CN104032770B - 预制承台与钻孔灌注桩水下连接的水密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制承台与钻孔灌注桩水下连接的水密封装置，包括预制承台、钻孔灌注桩。在钻孔灌注桩上套有环形托盘，该环形托盘设在预制承台的下面，环形托盘上面设有张拉收紧装置；在环形托盘与预制承台之间设有环形橡胶止水装置，在环形托盘内壁设有环形槽一，在环形槽一内安装有环形气囊，在环形托盘内部设有连接气囊的充气管道，充气管道从预制承台的预留孔伸出连接气源；在环形托盘的顶面设有限位装置，高度限位装置均匀分布在环形托盘顶面四周上，防止托盘水平晃动、以及环形托盘在提升过程中倾斜造成一侧止水带过渡压缩。托盘提升装置收紧后，使得顶部橡胶压缩保证了托盘与承台之间水平方向水密封；胶囊充气后密贴桩基钢护筒，保证环形托盘与预制承台之间的竖向水密封。本发明的水密封装置可操作性强、水密封效果有保障。

Description

预制承台与钻孔灌注桩水下连接的水密封装置

技术领域

本发明涉及跨海跨江桥梁墩台施工，具体是一种预制承台与钻孔灌注桩水下连接的水密封装置。

背景技术

随着交通建设的快速发展，跨江跨海大型桥梁工程越来越多，桥梁基础施工工期受限于季风、海况等环境条件，为了缩短桥梁的建设工期，提高工程效率，实现海洋和深水环境装配化桥梁建设的技术要求，桥梁墩台一般采用工厂化预制、现场进行水下与钻孔灌注桩基础连接安装。传统的预制承台安装止水采用大型钢套箱配合大体积混凝土封底的施工方案，此方案存在工艺流程复杂、资源消耗多、作业效率低、投入成本高、环境影响大等一系列缺陷。近年来，新兴的预留孔内设置气囊，采用气囊止水方案又受沉桩精度影响的局限，无法保证预制承台预留孔轴心与钻孔灌注桩轴心同心，从而影响气囊止水效果。现有的公告号为CN202787285U，公告日为2013年3月13日，发明名称为：一种预制承台水下止水装置的中国实用新型专利，其公开的止水装置是环形气囊与浮箱内的充气导管连接，充气导管连接到浮箱体外的气囊充气导管连接，气囊充气导管另一端伸出水面上，该专利的技术方案由于充气导管与环形气囊的连接是在密封的水域外，这样在水流等冲击下，充气导管与环形气囊易脱开，无法实现该止水装置的竖向密封止水，因此在实际的施工过程根本无法使用；而且该装置的横向止水只是通过浮箱的浮力减去自重力压紧浮箱与预制承台之间的密封装置实现止水装置的横向止水，这样也是不可靠的，由于浮箱在水中受到波浪力冲击，浮箱相对预制承台位置是晃动的，挤压密封装置的力很难控制，因此其密封稳定可靠性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种可操作性强、水密封效果保障的预制承台与钻孔灌注桩水下连接的水密封装置。

为实现上述的目的，本发明的技术方案为：一种预制承台与钻孔灌注桩水下连接的水密封装置，包括预制承台、钻孔灌注桩，在钻孔灌注桩上套有环形托盘，该环形托盘设在预制承台的下面，环形托盘上面设有张拉收紧装置；在环形托盘与预制承台之间设有环形止水装置，在环形托盘内壁设有环形槽一，在环形槽一内安装有环形气囊，在环形托盘上内部设有连接气囊的充气管道，充气管道从预制承台的预留孔伸出连接气源；在环形托盘的顶面设有限位装置，高度限位装置均匀分布在环形托盘顶面四周上。高度限位装置防止托盘水平晃动、以及环形托盘在提升过程中倾斜造成一侧止水带过渡压缩的现象，保证了环形托盘与预制承台之间的横向水密封。

优选的是，所述的环形托盘内侧在气囊的下方设有环形槽二，在环形槽二内安装有膨胀止水条。实现气囊在失效状态下环形托盘与钻孔灌注桩之间的竖向密封，为水下速凝砂浆浇筑提供保障。

优选的是，所述的张拉收紧装置由托盘吊架、千斤顶和钢绞线组成，钢绞线的一端与环形托盘固定连接，另一端与托盘吊架连接。

优选的是，所述环形托盘内侧设有导向装置，便于环形托盘的下放安装。

优选的是，所述环形止水装置为GINA止水带。

优选的是，所述的高度限位装置有四个，它们均匀分布在环形托盘四周环形止水装置内侧。

本发明经过无数次的试验以及总结得出现有预制承台止水装置无法正常使用的问题是气囊失效的问题，因此本发明连接气囊的充气管道从预制承台的预留孔伸出连接气源，这样充气管道与气囊的连接点是在水密封装置内，其不与江海水域相通，避免了由于波浪力冲击造成的胶囊气嘴部位易脱落的问题，即保证了气囊的正常充气使用，保证了环形托盘与钻孔灌注桩之间的竖向水密封；同时环形托盘通过张拉收紧装置拉紧挤压环形止水装置，而且高度限位装置保证环形托盘的顶面挤压均匀，保证了环形托盘与预制承台之间的横向水密封。本发明结构简单，止水可靠性高，作业效率高、资源消耗低、具有很好的推广使用价值。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明环形托盘结构示意图；

图3本发明俯视图；

图4为图2的A放大图;

图5为本发明钢绞线与地脚螺栓连接图一；

图6为本发明钢绞线与地脚螺栓连接图二。

图中：1预制承台，2钻孔灌注桩，3环形托盘，31环形槽一，32环形槽二，4地脚螺栓，5张拉收紧装置，51托盘吊架，52千斤顶，53钢绞线，6环形止水装置，61翼部，7气囊，8充气管道，9膨胀止水条，10高度限位装置，11导向装置。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5和6所示，一种预制承台与钻孔灌注桩水下连接的水密封装置，包括预制承台1、钻孔灌注桩2，在钻孔灌注桩2上套有环形托盘3，该环形托盘3设在预制承台1的下面，环形托盘3上面设有张拉收紧装置5；在环形托盘3与预制承台1之间设有环形止水装置6，在环形托盘3内壁设有环形槽一31，在环形槽一31内安装有环形气囊7，环形托盘3上内部设有预埋充气管道8连通环形托盘3顶面的预留槽，充气管道8从预留槽伸入与气囊7连接并从预制承台1的预留孔伸出连接气源，环形托盘3的顶面设有高度限位装置10，高度限位装置10均匀分布在环形托盘3顶面四周上。在环形托盘3内侧在气囊7的下方设有环形槽二32，在环形槽二32内安装有膨胀止水条9，原始状态的膨胀止水条9在安装时未超出环形托盘3内壁，不影响本发明装置环形托盘3的安装，遇水膨胀止水条9置于水中7h，膨胀率可达200%，膨胀后的止水条紧贴于钻孔灌注桩2外壁。在本实施例中，张拉收紧装置5由托盘吊架51、千斤顶52和钢绞线53组成，环形托盘3靠近孔壁设有预埋地脚螺栓4用于安装张拉钢绞线53，环形托盘51四周均布6根钢绞线53，连接在六边形托盘吊架51上，支撑于6个20T千斤顶。在环形托盘3内侧设有导向装置11，便于环形托盘3的下放安装。本实施例中环形托盘3顶面的环形止水装置6为GINA止水带。该GINA止水带的两侧分别延伸有翼部61，通过安装板压紧两侧翼部61再通过植筋螺栓将环状GINA止水带固定在环状托盘3顶面。上述的高度限位装置10有四个，它们均匀分布在环形托盘3四周环形止水装置6内侧。

预制承台吊装前，将本发明装置的环形托盘下放至承台底面以下预定标高，此时环形托盘3顶面距离设计承台底标高为10cm。

下放预制承台1到设计位置并精确调位。

顶升张拉收紧装置5的千斤顶52张拉钢绞线53，使GINA止水带压缩，作用在GINA止水带上的压力荷载约为40kN/m，压缩前的高度为74mm，压缩高度为28mm，压缩后的高度为46mm，实现环形托盘与预制承台底之间的水平方向止水。

为防止环形托盘3水平晃动、以及环形托盘3在提升过程中倾斜造成一侧止水带过度压缩，在环形托盘3四周止水带内侧均匀布置4个高度限位装置10，高度限位装置10采用槽钢制作，高度为46mm。

向气囊7中充气，充气压力达0.4MPa，气囊7处于膨胀状态，实现环形托盘3与钻孔灌注桩2之间的竖向止水；最后将预制承台1内的水抽干，在预留孔速凝砂浆带内浇筑速凝砂浆，实现承台预留孔处止水密封。

环形托盘3底部设置的膨胀止水条9用于防止气囊7失效情况下浇筑水下速凝砂浆，是一项预防措施。

本发明不仅解决了由于钻孔灌注桩沉桩精度导致的预制承台预留孔与钻孔灌注桩间隙不均等造成的止水困难的难题，止水可靠性高，可操作性强，取代传统钢套箱配合大体积封底混凝土施工方案，提高了作业效率、降低了生产成本与资源消耗，保证了工程质量，是一项环境友好型施工工艺，具有很大的推广使用价值。

Claims (1)

1.一种预制承台与钻孔灌注桩水下连接的水密封装置，包括预制承台（1）、钻孔灌注桩（2），其特征在于：在钻孔灌注桩（2）上套有环形托盘（3），该环形托盘（3）设在预制承台（1）的下面，环形托盘（3）上面设有张拉收紧装置（5）；在环形托盘（3）与预制承台（1）之间设有环形橡胶止水装置（6），在环形托盘（3）内壁设有环形槽一（31），在环形槽一（31）内安装有环形气囊（7），在环形托盘（3）上内部设有连接气囊（7）的充气管道（8），充气管道（8）从预制承台（1）的预留孔伸出连接气源，环形托盘（3）的顶面设有高度限位装置（10），高度限位装置（10）均匀分布在环形托盘（3）顶面四周上：所述的环形托盘内侧在气囊的下方设有环形槽二（32），在环形槽二（32）内安装有膨胀止水条，所述的张拉收紧装置（5）由托盘吊架（51）、千斤顶（52）和钢绞线（53）组成，钢绞线（53）的一端与环形托盘（3）固定连接，另一端与托盘吊架（51）连接，所述环形托盘（3）内侧设有导向装置（11），所述环形托盘（3）与预制承台（1）间的横向环形止水装置（6）为GINA止水带，所述的高度限位装置（10）有四个，它们均匀分布在环形托盘（3）四周环形止水装置（6）内侧，预制承台吊装前，将环形托盘下放至承台底面以下预定标高，此时环形托盘顶面距离设计承台底标高为10cm，下放预制承台（1）到设计位置并精确调位，顶升张拉收紧装置的千斤顶张拉钢绞线，使GINA止水带压缩，作用在GINA止水带上的压力荷载约为40kN/m，压缩前的高度为74mm，压缩高度为28mm，压缩后的高度为46mm，实现环形托盘与预制承台底之间的水平方向止水，为防止环形托盘水平晃动、以及环形托盘在提升过程中倾斜造成一侧止水带过度压缩，在环形托盘四周止水带内侧均匀布置4个高度限位装置，高度限位装置采用槽钢制作，高度为46mm，向气囊中充气，充气压力达0.4MPa，气囊处于膨胀状态，实现环形托盘与钻孔灌注桩之间的竖向止水；最后将预制承台内的水抽干，在预留孔速凝砂浆带内浇筑速凝砂浆，实现承台预留孔处止水密封。