專利名稱：水沖助沉系統(tǒng)及施工技術方法
技術領域：
本發(fā)明系統(tǒng)屬于高樁碼頭樁基新型沉樁工藝，特別是預應力混凝土方樁在沉樁過程中遇到密實砂層或密實夾層難以穿透的情況，使用的水沖助沉系統(tǒng)及施工技術方法。
背景技術：
水沖助沉工藝在我國已有廣泛的應用。水沖沉樁按沖排方式可分為外沖外排，內(nèi)沖外排和內(nèi)沖內(nèi)排，實心樁只能采用外沖外排，空心樁或管樁一股采用內(nèi)沖外排和內(nèi)沖內(nèi)排。目前國內(nèi)采用內(nèi)沖內(nèi)排的方式中，多數(shù)是將水管和氣管在沉樁前放入鋼筋砼方樁空芯中。通過替打預留的U型槽將水管和氣管引出樁芯，通過軟管與水泵和空壓機相連。打樁前要安裝水管、氣管，工序繁瑣，工藝復雜，且每打一根都要安裝拆卸一次，成本高，效率低， 在工期短、工程量大的工程中很難被采用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明工藝解決的技術問題是提供一種水沖助沉施工系統(tǒng)和施工方法，在原水沖助沉施工工藝的基礎上加以改進，使其能夠快速進行接拆管操作，滿足工期要求，提高施工效率，在穿透硬層過程中能較好的保證樁的完整性，在保證樁基承載力的同時保證樁能夠較順利的穿過硬層，穿過硬層后拆管，并錘擊至設計標高。此工藝與原水沖助沉工藝相比操作工序簡單，操作簡便，可操作性較好，節(jié)約了成本。本發(fā)明的技術方法是一種水沖助沉施工系統(tǒng)，其特征在于預制樁的樁身內(nèi)預埋有兩根射水管，一根空氣管，兩根射水管進水端，空氣管進氣端均裝有內(nèi)絲90°彎頭，內(nèi)絲90°彎頭連接快速接頭；兩個射水管進水端的快速接頭個連接雙臺水泵，雙臺水泵各自有壓力表和調(diào)節(jié)水壓閥門；在樁身側(cè)壁有3個直徑70mm外排孔與樁芯連通；樁尖為用鋼板焊成的漏斗形的鋼樁尖；樁尖處兩根射水管沿樁軸線方向直沖。在樁身側(cè)壁上的三個不同斷面上開設有直徑70mm外排孔，外排孔與樁空心腔相連通。射水管進水端的快速接頭連接高壓軟管，高壓軟管連接雙臺水泵。漏斗形的樁尖是鋼板焊成的空心鋼樁尖，樁尖四壁中央各有一個鏤空的圓孔。樁尖兩根射水管方向與鋼樁靴平行并以樁不相鄰兩條斜邊所成的面對稱。所述的水沖助沉施工技術方法在水沖時根據(jù)壓力表的壓力來調(diào)節(jié)水的壓力。1)方樁預制時預埋水、氣管，進水進氣端采用內(nèi)絲90°彎頭；2)供水、氣設備的選用并組裝成供水、氣船；3)打樁船、運樁方駁及供水、氣船駐位；4)打樁船靠近運樁方駁，起重人員鎖扣；5)打樁船雙鉤吊樁，平移到海面，副鉤向下移動，當樁傾斜一定角度后，副鉤與主鉤同時起吊使樁身入龍口，當樁身直立后，完成樁入替打；6)2主鉤吊樁入龍口，同時測量定位；7)樁利用自身重量下沉，當樁尖接近泥面時，開啟水泵及風泵，調(diào)節(jié)水泵水壓為 0. 1-0. 2MPa，風壓為 0. 1-0. 2Mpa ；8)樁自沉后開始壓錘，水泵水壓調(diào)至0. 2Mpa ；9)下沉初期，要適當降低水壓，通過觀察噴射出的泥漿情況，使樁徐徐下沉，邊沉樁邊校正樁位，下沉至一定深度，待樁身穩(wěn)定后，逐步加大水壓至0. 4-0. 5Mpa，或輔以錘擊， 加速樁的下沉，此時，如下沉過快，應逐漸降低水壓，或停止錘擊，調(diào)整下沉速度，切勿突然停止水、風，以免泥堵塞水、風管；10)在整個沉樁過程中，應根據(jù)土質(zhì)、下沉速度和排泥量等情況，適時調(diào)整水壓和風壓和水量和風量；11)達到設計要求水沖停止標高時，停止水沖，拆除水管、氣管，繼續(xù)錘擊，直到設計標高；12)記錄錘擊沉樁記錄；13)停錘，沉樁結(jié)束。本發(fā)明效果是在樁預制過程中樁身側(cè)壁中不同高度預留三個直徑70mm的外排孔，縮短內(nèi)排泥漿通道的有效長度，以利排水排砂；關鍵是水、氣管預埋于砼中，不用撥出管，接頭采用了快速接頭，拆接迅速，有效的避免了每根樁安裝拆卸水管氣管的工序，在保證樁基承載力的同時保證樁能夠較順利的穿過硬層，操作簡單，節(jié)約了成本，提高了沉樁效率。通過使用快速接頭連接樁身預埋水(風)管，在樁尖處雙射水管直沖，加上風舉作用將泥沙通過樁側(cè)壁開口排除使樁能夠在保證其完整性及強度的情況下順利穿過硬層。水沖樁的預制為滿足水沖工藝的要求，在樁身側(cè)壁預留三個DN70排泥孔，樁身砼中預埋了兩根DN50射水管和1根DN20空氣管，使用快速接頭連接，樁尖為漏斗形的鋼樁尖，用鋼板焊成，樁空心與樁尖連通，水沖后通過樁空心進行排泥。


圖1是水沖樁預埋管示意圖2是水沖樁預埋管斷面放大圖3是射水系統(tǒng)示意圖4. 1是預埋管相連接的快速接頭結(jié)構(gòu)主視圖
圖4. 2是預埋管相連接的快速接頭結(jié)構(gòu)側(cè)視圖
圖5. 1是水沖樁樁尖結(jié)構(gòu)圖5. 2是水沖樁樁尖尖部結(jié)構(gòu)圖6是水沖樁水裝置圖7是水沖樁氣管裝置圖。
具體實施例方式
如圖1、2、3所示一種新型水沖助沉施工技術裝置，與傳統(tǒng)水沖助沉工藝裝置相比其特點在于樁在預制過程中，樁身1內(nèi)預埋了兩根射水管2(參見圖6)，一根供氣管3(參見圖7)，在樁身側(cè)壁預留三個直徑70mm外排孔4 ；在連接水管氣管時采用快速接頭5 (參見圖4. 1,4. 2)連接；樁尖為漏斗形的鋼樁尖6 (參見圖5. 1,5.幻，用鋼板焊成；樁尖處兩根水管方向為對沖；供給兩根射水管的雙水泵7各自配有壓力表8和調(diào)節(jié)閥9，雙水泵同時調(diào)節(jié)水壓。進一步具體說明預應力樁在預制過程中預埋了兩根射水管，一根供氣管，進水、 進氣端采用內(nèi)絲90°彎頭以便與快速接頭連接。在樁身側(cè)壁不同高度預留三個直徑70mm外排孔，與樁空心腔相連通。連接射水管進水端的快速接頭連接高壓軟管10，高壓軟管連接雙臺水泵。雙水泵分別設置壓力表，在水沖時根據(jù)壓力表壓力同時調(diào)節(jié)水壓。供氣管連接快速接頭，快速接頭連接氣管，再連接風泵空氣壓縮機11。氣管上有壓力表12。樁尖是漏斗形鋼板焊成的空心鋼樁尖，樁尖四壁中央各有一個鏤空的圓孔13。樁尖兩根射水管方向為與鋼樁靴平行并以樁不相鄰兩條斜邊所成的面對稱。具體施工要求和水沖助沉施工技術方法1)在方樁預制時預埋水、氣管，進水進氣端采用內(nèi)絲90°彎頭。2)供水的水泵和供氣的風泵空氣壓縮機設備的選用并組裝成供水、氣船。3)打樁船、運樁方駁及供水、氣船駐位；4)打樁船靠近運樁方駁，起重人員鎖扣；5)打樁船雙鉤吊樁，平移到海面，副鉤向下移動，當樁傾斜一定角度后，副鉤與主鉤同時起吊使樁身入龍口，當樁身直立后，完成樁入替打；6)兩主鉤吊樁入龍口，同時測量定位；7)樁利用自身重量下沉，當樁尖接近泥面時，開啟水泵及風泵空氣壓縮，調(diào)節(jié)水泵水壓為 0. 1-0. 2MPa，風壓為 0. 1-0. 2Mpa ；8)樁自沉后開始壓錘，水泵水壓調(diào)至0. 2Mpa ；9)下沉初期，要適當降低水壓，通過觀察噴射出的泥漿情況，使樁徐徐下沉，邊沉樁邊校正樁位，下沉至一定深度，待樁身穩(wěn)定后，逐步加大水壓至0. 4-0. 5Mpa，或輔以錘擊， 加速樁的下沉，此時，如下沉過快，應逐漸降低水壓，或停止錘擊，調(diào)整下沉速度，切勿突然停止水(風)，以免泥堵塞水(風)管。10)在整個沉樁過程中，應根據(jù)土質(zhì)、下沉速度和排泥量等情況，適時調(diào)整水、風壓和水、風量。11)達到設計要求水沖停止標高時，停止水沖。拆除水管、氣管，繼續(xù)錘擊，直到設計標高。12)記錄錘擊沉樁記錄。13)停錘，沉樁結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種水沖助沉施工系統(tǒng)，其特征在于預制樁的樁身內(nèi)預埋有兩根射水管，一根空氣管，兩根射水管進水端，空氣管進氣端均裝有內(nèi)絲90°彎頭，內(nèi)絲90°彎頭連接快速接頭；兩個射水管進水端的快速接頭個連接雙臺水泵，雙臺水泵各自有壓力表和調(diào)節(jié)水壓閥門；在樁身側(cè)壁有三個直徑70mm外排孔與樁芯連通；樁尖為用鋼板焊成的漏斗形的鋼樁尖；樁尖處兩根射水管沿樁軸線方向直沖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述水沖助沉施工系統(tǒng)，其特征在于在樁身側(cè)壁上的三個不同斷面上開設有直徑70mm外排孔，外排孔與樁空心腔相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水沖助沉施工系統(tǒng)，其特征在于射水管進水端的快速接頭連接高壓軟管，高壓軟管連接雙臺水泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水沖助沉施工系統(tǒng)，其特征在于漏斗形的樁尖是鋼板焊成的空心鋼樁尖，樁尖四壁中央各有一個鏤空的圓孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水沖助沉施工系統(tǒng)，其特征在于樁尖兩根射水管方向與鋼樁靴平行并以樁不相鄰兩條斜邊所成的面對稱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水沖助沉施工技術方法，其特征在于在水沖時根據(jù)壓力表的壓力來調(diào)節(jié)水的壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水沖助沉施工技術方法，其特征在于1)方樁預制時預埋水、氣管，進水進氣端采用內(nèi)絲90°彎頭；2)供水、氣設備的選用并組裝成供水、氣船；3)打樁船、運樁方駁及供水、氣船駐位；4)打樁船靠近運樁方駁，起重人員鎖扣；5)打樁船雙鉤吊樁，平移到海面，副鉤向下移動，當樁傾斜一定角度后，副鉤與主鉤同時起吊使樁身入龍口，當樁身直立后，完成樁入替打；6)2主鉤吊樁入龍口，同時測量定位；7)樁利用自身重量下沉，當樁尖接近泥面時，開啟水泵及風泵，調(diào)節(jié)水泵水壓為 0. 1-0. 2MPa，風壓為 0. 1-0. 2Mpa ；8)樁自沉后開始壓錘，水泵水壓調(diào)至0.2Mpa ；9)下沉初期，要適當降低水壓，通過觀察噴射出的泥漿情況，使樁徐徐下沉，邊沉樁邊校正樁位，下沉至一定深度，待樁身穩(wěn)定后，逐步加大水壓至0. 4-0. 5Mpa,或輔以錘擊，加速樁的下沉，此時，如下沉過快，應逐漸降低水壓，或停止錘擊，調(diào)整下沉速度，切勿突然停止水、風，以免泥堵塞水、風管；10)在整個沉樁過程中，應根據(jù)土質(zhì)、下沉速度和排泥量等情況，適時調(diào)整水壓和風壓和水量和風量；11)達到設計要求水沖停止標高時，停止水沖，拆除水管、氣管，繼續(xù)錘擊，直到設計標尚；12)記錄錘擊沉樁記錄；13)停錘，沉樁結(jié)束。
全文摘要
一種水沖助沉施工系統(tǒng)，在預制樁樁身內(nèi)預埋有兩根射水管一根空氣管，兩根射水管進水端連接快速接頭再連接雙臺水泵，在樁身側(cè)壁有三個外排孔與樁芯連通；樁尖為用鋼板焊成的漏斗形的鋼樁尖；樁尖處兩根射水管沿樁軸線方向直沖。本發(fā)明的效果是樁身預留三個直徑70mm的外排孔與樁芯連通，縮短內(nèi)排泥漿通道的有效長度，以利排水排砂；水、氣管預埋于砼中，不用撥出管，進水、進氣端采用內(nèi)絲90°彎頭，以便與快速接頭連接，接頭采用了快速接頭，拆接迅速，有效的避免了每根樁安裝拆卸水管氣管的工序，操作簡單，成本較低，提高了沉樁效率。
文檔編號E02D7/24GK102182186SQ20111010912
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者史虎彬, 張喜林, 李建明, 李紹通, 米劉芳 申請人:中交一航局第一工程有限公司, 中交第一航務工程局有限公司