置为与起重机的提升工具相互作用，所述起重机的提升工具用于元件的所述堆叠和拆堆，从而通过所述引导构件来引导工具。
76.在实际的实施方案中，本发明的第一个方面的落锤由可堆叠的钢元件组成，例如，平面钢元件，所述钢元件堆叠在塔架之间的支撑结构上。
77.例如，在本发明的第一个方面中，四个塔架布置在支撑结构上或打头构件上。例如，用作固体落锤元件的伸长的钢板堆叠在四个塔架之间。
78.在实施方案中，用于提升落锤组件或落罐的提升机构包括多个液压提升缸。这里，优选地，快速释放系统包括一个或多个快速释放阀，所述快速释放阀打开以使得来自提升
缸的液压液体能够快速排出。如us4817733中所解释的，在实施方案中，提升缸可以被控制为迅速倒转或缩回，以使得缸的驱动部件不再被落锤赶上。
79.在实施方案中，提升机构包括多个液压提升缸，其中多个提升缸的液压液体循环通过热交换器系统，以便冷却液压液体，例如，在桩柱安装到海底中的情况下，所述热交换器被供给有海水和/或浸没在海水中，用于冷却循环的液压液体。
80.应当理解，提升机构的许多可选设计是可能的，例如，利用齿条齿轮式提升机构来提升落锤组件或落罐，例如，伴随有在落锤组件或落罐与齿条齿轮提升机构之间的一些机械快速释放。在另一种设计中，通过一个或多个绞盘例如相对于打头或从起重机或类似结构(例如，船上的起重机或类似结构)来提升落锤组件或落罐，所述绞盘驱动悬吊落锤组件或落罐的一个或多个缆索。在实施方案中，机械快速释放存在于落锤组件或落罐与一个或多个绞盘驱动的缆索之间，例如在落锤组件或落罐与从一个或多个绞盘悬吊的一个或多个滑轮组之间。
81.在实施方案中，提升机构与一个或多个弹簧装置和/或一个或多个阻尼装置集成，其中首先操作所述一个或多个弹簧装置和/或一个或多个阻尼装置以将落锤组件或落罐提升到其初始高度位置，然后操作所述一个或多个弹簧装置和/或一个或多个阻尼装置以在落锤组件或落罐下降时执行它们的弹簧和/或阻尼功能。
82.例如，系统包括机械闩锁和相关联的快速释放机构，以将落锤组件保持在其升高的初始高度位置，并在快速释放机构操作时释放落锤组件或落罐。例如，提供一个或多个闩锁销等，每个闩锁销通过相关联的释放致动器可伸缩到释放位置。
83.在实施方案中，打桩系统进一步包括一个或多个可伸缩的燃料燃烧操作装置，所述可伸缩的燃料燃烧操作装置布置为在落罐或落锤组件与打头之间起作用，从而在操作中，除了从下落的落罐或落锤组件传递的能量之外，还提供在打头上的基于燃料燃烧的打击。在实际的实施方案中，打桩装置包括可伸缩的燃料燃烧操作装置，所述可伸缩的燃料燃烧操作装置具有安装至打头的第一燃烧室构件和安装至落罐或落锤组件的第二燃烧室构件，第一和第二燃烧室构件相对于彼此竖直地可伸缩。设想燃料和空气或燃料/空气混合物的供给以及点火器，所述点火器用于点燃伸缩燃烧室中的燃料/空气混合物。作为点火的结果，燃料/空气混合物将燃烧，优选地就像爆炸一样非常快。腔室中压力的突然增加引起桩柱上的向下的冲力，这是因为由此导致的向上的冲力被落罐或落锤组件的质量吸收。在实施方案中，点火是在落罐或落锤组件下落之前、下落期间或下落之后定时的。
84.在具有如上所述的一个或多个可伸缩燃料燃烧操作装置的实施方案中传递到桩柱上的能量可以形成为比仅设置落罐或落锤组件更多。例如，可以调节点火以及燃料/空气混合物的燃烧功率，以首先获得对桩柱的短冲力，继而是来自下落的落罐或落锤组件的较长持续时间的能量传递(考虑到由打桩系统对桩柱的力的期望分布，可以在正当点火时刻或在另外的适当时刻已经释放所述能量)。
85.在实施方案中，燃烧气体可以容易地经由一个或多个通气开口离开伸缩腔室，通气开口可能永久地存在于第一与第二燃烧室构件之间。在实施方案中，来自燃烧室的燃烧气体的通气由可控通气阀控制。在实施方案中，可控通气阀可以在点火之后使燃烧室保持为封闭的伸缩燃烧室构件一段时间，例如，使得燃烧气体作为用于落罐或落锤组件的气体垫。
86.在实施方案中，设想燃烧的功率选择为使得落罐不会由于燃烧而提升。如上所述，点火可以定时为在落罐或落锤组件的实际下落期间发生，例如在下落的落罐或落锤组件已经与相关的弹簧装置和/或阻尼装置相互作用期间发生。
87.例如，燃料是柴油。
88.例如，多个可伸缩燃料燃烧操作装置设置有同步的点火器，以同时点燃所有燃烧室中的混合物。
89.在根据本发明的方法的实施方案中，至少一旦桩柱已经到达其在土壤中的期望深度，落锤组件或落罐就被设为一个物体，以便获得桩柱上的竖直载荷，所述桩柱上的竖直载荷至少等于桩柱被设计用以支撑的结构的载荷，例如在桩柱是用于这样的海上风力涡轮机的单体桩柱基座的情况下至少等于海上风力涡轮机的重量。这相当于对安装的桩柱进行100％的载荷测试，而利用现有的打桩系统和设计桩柱载荷这通常是不可能的，尤其是对于任何超过500公吨的设计桩柱载荷。
90.在实施方案中，所述方法包括这样的实施方案，其中桩柱是用于这种海上风力涡轮机的单体桩柱基座，该方法继而可以安装海上风力涡轮机。
91.本发明还涉及一种用于安装陆上或海上风力涡轮机的方法，其中，如本文所述，将单体桩柱风力涡轮机基座打入海底或陆地土壤中，继而例如利用本领域已知的中间过渡件将风力涡轮机稍后安装在单体桩柱基座上。
92.本发明还涉及如本文中公开的打桩系统。
93.本发明还涉及如本文中公开的落锤组件。
94.本发明还涉及根据权利要求19或20所述的打桩系统。从属权利要求描述了其实施方案。
95.本发明还涉及使用根据权利要求19或20所述的打桩系统用于将桩柱，例如空心且端部开口的桩柱，例如具有至少5米外径的大直径桩柱，例如海上风力涡轮机的单体桩柱，打入土壤中，例如打入海底。
96.本发明还涉及海上风力涡轮机的单体桩柱的基座的安装，其中使用根据权利要求19或20所述的打桩系统。
97.本发明还涉及设置有根据权利要求19或20所述的打桩系统的海船，例如自升式海船。
附图说明
98.现在将参考附图简略地论述本发明。在附图中：
99.‑
图1示意性地且不按比例地示出了在用于击打例如空心且端部开口的桩柱的打桩方法中根据本发明第一个方面的打桩系统的示例，
100.‑
图2示出了在使得固体物质落锤组件从其初始位置下落之后图1的系统，
101.‑
图3示出了设置有起重机和根据本发明的打桩系统以及要被打入海底的单体桩柱的自升式海船，
102.‑
图4以截面示意性地示出了按照根据本发明第一方面的打桩系统，其中可更换的打头构件适配器部件配置为接合相对较小直径的桩柱，
103.‑
图5示出了图4的打桩系统，其中可更换的打头构件适配器部件配置为接合相对
较大直径的桩柱，
104.‑
图6示出了图4和图5的实施方案的截面a
‑
a，
105.‑
图7示出了图4的打桩系统的俯视图，
106.‑
图8示出了图4的打桩系统放置在船的甲板上，
107.‑
图9a
‑
图9f示出了利用图4的打桩系统的击打桩柱，
108.‑
图10示出了图3的船，其中在利用图4的打桩系统打桩之前，用桩柱保持器保持桩柱1，
109.‑
图11示出了图10的船，其中利用起重机将打桩系统放置在桩柱上，
110.‑
图12a、图12b示出了在各个操作阶段的图4的打桩系统，
111.‑
图12c、图12d、图12e示出了提升工具接近、接合和连接至最上面的落锤元件组，
112.‑
图13示出了这样的船,其中通过船的桩柱保持器将图4的打桩系统竖直地放置在桩柱保持器的顶部上,
113.‑
图14示出了利用提升工具在将落锤元件组降低至其功能位置时操作起重机，
114.‑
图15示出了利用提升工具和起重机将落锤元件组放置在落锤组件的支撑结构上，
115.‑
图16示意性地且不按比例地示出了在用于击打例如空心且端部开口的桩柱的打桩方法中根据本发明第二个方面的打桩系统的示例，
116.‑
图17示出了在用于击打例如空心且端部开口的桩柱的打桩方法中根据本发明的可选择的打桩系统。
具体实施方式
117.在图1中示意性地示出了借助于根据本发明的打桩系统7将具有至少5米外径的仅示出顶部的桩柱，例如空心且端部开口的桩柱，例如大直径空心且端部开口的桩柱1，例如风力涡轮机的单体桩柱，打入土壤中，例如打入海底。
118.在图1中，打桩系统7的落锤组件10相对于打头构件8处于其初始高度位置。图2中，在已操作快速释放机构25并且组件10由于重力已下落之后，落锤组件10处于竖直下落的末端。
119.打桩系统7包括：
120.‑
打头构件8，其配置为接合桩柱，例如其配置为布置在桩柱1的顶端上，
121.‑
落锤组件10，其在打头构件8上方相对于打头构件8竖直可移动，
122.‑
提升系统20，其布置在打头构件8与落锤组件10之间，所述提升系统20配置为将落锤组件10带入相对于打头构件8的初始高度位置，
123.‑
快速释放系统25，其适于实现提升系统的快速释放，使得落锤组件从所述初始高度位置落下，
124.‑
能量传递组件30，其配置为用于将能量从下落的落锤组件10传递至打头构件8。
125.打头构件8的质量可以至少为100公吨，例如至少为250公吨，例如超过500公吨。
126.固体物质落锤组件包括支撑结构11，并且包括由支撑结构11支撑的多个固体落锤元件12a
‑
12d。
127.支撑结构11可以被理解为具有在其上堆叠落锤元件12a
‑
12d的平台。
128.支撑结构11或打头构件8可以在其上设置有竖直引导构件13，这里是塔架。
129.在固体落锤元件12a
‑
12d的堆叠和拆堆期间，竖直引导构件13可以配置和用作引导件。例如，引导构件13配置为与在元件12的所述堆叠和拆堆中使用的起重机4的提升工具6相互作用，从而由所述引导构件来引导工具。
130.在实际的实施方案中，落锤由可堆叠的钢元件组成，例如，平面钢元件，所述钢元件堆叠在塔架之间的支撑结构上。
131.例如，四个塔架13以矩形网格布置在支撑结构11中或布置在打头构件8上。例如，伸长的钢板堆叠在四个塔架之间。
132.例如，如图7所示，每个固体钢落锤元件12a
‑
12d可以具有一个或多个滑动垫构件12g，该滑动垫构件12g配置为与竖直引导构件，例如塔架13滑动地接合。
133.作为优选，元件12a
‑
12d是由钢元件构成的固体钢落锤元件，这里是可堆叠的钢元件。在打桩过程中，落锤元件的总质量至少为100公吨，例如超过500公吨，例如超过1000公吨，例如超过2000公吨。
134.如这里所解释的，为了将桩柱1打入土壤中，落锤组件10设置为具有期望的质量，这里是通过在支撑结构11上堆叠期望数量的钢元件12a
‑
12d来实现的。
135.所述方法包括重复循环，其中：
136.‑
借助于提升系统20将落锤组件10提升到所需的初始高度位置，
137.‑
快速释放机构25操作为实现提升系统的快速释放，使得落锤组件10由于重力从所述初始高度位置朝向打头构件落下。
138.其中，来自落锤组件10的能量通过能量传递组件30传递至打头构件8，从而传递至桩柱1，这里传递至桩柱的顶端，使得桩柱1被更深地打入土壤中。重复这个循环，直到达到所需的穿入深度。
139.如所解释的，设想从落锤组件10到桩柱打头构件8的能量传递没有落锤组件10与打头构件8之间的机械冲击能量传递。如此处所示，能量传递组件没有砧座。
140.能量传递组件30包括一个或多个弹簧装置和/或一个或多个阻尼装置，例如，实施为类似于提到的油
‑
气式集成的弹簧和阻尼装置。这些装置在这里以圆形或其他形状的阵列安装在打头构件8上，并且在落锤组件与打头构件之间起作用。
141.这里的桩柱1具有开口的脚端和至少5米的外径，例如在5到12米之间。优选地，桩柱1在其长度上是中空的。
142.例如，桩柱1的长度为80米或更多，例如超过100米。
143.例如，桩柱1的质量为800公吨或更多，例如超过1000公吨。如这里所解释的，落锤组件的总质量可以是类似的大小甚至更大。
144.在实施方案中，能量传递组件30包括多个气体弹簧装置，例如伸缩装置，每个装置包括可压缩的充气可变体积腔室，当通过下落的落锤组件压缩充液可变体积腔室时，所述充气可变体积腔室随着由此导致的气体压力的增大而被压缩。
145.在实施方案中，能量传递组件30包括多个液体阻尼装置，例如伸缩装置，每个装置包括充液可变体积腔室和相关的液体流动阻力，当通过下落的落锤组件压缩充液可变体积腔室时，所述液体的至少一部分经由所述相关的液体流动阻力被压迫。
146.这里示出，能量传递组件30包括多个集成的弹簧和阻尼装置31，这些多个集成的
弹簧和阻尼装置31以圆形阵列布置在打头构件8上。这些装置是竖直伸缩的，以形成一个或多个用于气体和阻尼液体的腔室。
147.代替利用液体阻尼的阻尼或与利用液体阻尼的阻尼相结合，可以应用例如基于机械摩擦的其他阻尼装置。
148.如所解释的，每个集成的弹簧和阻尼装置31可以包括可压缩的充气可变体积腔室，该可压缩的充气可变体积腔室的体积通过下落的落锤组件而减小，并且每个集成的弹簧和阻尼装置包括充液可变体积腔室和相关的液体流动阻力，当通过下落的落锤组件压缩充液可变体积腔室时，所述液体的至少一部分经由所述相关的液体流动阻力被压迫。
149.能量传递组件30可以包括一个或多个加压气体储存容器35，所述加压气体储存容器35与可压缩充气可变体积腔室连通。
150.在实施方案中，设置竖直引导结构，所述竖直引导结构配置为相对于打头构件8竖直地引导落锤组件10。例如，设置可伸缩引导构件。例如，可伸缩引导构件包括环绕打头构件并具有突出于打头上方的部段的环形引导构件。
151.示出了一个或多个弹簧装置和/或一个或多个阻尼装置(例如实施为集成的弹簧和阻尼装置31)布置在打头构件4上，每个装置31在其下端接合打头构件8，并且每个装置31在其上端接合结构11，例如连接至结构11。
152.这里示出了布置多个弹簧装置和多个阻尼装置的阵列，例如实施为多个集成的弹簧和阻尼装置31。
153.优选地，提升系统20包括多个液压提升缸21和相关联的液压泵22。快速释放系统25包括一个或多个快速释放阀26，所述快速释放阀26打开以使得来自提升缸的液压液体能够快速排出。优选地，一个或多个提升缸21的液压液体循环通过热交换器系统，以便冷却液压液体，例如，在桩柱安装到海底中的情况下，所述热交换器被供给有海水，用于冷却循环的液压液体。
154.优选地，多个液体阻尼装置31的液体循环通过热交换器系统，以便冷却所述液体，例如，循环回路中的液体体积比多个液体阻尼装置的充液可变体积腔室的体积大至少10倍，例如，在桩柱安装到海底中的情况下，热交换器被供给有海水，用于冷却循环的阻尼液体。
155.在图3中，示出了海船2，这里是自升式海船，其具有甲板3和起重机4。起重机4包括升降组件5，并且所述起重机4围绕竖直轴线可旋转。起重机4具有通过采用变幅机构在水平轴线上可枢转的吊臂。在要被打入土壤中的桩柱1上方还示出了根据本发明的打桩系统7的实施方案。
156.该打桩系统7的固体落锤元件12s和12a
‑
12c被储存在甲板3上的储存位置。
157.借助于根据本发明的打桩系统3将具有至少5米外径的桩柱1，例如空心且端部开口的桩柱，例如大直径空心且端部开口的桩柱1，例如风力涡轮机的单体桩柱，打入土壤中，例如打入海底。
158.海船2进一步包括提升工具6，该提升工具配置为接合、保持和释放固体落锤元件12s和12a
‑
12c组以及打桩系统7。
159.工具6配置为从升降组件5悬吊，使得起重机4能够在例如船2的甲板3上的打桩系统7的储存位置与布置在桩柱1的顶端上(例如接合所述顶端)的打桩系统7的打桩位置之间
移动，并且使得落锤组件10之间的固体落锤元件12s、12a
‑
12c组能够在例如示出的船2的甲板3上的落锤组件10的储存位置与在打桩系统7的支撑结构11上堆叠固体落锤元件组的功能位置之间移动。
160.优选地，工具6具有一个或多个定位臂6b，这里是四个交叉布置的定位臂6b，所述定位臂6b配置为与相应的竖直引导构件或塔架13接触。这使得工具6能够相对于落锤元件定向，例如使得一个或多个移动销6a能够接合在连接器11n的相应孔中。
161.图4和图5示出了打桩系统7的实施方案的竖直截面。
162.打头构件8布置在桩柱1的顶端上并接合桩柱1的顶端。如所解释的，打头构件8包括具有圆柱形套筒部分8a和向内的顶部凸缘8b的可更换的桩柱顶部适配器部件，所述圆柱形套筒部分8a配置为围绕桩柱的顶端放置，所述向内的顶部凸缘8b配置为安置在桩柱的顶端的凸缘上。可更换的桩柱顶部适配器部件进一步包括在向内的顶部凸缘8b上方延伸的部段。
163.在图4、图5中，可以识别出与示意图1和示意图2所讨论的相同的特征。
164.图6示出了图4和图5的实施方案的截面a
‑
a，截面a
‑
a的位置在图5中示出。
165.示出了打桩系统7包括：
166.‑
打头构件8，其配置为布置在桩柱1的顶端上，例如接合桩柱，
167.‑
落锤组件10，其在打头构件8上方相对于打头构件8竖直可移动，
168.‑
提升系统20，其布置在打头构件4与落锤组件10之间，所述提升系统20配置为将落锤组件带入相对于打头构件8的初始高度位置，
169.‑
快速释放系统25，其适于实现提升系统的快速释放，使得落锤组件从所述初始高度位置落下，
170.‑
能量传递组件30，其配置为用于将能量从下落的落锤组件10传递至打头构件8。
171.打头构件8包括可更换的适配器部件9，在图4的实施方案中，所述适配器部件9配置为接合相对较小直径的桩柱1，这里在比例图中的直径大约为6米，而在图5的实施方案中，所述适配器部件9配置为接合相对较大直径的桩柱，这里在比例图中的直径大约为9米。
172.在图4中，示出在打桩系统7的落锤组件10相对于打头构件8处于其初始高度位置的打桩系统7。图5中，在已操作快速释放机构并且组件10仅由于重力已下落之后，落锤组件10处于竖直下落的末端，而没有任何加速机构。
173.固体物质落锤组件10包括支撑结构11，并且包括由支撑结构11支撑的多个固体落锤元件12s、12a
‑
12c。
174.支撑结构11可以被理解为具有在其上堆叠落锤元件12s、12a
‑
12d的平台。
175.支撑结构11或打头构件8设置有竖直引导构件13，这里为在其上设置的塔架，在固体落锤元件12s、12a
‑
12c的堆叠和拆堆期间所述塔架配置为并用作引导件。落锤由可堆叠的平面钢元件12s、12a
‑
12c组成，所述可堆叠的平面钢元件12s、12a
‑
12c堆叠在塔架之间的支撑结构上。
176.如这里所示，多个塔架13可以布置在能量传递装置31的圆形阵列内，这使得能够保持系统的直径受到限制。
177.从图6中可以清楚地看到，四个塔架13以矩形网格布置在打头构件3上，这里在所述打头构件3的上方部分上。
178.多个固体落锤元件以特殊配置布置为四个固体落锤元件的组。在图4和图5中，在支撑结构11上堆叠五组固体落锤元件。如图4所示，每组包括矩形基座落锤元件12s，所述矩形基座落锤元件12s包括多个竖直突出的部件，每个部件具有连接器12n，以及三个矩形附加落锤元件12a、12b和12c。附加落锤元件12a
‑
12c包括与突出部件匹配的开口12o，以便所述附加落锤元件12a
‑
12c可以放置在相应组的基座落锤元件12s的顶部上。在图4所示的第一组的最上面的附加落锤元件12c的顶部上，堆叠另外的第二组落锤元件，但随后相对于第一组在竖直轴线上旋转90
°
。以相同的方式建立起来其余的堆叠。每个基座落锤元件12s的连接器12n可连接至提升工具6。
179.在图5中，示出了提升工具6接合最上面的落锤元件组的基座落锤元件12s的连接器12n，以便将该组放置在其下面的组上，或者将其从固体物质落锤组件10移除。提升工具如图7的俯视图所示。
180.如所解释的，为了将桩柱1打入土壤中，落锤组件10设置为具有期望的质量，这里是通过在支撑结构11上堆叠期望数量的钢元件12s、12a
‑
12c来实现的。这在图9a
‑
图9f中示出，图9a
‑
图9f连续地示出了随着更多组固体落锤元件12s、12a
‑
12c堆叠在支撑结构11上，落锤组件10的质量增加的过程。
181.打桩系统7的能量传递组件30包括多个集成的弹簧和阻尼装置31，这些多个集成的弹簧和阻尼装置31以圆形阵列布置在打头构件8上。这些装置是竖直伸缩的，以形成一个或多个用于气体和用于阻尼液体的腔室。
182.如所解释的，每个集成的弹簧和阻尼装置31可以包括可压缩的充气可变体积腔室，该可压缩的充气可变体积腔室的体积通过下落的落锤组件的作用而减小，并且每个集成的弹簧和阻尼装置包括充液可变体积腔室和相关的液体流动阻力，当通过下落的落锤组件压缩充液可变体积腔室时，所述液体的至少一部分经由所述相关的液体流动阻力被压迫。
183.如图8所示，适配器部件9和塔架13彼此协调，使得打头构件4可以放置在甲板41顶部上的落锤元件12s和12a
‑
12c的堆叠上。落锤元件在类似的塔架之间以相同的方式相互堆叠在甲板上，就像将所述落锤元件堆叠在打桩系统2的塔架13之间一样。在储存配置中所述堆叠和打桩系统2的重心c
g
也如图8所示。
184.类似于包括连接器12n的基座落锤元件12s，支撑结构11还包括具有各个连接器11n的突出部件，所述突出部件可连接至提升工具6。这在图5和图8中示出。
185.这里工具6包括可选择地移入和移出连接器11n中的孔的可移动销6a。
186.在可能的用于打桩的方法中，其中打桩系统7以图8所示的方式储存在船上的打桩系统7的储存位置，例如在甲板3上，所述方法包括将打桩系统3连接至船2的提升工具6的步骤，使得打桩系统7可以移动至其在桩柱1上的打桩位置。该连接步骤如图10所示
‑‑
其中，桩柱1被桩柱夹持器40横向地保持在适当的位置上。
187.所述方法包括采用起重机4将打桩系统7从其储存位置(例如，甲板3上)移动至其打桩位置的步骤。该打桩位置如图11所示。由此，使从起重机4悬吊的提升工具6移动，使得所述提升工具6接近在储存位置的打桩系统7的支撑结构的连接器11n，之后这些连接器11n通过提升工具6接合并连接，以便将打桩系统7从起重机4悬吊。图11左上部的放大图示出了该连接。然后，例如通过使吊臂围绕竖直轴线旋转并使其围绕水平轴线枢转，起重机4使打
桩系统7从储存位置移动到其打桩位置，之后打桩系统7与提升工具6断开连接。
188.在可能的用于打桩的方法中，例如，包括上述将打桩系统从储存位置连接并移动至打桩位置的步骤的方法，通过重复循环将桩柱1打入土壤中。该重复循环首先包括借助于提升系统20将落锤组件10提升到期望的初始高度位置的步骤。
189.落锤组件10的该初始高度位置如图12a和图4所示。其次，重复循环包括操作快速释放机构25的步骤，以实现提升系统20的快速释放，使得落锤组件10由于重力从所述初始高度位置朝向打头构件3落下。落锤组件10的最终位置如图12b和图5所示。
190.如图12a、图12b所示，重复循环可以在没有任何固体落锤元件12s、12a
‑
12c堆叠在支撑结构11上的情况下进行，使得落锤组件仅由支撑结构组成。重复循环也可以在其上堆叠期望数量的固体落锤元件组的情况下进行。
191.在可能的用于打桩的方法中，该方法包括采用起重机4将落锤元件12a
‑
12c、12s组从其储存位置，例如甲板3上，如图10
‑
图13所示，移动至其功能位置，在所述功能位置上固体落锤元件组堆叠在打桩系统7的支撑结构11上，所述功能位置是落锤元件12a
‑
12c、12s组的打桩位置。
192.图12c、图12d、图12e示出了在储存位置中，提升工具6接近、接合并连接至落锤元件12a
‑
12c、12s的堆叠上的最上面的落锤元件12a
‑
12c、12s组。这些步骤可以例如在上面讨论的重复循环期间进行，如图13所示。
193.如图12c、图12d、图12e所示，提升工具6与其定位臂6a一起与塔架13接合，使得工具6变得与要联接至工具6的连接器11n适当地对齐。
194.图14示出了在将落锤元件12a
‑
12c、12s组降低至其功能位置时操作起重机4。图14从上到下示出了该组在竖直地对齐堆叠的落锤元件12a
‑
12c、12s的开口的同时接近竖直引导构件13，示出了最左侧的开口被放置在最左侧的引导构件13周围，继而最右侧的开口被放置在最右侧的引导构件13周围，并且示出了朝向支撑结构11的平台降低该组，同时通过引导构件13进行引导。
195.在可能的方法中，在没有任何固体落锤元件堆叠在支撑结构11上的情况下首先执行重复循环。例如，在将桩柱1的下端部段打入土壤的最上层的同时进行。通常，将桩柱1更深地打入土壤中需要落锤的每次冲程具有更大的能量。例如，由此没有落锤元件的第一重复循环可以被执行直到达到所需打击能量的预定阈值，之后，以上述方式将一组或多组固体落锤元件堆叠在支撑结构11上以添加到落锤组件10上。在此之后，第二次执行重复循环。可以重复若干次，直到达到桩柱1所需的穿入深度。因此，具有固体落锤元件的第二重复循环可以再次被执行直到达到阈值，例如冲击能量阈值，一组或更多组固体落锤元件可以添加到落锤组件10。随着落锤组件的质量增加可以再次执行循环，可以添加一组或更多组落锤组件以进一步增加落锤组件的质量，等等。
196.在堆叠固体落锤元件组时，工具6在每个连续循环中来回旋转90
°
，以实现在支撑结构上的堆叠内的各个组的前述配置。在可能的方法中，在达到所需的穿入深度之后，在移动每个连续组之间再次使工具来回旋转90
°
时，可以通过起重机4使固体落锤元件组移动至其储存位置。打桩系统7也可以移动至储存位置。
197.在图16中示出了将桩柱1，例如空心且端部开口的桩柱，例如具有至少5米外径的大直径桩柱1，例如风力涡轮机的单体桩柱，打入土壤中，例如打入海底。
198.打桩系统包括：
199.‑
打头构件8，其配置为接合桩柱，例如其配置为布置在桩柱1的顶端上，
200.‑
可充液落罐110，其容量为能够在其中容纳至少为50m3，优选地至少为100m3，例如超过500m3，例如超过1000m3的液体，并且所述可充液落罐110相对于打头构件8(这里在其上方)竖直可移动，
201.‑
提升系统20，其布置在打头构件2与充液落罐110之间，所述提升系统20配置为将充液落罐带入相对于打头的初始高度位置，
202.‑
快速释放系统25，其适于实现提升系统的快速释放，使得充液落罐从所述初始高度位置落下，
203.‑
能量传递组件30，其配置为用于将能量从下落的可充液落罐110传递至打头构件8。
204.罐110设置有构件111，例如筛网，所述筛网减少或避免液体，例如水，例如海水，在罐中晃动。
205.如这里参考本发明的第二个方面所解释的，为了将桩柱1打入土壤中，落罐110至少部分地填充液体，例如水，例如海水，以设置落罐的重量。
206.所述方法包括重复循环，其中：
207.‑
借助于提升系统20将充液落罐110提升到所需的初始高度位置，
208.‑
快速释放机构25操作为实现提升系统的快速释放，使得充液落罐110从所述初始高度位置朝向打头构件落下。
209.这里，来自下落的充液落罐110的能量通过能量传递组件30传递至打头构件8，从而传递至桩柱1，这里传递至桩柱的顶端，使得桩柱1被更深地打入土壤中。重复这个循环，直到达到所需的穿入深度。
210.如所解释的，设想从落罐110到桩柱打头构件8的能量传递没有落罐110与打头之间的机械冲击能量传递。如此处所示，能量传递组件没有砧座。
211.能量传递组件30包括一个或多个弹簧装置和/或一个或多个阻尼装置，例如，实施为类似于提到的油
‑
气式集成的弹簧和阻尼装置。这些装置在这里以圆形或其他形状的阵列安装在打头构件8上，并且在落罐与打头构件之间起作用。
212.这里的桩柱1具有开口的脚端和至少5米的外径，例如在5到12米之间。优选地，桩柱1在其长度上是中空的。
213.可充液落罐110的容量为能够在其中容纳至少100m3，优选地至少500m3，例如超过1000m3或超过2000m3的液体。例如，罐的直径在桩柱1的外径的0.5至1.5倍内，例如在桩柱1的外径的1.0到1.5倍之间。
214.在实施方案中，能量传递系统30包括多个气体弹簧装置，例如伸缩装置，每个装置包括可压缩的充气可变体积腔室，当通过下落的落罐压缩充气可变体积腔室时，所述可压缩的充气可变体积腔室随着由此导致的气体压力的增大而被压缩。
215.在实施方案中，能量传递系统30包括多个液体阻尼装置，例如伸缩装置，每个装置包括充液可变体积腔室和相关的液体流动阻力，当通过下落的落罐压缩充液可变体积腔室时，所述液体的至少一部分经由所述相关的液体流动阻力被压迫。
216.这里示出，能量传递系统30包括多个集成的弹簧和阻尼装置31，这些多个集成的
弹簧和阻尼装置31以圆形阵列布置在打头构件8上。这些装置是竖直伸缩的，以形成一个或多个用于气体和用于阻尼液体的腔室。
217.代替利用液体阻尼的阻尼或与利用液体阻尼的阻尼相结合，可以应用例如基于机械摩擦的其他阻尼装置。
218.如所解释的，每个集成的弹簧和阻尼装置31可以包括可压缩的充气可变体积腔室，当通过下落的落罐压缩充液可变体积腔室时，所述可压缩的充气可变体积腔室被压缩，并且每个集成的弹簧和阻尼装置包括充液可变体积腔室和相关的液体流动阻力，当通过下落的落罐压缩充液可变体积腔室时，所述液体的至少一部分经由所述相关的液体流动阻力被压迫。
219.附图标记140表示配置为相对于打头8竖直地引导落罐110的竖直引导结构。这里，设置可伸缩引导构件，相对于打头8竖直地引导所述可伸缩引导构件。例如，可伸缩引导构件包括环绕打头2并具有突出于打头上方的部段的环形引导构件。
220.示出了一个或多个弹簧装置和/或一个或多个阻尼装置，例如实施为集成的弹簧和阻尼装置31，布置在打头构件8上，每个装置31在其下端接合打头2，并且每个装置31在其上端接合可伸缩引导结构140，例如连接至可伸缩引导结构140。
221.这里示出了在环形引导构件140内布置多个弹簧装置和多个阻尼装置的阵列，例如实施为多个集成的弹簧和阻尼装置31。
222.优选地，提升机构包括多个液压提升缸21。快速释放系统25包括一个或多个快速释放阀26，所述快速释放阀26打开以使得来自提升缸的液压液体能够快速排出。优选地，一个或多个提升缸21的液压液体循环通过热交换器系统，以便冷却液压液体，例如，在桩柱安装到海底中的情况下，所述热交换器被供给有海水，用于冷却循环的液压液体。
223.优选地，多个液体阻尼装置31的液体循环通过热交换器系统，以便冷却所述液体，例如，循环回路中的液体体积比多个液体阻尼装置的充液可变体积腔室的体积大至少10倍，例如，在桩柱安装到海底中的情况下，热交换器被供给有海水，用于冷却循环的阻尼液体。
224.尽管图中示出了罐110实施为具有用于储存液体的单个腔室，但可选择的设计提供了可充液落罐包括一组罐构件，例如一组管段，例如圆柱形管段，该组罐构件安装在公共罐框架上，每个罐构件可填充一定体积的液体。
225.图17示出了与图16的系统有许多相似之处的打桩方法和系统，相同的组成部分用相同的附图标记表示。
226.打桩系统进一步包括一个或多个可伸缩的燃料燃烧操作装置150，该装置150布置为在落罐与打头之间起作用，从而在操作中，除了从下落的落罐110传递的能量之外，还提供在打头8上的基于燃料燃烧的打击。在实际的实施方案中，打桩装置包括可伸缩的燃料燃烧操作装置，该装置具有安装至打头的第一燃烧室构件151和安装至落罐的第二燃烧室构件152，第一和第二燃烧室构件相对于彼此竖直地可伸缩。设想燃料和空气154或燃料/空气混合物的供给153以及点火器155，所述点火器155用于点燃伸缩燃烧室中的燃料/空气混合物。作为点火的结果，燃料/空气混合物将燃烧，优选地就像爆炸一样非常快。腔室中压力的突然增加引起桩柱1上的向下的冲力，这是因为由此导致的向上的冲力被落罐的质量吸收。在实施方案中，点火是在落罐下落之前、落罐下落期间或落罐下落之后定时的。
227.在具有如上所述的一个或多个可伸缩燃料燃烧操作装置的实施方案中，传递到桩柱上的能量可以比仅设置落罐形成得更多。例如，可以调节点火以及燃料/空气混合物的燃烧功率，以首先获得对桩柱1的短冲力，继而是来自下落的落罐110的较长持续时间的能量传递(考虑到由打桩系统对桩柱的力的期望分布，可以在正当点火时刻或在另外的适当时刻已经释放所述能量)。
228.在实施方案中，燃烧气体可以容易地经由一个或多个通气开口离开伸缩腔室，通气开口156可能永久地存在于第一与第二燃烧室构件151、152之间。在实施方案中，来自燃烧室的燃烧气体的通气由可控通气阀157控制。在实施方案中，可控通气阀157能够在点火之后使燃烧室保持为封闭的伸缩燃烧室构件一段时间，例如，使得燃烧气体作为用于落罐的气体垫。
229.在实施方案中，设想燃烧的功率选择为使得落罐不会由于燃烧而提升。如上所述，点火可以定时为在落罐的实际下落期间发生，例如在下落的落罐已经与相关的弹簧装置和/或阻尼装置相互作用期间发生。