CN104153369B - 淤泥或软基中的柱桩施工装置 - Google Patents

Abstract

淤泥或软基中的柱桩施工装置，包括操作船和垂直设置的柱桩，柱桩位于操作船外侧，操作船上设有清水泵和起重机，起重机的起重定位臂通过钢丝绳与柱桩上端连接，柱桩为上下通透的中空结构，柱桩内预埋有若干根沿柱桩轴向方向布置的输水管，所有的输水管沿柱桩周向均匀布置，清水泵的出水口连接有出水管，出水管的出水口通过水流分散器与所有的输水管上端连接，所有的输水管下端出口分别连接有一个狭缝式喷嘴，柱桩下端内部设有泥浆泵，泥浆泵的出口连接有通过沿柱桩内部向上抽泥浆的抽浆管，抽浆管的出口由柱桩上端口伸出。综上所述，本发明设计合理，易于操作，自动化程度高，操控性强，施工效率高，造价低，实用性强，易于推广应用。

Description

淤泥或软基中的柱桩施工装置

技术领域

本发明属于桩基施工技术领域，尤其涉及一种淤泥或软基中的柱桩施工装置。

背景技术

淤泥和软基为天然含水量高、胀缩性高、有湿陷性、承载能力低，在荷载作用下容易产生动或固结沉降的土质地基。它广泛分布在我国沿海地区以及内陆平原或山区的河谷滩地。在软土地基区域的高速公路修建、运营过程中，时常发生桥梁桥台位移、桥头跳车等工程病害，虽然这些工程问题得到妥善的处理，但是造成了工程费用的增加，也影响了桥梁的耐久性。目前，水下淤泥或软基进行柱桩施工过程中所采用的人力较多，难度大，施工期长且造价高，并且难以保证施工质量。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种自动化程度高、造价低、施工效率高、施工质量好的淤泥或软基中的柱桩施工装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：淤泥或软基中的柱桩施工装置，包括操作船和垂直设置的柱桩，柱桩位于操作船外侧，操作船上设有清水泵和起重机，起重机的起重定位臂通过钢丝绳与柱桩上端连接，柱桩为上下通透的中空结构，柱桩内预埋有若干根沿柱桩轴向方向布置的输水管，输水管长度与柱桩长度相等，所有的输水管沿柱桩周向均匀布置，清水泵的出水口连接有出水管，出水管的出水口通过水流分散器与所有的输水管上端连接，所有的输水管下端出口分别连接有一个狭缝式喷嘴，喷嘴的喷射方向斜向下，柱桩下端内部设有泥浆泵，泥浆泵的出口连接有通过沿柱桩内部向上抽泥浆的抽浆管，抽浆管的出口由柱桩上端口伸出。

所述水流分散器包括下端封堵的主连接管，主连接管上端与出水管下端通过一对法兰盘连接，主连接管外侧部设有若干根沿主连接管径向方向设置的分流管，分流管的数目与输水管的数目相等，分流管沿主连接管中心线均匀布置，分流管内端与主连接管内部连通，分流管外端连接有下端开口的支连接管，支连接管侧部设有下端开口且内外通透的曲线槽，每根输水管上端均固定连接有一个管接头，管接头外径等于支连接管内径，管接头插设在支连接管内且管接头外壁与支连接管内壁密封配合，管接头侧部设有位于曲线槽内的导向柱。

采用上述技术方案，本发明利用多个喷嘴喷出的高速水流来冲削或扰动柱桩下的冲刷软基或水下淤积物，并将泥浆抽出，使柱桩能在自重作用下沉入旋流冲刷的深坑内，直至达到（插入）要求的深度。

由操作船定位到施工处，定位后利用起重定位臂将操作船上的预先制定好的柱桩吊装后竖直放到水下立桩的位置。操作船上预置的清水泵的吸水管放置在水面下一定高度以抽吸清水；清水泵所抽取的清水通过出水管、主连接管、分流管、支连接管进入到输水管内，最终由喷嘴斜向下喷射出高压水流以冲削水下淤泥，泥浆由泥浆泵通过抽浆管抽出，柱桩下的喷射水流形成整体螺旋流可使淤积泥沙在一定范围被淘刷，柱桩逐渐下沉，直至达到要求深度。

水流分散器上的分流管与输水管一一对应设置，由于柱桩在下移过程中会发生一定量的水平转动，采用管接头插设在支连接管内，通过在管接头侧部设置导向柱，并使导向柱沿支连接管上的曲线槽，这样就使得柱桩在水平微量转动时，曲线槽起到一定的缓冲作用，导向柱起到定位和导向的作用。

喷嘴的喷射方向可向柱桩内侧也可向柱桩外侧，喷射水流在水平和垂直方向上均呈一定的角度，这样就可使内外喷射水流斜向下喷射冲削淤积泥沙，使冲刷坑的范围大于柱桩外径，便于能使柱桩较容易下沉。

柱桩为中空式管桩，柱桩下端内部设置泥浆泵，将喷嘴冲削的泥沙抽吸出来，以减少柱桩下插的阻力。施工完成后由上部将泥浆泵提出另行使用。

为加强柱桩稳定，柱桩施工完成后中空下部可填块石；上部可加桩帽将多个柱桩联接在一起，以增加整体的稳定性。

综上所述，本发明设计合理，易于操作，自动化程度高，操控性强，施工效率高，造价低，实用性强，易于推广应用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中水流分散器的仰视图；

图3是图1中支连接管的结构示意图；

图4是图1中管接头的结构示意图；

图5是图1中桩柱的俯视图

图6是图1中柱桩的仰视图。

具体实施方式

如图1-图6所示，本发明的淤泥或软基中的柱桩施工装置，包括操作船1和垂直设置的柱桩2，柱桩2位于操作船1外侧，操作船1上设有清水泵3和起重机4，起重机4的起重定位臂5通过钢丝绳6与柱桩2上端连接，柱桩2为上下通透的中空结构，柱桩2内预埋有若干根沿柱桩2轴向方向布置的输水管7，输水管7长度与柱桩2长度相等，所有的输水管7沿柱桩2周向均匀布置，清水泵3的出水口连接有出水管8，出水管8的出水口通过水流分散器9与所有的输水管7上端连接，所有的输水管7下端出口分别连接有一个狭缝式喷嘴10，喷嘴10的喷射方向斜向下，柱桩2下端内部设有泥浆泵11，泥浆泵11的出口连接有通过沿柱桩2内部向上抽泥浆的抽浆管12，抽浆管12的出口由柱桩2上端口伸出。

水流分散器9包括下端封堵的主连接管13，主连接管13上端与出水管8下端通过一对法兰盘连接，主连接管13外侧部设有若干根沿主连接管13径向方向设置的分流管14，分流管14的数目与输水管7的数目相等，分流管14沿主连接管13中心线均匀布置，分流管14内端与主连接管13内部连通，分流管14外端连接有下端开口的支连接管15，支连接管15侧部设有下端开口且内外通透的曲线槽16，每根输水管7上端均固定连接有一个管接头17，管接头17外径等于支连接管15内径，管接头17插设在支连接管15内且管接头17外壁与支连接管15内壁密封配合，管接头17侧部设有位于曲线槽16内的导向柱18。

本发明利用多个喷嘴10喷出的高速水流（图6中虚线表示喷射水流方向）来冲削或扰动柱桩2下的冲刷软基或水下淤积物，并将泥浆抽出，使柱桩2能在自重作用下沉入旋流冲刷的深坑内，直至达到（插入）要求的深度。

由操作船1定位到施工处，定位后利用起重定位臂5将操作船1上的预先制定好的柱桩2吊装后竖直放到水面19下立桩的位置。操作船1上预置的清水泵3的吸水管放置在水面下一定高度以抽吸清水；清水泵3所抽取的清水通过出水管8、主连接管13、分流管14、支连接管15进入到输水管7内，最终由喷嘴10斜向下喷射出高压水流以冲削水下淤泥，泥浆由泥浆泵11通过抽浆管12抽出，柱桩2下的喷射水流形成整体螺旋流可使淤积泥沙在一定范围被淘刷，柱桩2逐渐下沉，直至达到要求深度。

水流分散器9上的分流管14与输水管7一一对应设置，由于柱桩2在下移过程中会发生一定量的水平转动，采用管接头17插设在支连接管15内，通过在管接头17侧部设置导向柱18，并使导向柱18沿支连接管15上的曲线槽16，这样就使得柱桩2在水平微量转动时，曲线槽16起到一定的缓冲作用，导向柱18起到定位和导向的作用。

喷嘴10的喷射方向可向柱桩2内侧也可向柱桩2外侧，喷射水流在水平和垂直方向上均呈一定的角度，这样就可使内外喷射水流斜向下喷射冲削淤积泥沙，使冲刷坑的范围大于柱桩2外径，便于能使柱桩2较容易下沉。

柱桩2为中空式管桩，柱桩2下端内部设置泥浆泵11，将喷嘴10冲削的泥沙抽吸出来，以减少柱桩2下插的阻力。施工完成后由上部将泥浆泵11提出另行使用。

为加强柱桩2稳定，柱桩2施工完成后中空下部可填块石；上部可加桩帽将多个柱桩2联接在一起，以增加整体的稳定性。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.淤泥或软基中的柱桩施工装置，其特征在于：包括操作船和垂直设置的柱桩，柱桩位于操作船外侧，操作船上设有清水泵和起重机，起重机的起重定位臂通过钢丝绳与柱桩上端连接，柱桩为上下通透的中空结构，柱桩内预埋有若干根沿柱桩轴向方向布置的输水管，输水管长度与柱桩长度相等，所有的输水管沿柱桩周向均匀布置，清水泵的出水口连接有出水管，出水管的出水口通过水流分散器与所有的输水管上端连接，所有的输水管下端出口分别连接有一个狭缝式喷嘴，喷嘴的喷射方向斜向下，柱桩下端内部设有泥浆泵，泥浆泵的出口连接有通过沿柱桩内部向上抽泥浆的抽浆管，抽浆管的出口由柱桩上端口伸出；

所述水流分散器包括下端封堵的主连接管，主连接管上端与出水管下端通过一对法兰盘连接，主连接管外侧部设有若干根沿主连接管径向方向设置的分流管，分流管的数目与输水管的数目相等，分流管沿主连接管中心线均匀布置，分流管内端与主连接管内部连通，分流管外端连接有下端开口的支连接管，支连接管侧部设有下端开口且内外通透的曲线槽，每根输水管上端均固定连接有一个管接头，管接头外径等于支连接管内径，管接头插设在支连接管内且管接头外壁与支连接管内壁密封配合，管接头侧部设有位于曲线槽内的导向柱。