本發(fā)明涉及深水條件下鋼管樁施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于深水條件下鋼管樁水下平聯(lián)施工裝置及施工方法。

背景技術(shù)：

目前，跨江跨海大橋的基礎(chǔ)建設(shè)一般采用在基礎(chǔ)旁修建水上平臺、變水上作業(yè)為陸上作業(yè)的施工方案。隨著建橋技術(shù)的發(fā)展，深水樁基礎(chǔ)不斷涌現(xiàn)，致使水上平臺設(shè)計及施工難度不斷增大，施工成本居高不下。

深水平臺設(shè)計及施工存在以下兩個普遍的問題：1、深水平臺鋼管樁在水平力作用下樁底彎矩較大，致使設(shè)計不得不采用直徑更大、壁厚更厚的鋼管樁及上部聯(lián)系，增加施工成本的同時也給施工帶來了困難；2、深水平臺鋼管樁由于懸臂較長，在水平力作用下樁頂易發(fā)生較大水平位移，給施工帶來安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對上述技術(shù)的不足，提供一種降低了施工成本及降低后期平臺使用風(fēng)險的基于深水條件下鋼管樁水下平聯(lián)施工裝置及施工方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的基于深水條件下鋼管樁水下平聯(lián)施工裝置，包括水平平聯(lián)鋼管及對稱布置在所述水平平聯(lián)鋼管上的鋼絲繩，以及分別安裝在所述水平平聯(lián)鋼管兩端的充氣注漿裝置；每套所述充氣注漿裝置包括焊接在所述水平平聯(lián)鋼管端部的套筒、安裝在所述套筒內(nèi)壁上的環(huán)形氣囊、與所述環(huán)形氣囊連通且豎直布置的充氣加壓管及與所述套筒連通且豎直布置的注漿管。

進(jìn)一步地，所述套筒的高度大于所述水平平聯(lián)鋼管的直徑，且所述水平平聯(lián)鋼管的軸向中心線與所述套筒的徑向中心線共線。

進(jìn)一步地，所述水平平聯(lián)鋼管上沿所述水平平聯(lián)鋼管中心線對稱布置有兩個吊耳，每個所述吊耳穿過一根所述鋼絲繩。

進(jìn)一步地，所述充氣加壓管包括底端帶外螺紋的拆卸加壓管、頂端帶外螺紋的固定加壓管及連接所述拆卸加壓管和所述固定加壓管的帶內(nèi)螺紋的外連接套，且所述固定加壓管末端與所述環(huán)形氣囊連通。

進(jìn)一步地，所述注漿管包括底端帶外螺紋的拆卸注漿管、頂端帶外螺紋的固定注漿管及連接所述拆卸注漿管和所述固定注漿管的帶內(nèi)螺紋的內(nèi)連接套，且所述固定注漿管末端與所述套筒連通。

一種采用如上述所述基于深水條件下鋼管樁水下平聯(lián)施工裝置的施工方法，包括如下步驟：

1)鋼管樁施打完畢、套筒套置在鋼管樁上后，通過鋼絲繩將水下平聯(lián)施工裝置下放至預(yù)設(shè)標(biāo)高；

2)利用充氣加壓管給環(huán)形氣囊充氣，使套筒內(nèi)的環(huán)形氣囊與鋼管樁抱緊；

3)利用注漿管對套筒注射漿液，使?jié){液充滿鋼管樁與套筒之間的間隙；

4)待漿液凝固后，使得套筒、鋼管樁及水平平聯(lián)鋼管固定形成整體，然后將穿過吊耳內(nèi)的鋼絲繩抽出，同時，松動外連接套和內(nèi)連接套，將拆卸加壓管和拆卸注漿管去除。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：本發(fā)明的水下平聯(lián)施工裝置有效解決了鋼管樁樁底彎矩過大的問題，并能對鋼管樁及上部平聯(lián)結(jié)構(gòu)等起到優(yōu)化作用，從而降低了施工成本；另外，相較于無水下平聯(lián)的深水平臺，該水下平聯(lián)裝置可以有效減小平臺頂水平位移，降低后期平臺使用風(fēng)險；同時，本發(fā)明的施工裝置及施工方法解決了對水下平聯(lián)裝置與鋼管樁之間的臨時限位及間隙封堵問題，保證了后期施工的質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于深水條件下鋼管樁水下平聯(lián)施工裝置與鋼管樁安裝的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中a處放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中b處放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明基于深水條件下鋼管樁水下平聯(lián)施工裝置注漿后示意圖。

其中：水平平聯(lián)鋼管1、吊耳2、鋼絲繩3、充氣注漿裝置4【其中：充氣加壓管4.1(拆卸加壓管4.1a、固定加壓管4.1b、外連接套4.1c)、注漿管4.2(拆卸注漿管4.2a、固定注漿管4.2b、內(nèi)連接套4.2c)、套筒4.3、環(huán)形氣囊4.4】、鋼管樁5、漿液6。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示為基于深水條件下鋼管樁水下平聯(lián)施工裝置，包括水平平聯(lián)鋼管1、兩個吊耳2、兩根鋼絲繩3及分別安裝在水平平聯(lián)鋼管1兩端的充氣注漿裝置4，兩個吊耳2沿水平平聯(lián)鋼管1的中心線對稱焊接在水平平聯(lián)鋼管1上，每個吊耳2里穿一根鋼絲繩3。每套充氣注漿裝置4包括焊接在水平平聯(lián)鋼管1端部的套筒4.3、安裝在套筒4.3內(nèi)壁上的環(huán)形氣囊4.4、與環(huán)形氣囊4.4連通且豎直布置的充氣加壓管4.1及與套筒4.3連通且豎直布置的注漿管4.2。另外，套筒4.3的高度大于水平平聯(lián)鋼管1的直徑，且水平平聯(lián)鋼管1的軸向中心線與套筒4.3的徑向中心線共線，確保能滿足水平平聯(lián)鋼管1與鋼管樁5之間的傳力要求。

本實施例中，結(jié)合圖2所示，充氣加壓管4.1包括底端帶外螺紋的拆卸加壓管4.1a(即拆卸加壓管4.1a在上部，外螺紋位于拆卸加壓管4.1a的底端)、頂端帶外螺紋的固定加壓管4.1b(即固定加壓管4.1b在下部，外螺紋位于固定加壓管4.1b的頂端)及連接拆卸加壓管4.1a和固定加壓管4.1b的帶內(nèi)螺紋的外連接套4.1c，且固定加壓管4.1b末端與環(huán)形氣囊4.4連通。如圖3所示，注漿管4.2包括底端帶外螺紋的拆卸注漿管4.2a(即拆卸注漿管4.2a在上部，外螺紋位于拆卸注漿管4.2a的底端)、頂端帶外螺紋的固定注漿管4.2b(即固定注漿管4.2b在下部，外螺紋位于固定注漿管4.2b的頂端)及連接拆卸注漿管4.2a和固定注漿管4.2b的帶內(nèi)螺紋的內(nèi)連接套4.2c，且固定注漿管4.2b末端與套筒4.3連通。

上述基于深水條件下鋼管樁水下平聯(lián)施工裝置的施工方法如下：

1)鋼管樁5施打完畢、套筒4.3套置在鋼管樁5上后，通過鋼絲繩3將水下平聯(lián)施工裝置下放至預(yù)設(shè)標(biāo)高；

2)利用充氣加壓管4.1給環(huán)形氣囊4.4充氣，使套筒4.3內(nèi)的環(huán)形氣囊4.4與鋼管樁5抱緊，如圖4所示；

3)利用注漿管4.2對套筒4.3注射漿液6，使?jié){液6充滿鋼管樁5與套筒4.3之間的間隙，如圖4所示；

4)待漿液6凝固后，使得套筒4.3、鋼管樁5及水平平聯(lián)鋼管1固定形成整體，然后將穿過吊耳2內(nèi)的鋼絲繩3抽出，同時，松動外連接套4.1c和內(nèi)連接套4.2c，將拆卸加壓管4.1a和拆卸注漿管4.2a去除。

因此，本發(fā)明的水下平聯(lián)施工裝置有效解決了鋼管樁樁底彎矩過大的問題，并能對鋼管樁及上部平聯(lián)結(jié)構(gòu)等起到優(yōu)化作用，從而降低了施工成本；另外，相較于無水下平聯(lián)的深水平臺，該水下平聯(lián)裝置可以有效減小平臺頂水平位移，降低后期平臺使用風(fēng)險。同時，本發(fā)明的施工裝置及施工方法解決了對水下平聯(lián)裝置與鋼管樁之間的臨時限位及間隙封堵問題，保證了后期施工的質(zhì)量。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于深水條件下鋼管樁水下平聯(lián)施工裝置，包括水平平聯(lián)鋼管及對稱布置在所述水平平聯(lián)鋼管上的鋼絲繩，以及分別安裝在所述水平平聯(lián)鋼管兩端的充氣注漿裝置；每套所述充氣注漿裝置包括焊接在所述水平平聯(lián)鋼管端部的套筒、安裝在所述套筒內(nèi)壁上的環(huán)形氣囊、與所述環(huán)形氣囊連通且豎直布置的充氣加壓管及與所述套筒連通且豎直布置的注漿管。有效解決了鋼管樁樁底彎矩過大的問題，并能對鋼管樁及上部平聯(lián)結(jié)構(gòu)等起到優(yōu)化作用，從而降低了施工成本；另外，相較于無水下平聯(lián)的深水平臺，該水下平聯(lián)裝置可以有效減小平臺頂水平位移，降低后期平臺使用風(fēng)險。

技術(shù)研發(fā)人員：翟建國;曾健;陳小龍;黃修平;楊武;鄧松濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中交武漢港灣工程設(shè)計研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.13
技術(shù)公布日：2017.09.22