CN108824414A - 水下强夯法装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水下强夯法装置及施工方法，水下强夯装置包括强夯船和柱锤，强夯船包括船体、门吊系统和液压夯击系统，门吊系统包括轨道以及行驶在轨道上的用于吊装桩锤的门吊，液压夯击系统包括机架、油缸、落锤及夯板，油缸提升落锤夯击夯板；柱锤包括空心钢管桩及固定于空心钢管桩底部和顶部的下垫板和上垫板，上垫板和下垫板设有多个贯穿板体的通气孔，下垫板位于水面以下与海床或与河床接触，上垫板位于水面以上与夯板接触。本发明的水下强夯装置通过竖立于海床并露出水面的柱锤作为力传递构件，液压夯击设备作用于水面之上的柱锤，夯击时不受水的阻力，落点准确、阻力小、耗能少、时间快，大大提高了效率。

Description

水下强夯法装置及其施工方法

技术领域

本发明属于岩土工程领域，具体涉及一种水下松散砂土地基处理设备和方法。

背景技术

目前，随着近海工程，如港口、防波堤等工程日益增多，加固海底和水下松散土层日益成为重要的课题，目前常用的水下地基处理方法常用的为置换法，置换法需要将原地面以下一定范围内的松散或软弱土挖除，然后回填优质的土料例如块石等。置换法需要大量的优质回填料，而且整体开挖和回填工程量十分巨大。目前普通的水下强夯法施工工艺为：利用特制流线型栅状夯锤，从海面处下落进行加固。这样虽然施工简单，但夯击的效率较低，夯锤不论是下落还是提升都受水流阻力，特别下落时可能受水流影响发生偏移，加固位置精度不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水下强夯法装置。

本发明的另一目的在于提供一种水下强夯施工方法。

为了实现第一目的，本发明采用了以下技术方案：一种水下强夯法装置，其包括强夯船和竖立于海床并露出水面的柱锤，所述强夯船包括船体、设置于船体上的门吊系统和液压夯击系统，门吊系统包括延伸至船舶前部的轨道以及行驶在轨道上的用于吊装桩锤的门吊，液压夯击系统包括安置于船体上的机架、固定于机架上的油缸、落锤及夯板，油缸提升落锤夯击夯板；所述柱锤包括空心钢管桩及固定于空心钢管桩底部和顶部的下垫板和上垫板，上垫板和下垫板设有多个贯穿板体的通气孔，下垫板位于水面以下与海床或与河床接触，上垫板位于水面以上与夯板接触。

上垫板或下垫板的部分或全部通气孔与钢管桩内腔连通。

强夯船上设有限制桩锤水平移动的卡扣。

本发明的另一目的通过以下技术方案实现：一种使用如上任一所述的水下强夯法装置的施工方法，包括以下步骤：

(1)、在海床面铺设块石垫层；

(2)、测量场地高程，并设置夯点；

(3)、强夯船就位，利用门吊将柱锤置于夯点位置，并用卡扣锁住；

(4)、测量夯前柱锤顶部高程；

(5)、利用液压夯击系统进行快速夯击，油缸提升落锤夯击夯板并间接作用于柱锤上垫板，使夯后柱锤顶部高程与设计高程一致；

(6)、重复上述步骤，完成所有夯点的夯击。

本发明的水下强夯装置通过竖立于海床并露出水面的柱锤作为力传递构件，液压夯击设备作用于水面之上的柱锤，夯击时不受水的阻力，落点准确、阻力小、耗能少、时间快，通过此方法大大提高了效率，能够有效地进行水下砂土地基的强夯加固密实。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是水下强夯法装置的总体布置图

图2是柱锤的示意图。

图3是液压夯击设备的内部构造图

图中1.门吊，2.动力和操作室，3.液压夯击设备，4.柱锤，5.卡扣，6.油缸，7.机架，8.落锤，9.夯板，10.上垫板，11.吊环，12.钢管桩，13.下垫板。

具体实施方式

一种水下强夯法装置如图1所示，其包括强夯船和柱锤4，所述强夯船包括船体、设置于船体上的门吊系统和液压夯击系统3，门吊系统包括延伸至船舶前部的轨道以及行驶在轨道上的用于吊装桩锤的门吊1。如图3所示，液压夯击系统3包括安置于船体上的机架7、固定于机架上的油缸6、落锤8及夯板9，油缸6提升落锤8夯击夯板9。强夯船上设有限制桩锤水平移动的卡扣5。柱锤4包括空心钢管桩及固定于空心钢管桩底部和顶部的下垫板13和上垫板10，上垫板和下垫板设有多个贯穿板体的通气孔，且部分或全部通气孔与钢管桩内腔连通，这样，在夯击过程中，由于钢管桩下沉，导致管内液深增加，管内被压出的气体可以通过通气孔排出。柱锤直立于海床表面，下垫板位于水面以下与海床接触，柱锤的顶部则露出水面，上垫板与夯板接触。当夯板受夯击力时，上垫板间接受锤击力，从而使柱锤下沉。

本发明的施工方法包括以下步骤：

(1)、在海床面铺设块不少于20cm厚的石垫层；

(2)、测量场地高程，并设置夯点；

(3)、强夯船就位，利用门吊1将柱锤4吊运至夯点位置，并用卡扣5锁住，使柱锤可以上下竖直升降而不能前后左右平移；

(4)、测量夯前柱锤顶部高程；

(5)、在动力和操作室2操作液压夯击设备3的夯板9置于柱锤4的上垫板10上，然后操作液压夯击系统进行快速夯击，具体为油缸6对落锤8施加液压力，落锤8冲击夯板9，夯板9将作用力作用在柱锤4的上垫板10，作用力由钢管桩12传递至下垫板13，下垫板13将作用力施加在地面。使夯后柱锤顶部高程与设计高程一致；

(6)、重复上述步骤，完成所有夯点的夯击。

Claims (4)

1.一种水下强夯法装置，其特征在于：包括强夯船和竖立于海床并露出水面的柱锤，所述强夯船包括船体、设置于船体上的门吊系统和液压夯击系统，门吊系统包括延伸至船舶前部的轨道以及行驶在轨道上的用于吊装桩锤的门吊，液压夯击系统包括安置于船体上的机架、固定于机架上的油缸、落锤及夯板，油缸提升落锤夯击夯板；所述柱锤包括空心钢管桩及固定于空心钢管桩底部和顶部的下垫板和上垫板，上垫板和下垫板设有多个贯穿板体的通气孔，下垫板位于水面以下与海床或与河床接触，上垫板位于水面以上与夯板接触。

2.根据权利要求1所述的水下强夯法装置，其特征在于：上垫板或下垫板的部分或全部通气孔与钢管桩内腔连通。

3.根据权利要求1所述的水下强夯法装置，其特征在于：强夯船上设有限制桩锤水平移动的卡扣。

4.一种使用如权利要求1～3任一所述的水下强夯法装置的施工方法，包括以下步骤：

(1)、在海床面或河床面铺设块石垫层；

(2)、测量场地高程，并设置夯点；

(3)、强夯船就位，利用门吊将柱锤置于夯点位置，并用卡扣锁住；

(4)、测量夯前柱锤顶部高程；

(5)、利用液压夯击系统进行快速夯击，油缸提升落锤夯击夯板并间接作用于柱锤上垫板，使夯后柱锤顶部高程与设计高程一致；

(6)、重复上述步骤，完成所有夯点的夯击。