CN115288135A - 一种水压法沉桩结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种水压法沉桩结构，包括钢管桩、分隔组件和抽水装置，分隔组件安装在钢管桩内，通过分隔组件将钢管桩内腔分隔为上腔室和下腔室，抽水装置安装在分隔组件上，通过抽水装置将下腔室的水输送至上腔室，使得钢管桩的液面高度大于钢管桩外水面的高度，从而增大分隔组件上方的重力，便于将钢管桩插接在水底，采用抽水的形式对钢管桩进行施工，无需通过外部设备进行锤击，大大降低噪音的产生，并且大大降低设备成本。
Description
技术领域
本发明涉及深水钢管桩基础施工领域，具体涉及一种水压法沉桩结构及其施工方法。
背景技术
在深水钢管桩基础沉桩施工时，钢管桩一般由冲击锤或者振动锤打入水底覆盖层，但是无论是冲击锤还是振动锤在打桩过程中都会产生较大的噪音。在一些珍惜鱼类的保护区、水产养殖区打桩时，打桩带来的噪音对水中的鱼类影响巨大，甚至可以直接导致鱼类大量死亡。
发明内容
针对以上不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种水压法沉桩结构及其施工方法，本沉桩结构的施工方法产生的噪音极低，适用于噪音敏感水域的沉桩施工。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是，
一种水压法沉桩结构，包括钢管桩、分隔组件和抽水装置，分隔组件安装在钢管桩内，将钢管桩内腔分隔为上腔室和下腔室，抽水装置安装在分隔组件上，通过抽水装置将下腔室的水输送至上腔室。
作为本发明的一种优选方案，分隔组件包括剪力环和抽水安装组件，剪力环固定连接在钢管桩内壁上，抽水安装组件滑动安装在钢管桩内，且抵设在剪力环上方，抽水装置安装在抽水安装组件上。
作为本发明的一种优选方案，抽水安装组件包括承压板和导向件，导向件可伸缩式安装在承压板的侧壁上，导向件与钢管桩内壁抵设。
作为本发明的一种优选方案，导向件包括弹簧、伸缩架和滚轮，伸缩架滑动安装在承压板的侧壁上，滚轮转动安装在伸缩架上，弹簧分别与伸缩架、承压板连接。
作为本发明的一种优选方案，抽水装置包括内置水泵、连接管和柔性管，连接管固定连接在承压板上，内置水泵、柔性管分别连接在连接管的两端。
作为本发明的一种优选方案，承压板抵设在剪力环上，承压板的下端面上固定连接有密封环，密封环抵设在剪力环上。
作为本发明的一种优选方案，剪力环包括限位环和支撑肋板，限位环固定连接在钢管桩内壁上，支撑肋板分别与限位环、钢管桩内壁连接。
作为本发明的一种优选方案，在钢管桩上端连接有补充抽水装置，补充抽水装置与上腔室适配。
作为本发明的一种优选方案，在钢管桩的上端固定连接有钢管桩法兰，钢管桩的下端固定连接有加强圈。
上述一种水压法沉桩结构的施工方法，包括以下步骤，
步骤一，在钢管桩内部设置剪力环；
步骤二，在剪力环上方放置抽水安装组件；
步骤三，起吊钢管桩，将钢管桩插入水中，钢管桩在自重作用下会部分插入水下覆盖层中；
步骤四，启动抽水装置，将下腔室内的水抽入上腔室内；
步骤五，启动补充抽水装置，对上腔室进行补水，增加上腔室水量；
步骤六，钢管桩下沉到位后，关闭抽水装置、补充抽水装置，待上、下腔室内水压力平衡后，吊出承压板。
本发明的有益效果是，采用抽水的形式对钢管桩进行施工，无需通过外部设备进行锤击，大大降低噪音的产生，并且大大降低设备成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是A的局部放大图。
图3是承压板的结构示意图。
图4是插接头的结构示意图。
图5是剪力环的结构示意图。
附图标记：钢管桩1，分隔组件2，抽水装置3，内置水泵3-1，连接管3-2，柔性管3-3，上腔室4，下腔室5，剪力环6，限位环6-1，支撑肋板6-2，抽水安装组件7，承压板7-1，导向件7-2，弹簧7-3，伸缩架7-4，滚轮7-5，密封环7-6，连通管7-7，插接头7-8，防泄压管7-9，外套管7-10，内套管7-11，锁止球7-12，滑槽腔7-13，连接环7-14，收纳腔7-15，复位腔7-16，复位弹簧7-17，钢管桩法兰8，加强圈9，补充抽水装置10。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步描述。
一种水压法沉桩结构，包括钢管桩1、分隔组件2和抽水装置3，分隔组件2安装在钢管桩1内，通过分隔组件2将钢管桩1内腔分隔为上腔室4和下腔室5，抽水装置3安装在分隔组件2上，通过抽水装置3将下腔室5的水输送至上腔室4，使得钢管桩1的液面高度大于钢管桩1外水面的高度，从而增大分隔组件2上方的重力，便于将钢管桩1插接在水底，采用抽水的形式对钢管桩1进行施工，无需通过外部设备进行锤击，大大降低噪音的产生，并且大大降低设备成本。
分隔组件2包括剪力环6和抽水安装组件7，剪力环6固定连接在钢管桩1内壁上，抽水安装组件7滑动安装在钢管桩1内，且抵设在剪力环6上方，通过剪力环6对抽水安装组件7进行定位安装，便于将钢管桩1内的腔分隔为上、下腔室，抽水装置3安装在抽水安装组件7上。
抽水安装组件7包括承压板7-1和导向件7-2，导向件7-2可伸缩式安装在承压板7-1的侧壁上，导向件7-2与钢管桩1内壁抵设，通过导向件7-2的设置，便于对承压板7-1的安装进行导向，保证承压板7-1安装在钢管柱1的中心位置上，从而保证承压板7-1将钢管柱1进行分隔。
在本实施例中，为更便于将承压板7-1安装在钢管柱1内，承压板7-1的直径小于钢管柱1的内径，且承压板的直径大于剪力环6的孔径。
导向件7-2包括弹簧7-3、伸缩架7-4和滚轮7-5，伸缩架7-4滑动安装在承压板7-1的侧壁上，滚轮7-5转动安装在伸缩架7-4上，弹簧7-3分别与伸缩架7-4、承压板7-1连接，通过弹簧7-3的设置，便于对伸缩架7-4进行伸缩，从而便于将抽水安装组件7安装至钢管桩1内。
抽水装置3包括内置水泵3-1、连接管3-2和柔性管3-3，连接管3-2固定连接在承压板7-1上，内置水泵3-1、柔性管3-3分别连接在连接管3-2的两端，为保证承压板7-1的密封性能，将硬质的连接管3-2焊接在承压板7-1上，便于水泵与连接管连接。
在本实施例中，承压板7-1上还安装有连通管7-7，在连通管7-7上连接有防泄压管7-9，防泄压管7-9与插接头7-8可拆式连接，在钢管桩1安装时，连通管7-7上安装有防泄压管7-9，在抽水安装组件7拆除时，将防泄压管7-9拆除，从而使得上腔室4、下腔室5的压力保持平衡。
插接头7-8包括外套管7-10、内套管7-11和锁止球7-12，外套管7-10固定连接在连通管7-7上，内套管7-11滑动安装在外套管7-10内，锁止球7-12通过内套管7-11可拆式固定在外套管7-10、内套管7-11之间，防泄压管7-9通过锁止球7-12锁止在插接头7-8内。
外套管7-10内成型有滑槽腔7-13，内套管7-11的外侧成型有连接环7-14，连接环7-14伸入滑槽腔7-13设置，连接环7-14将滑槽腔7-13分隔为收纳腔7-15和复位腔7-16，复位腔7-16内安装有复位弹簧7-17，锁止球7-12卡接在收纳腔7-15的上端。
防泄压管7-9的使用步骤如下，在钢管桩1安装时，锁止球7-12位于收纳腔7-15的上端，防泄压管7-9通过锁止球7-12锁止在插接头7-8内；在抽水安装组件7拆除时，防泄压管7-9下压，使得收纳腔7-15的上端开口变大，锁止球7-12落入滑槽腔7-13内，插接头7-8无法将防泄压管7-9锁止，从而将其拔出插接头7-8外。
承压板7-1抵设在剪力环6上，为便于对密封环7-6进行安装，在承压板7-1的下端面上固定连接有密封环7-6，密封环7-6抵设在剪力环6上，保证承压板7-1的分隔密封性，防止上腔室内的水泄漏至下腔室内。
在一些其他的实施例中，可以将密封环7-6安装在剪力环6上。
剪力环6包括限位环6-1和支撑肋板6-2，限位环6-1固定连接在钢管桩1内壁上，支撑肋板6-2分别与限位环6-1、钢管桩1内壁连接，通过支撑肋板6-2的设置，提高剪力环6的强度，保证钢管桩1施工的安全性。
在钢管桩1上端连接有补充抽水装置10，补充抽水装置10与上腔室4适配，即，通过补充抽水装置10对上腔室4进行水量填充，从而加快钢管桩1的安装效率，并且在分隔组件2分离时，可以通过补充抽水装置10对上腔室内水进行抽离，便于分隔组件2拆除，补充抽水装置10包括水泵和水管。
在钢管桩1的上端固定连接有钢管桩法兰8，钢管桩1的下端固定连接有加强圈9，保证钢管桩1的强度。
上述一种水压法沉桩结构的施工方法，包括以下步骤，
步骤一，在钢管桩1内部设置剪力环6；
步骤二，在剪力环6上方放置抽水安装组件7；
步骤三，起吊钢管桩1，将钢管桩1插入水中，由于连通管7-7的设置，下腔式内的空气排出，钢管桩1在自重作用下会部分插入水下覆盖层中；
步骤四，将防泄压管插接在连通管7-7上，保证上下腔室的气压平衡，启动抽水装置3，将下腔室5内的水抽入上腔室4内；
步骤五，启动补充抽水装置10，对上腔室4进行补水，增加上腔室4水量；
步骤六，钢管桩1下沉到位后，关闭抽水装置3、补充抽水装置10，拔除防泄压管，上腔室内的水流入下腔室内，待上、下腔室5内水压力平衡后，吊出承压板7-1。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
尽管本文较多地使用了图中附图标记对应的术语，但并不排除使用其它术语的可能性；使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种水压法沉桩结构，其特征在于，包括钢管桩（1）、分隔组件（2）和抽水装置（3），分隔组件（2）安装在钢管桩（1）内，将钢管桩（1）内腔分隔为上腔室（4）和下腔室（5），抽水装置（3）安装在分隔组件（2）上，通过抽水装置（3）将下腔室（5）的水输送至上腔室（4）。
2.根据权利要求1所述的一种水压法沉桩结构，其特征在于，分隔组件（2）包括剪力环（6）和抽水安装组件（7），剪力环（6）固定连接在钢管桩（1）内壁上，抽水安装组件（7）滑动安装在钢管桩（1）内，且抵设在剪力环（6）上方，抽水装置（3）安装在抽水安装组件（7）上。
3.根据权利要求2所述的一种水压法沉桩结构，其特征在于，抽水安装组件（7）包括承压板（7-1）和导向件（7-2），导向件（7-2）可伸缩式安装在承压板（7-1）的侧壁上，导向件（7-2）与钢管桩（1）内壁抵设。
4.根据权利要求3所述的一种水压法沉桩结构，其特征在于，导向件（7-2）包括弹簧（7-3）、伸缩架（7-4）和滚轮（7-5），伸缩架（7-4）滑动安装在承压板（7-1）的侧壁上，滚轮（7-5）转动安装在伸缩架（7-4）上，弹簧（7-3）分别与伸缩架（7-4）、承压板（7-1）连接。
5.根据权利要求3所述的一种水压法沉桩结构，其特征在于，抽水装置（3）包括内置水泵（3-1）、连接管（3-2）和柔性管（3-3），连接管（3-2）固定连接在承压板（7-1）上，内置水泵（3-1）、柔性管（3-3）分别连接在连接管（3-2）的两端。
6.根据权利要求3所述的一种水压法沉桩结构，其特征在于，承压板（7-1）抵设在剪力环（6）上，承压板（7-1）的下端面上固定连接有密封环（7-6），密封环（7-6）抵设在剪力环（6）上。
7.根据权利要求6所述的一种水压法沉桩结构，其特征在于，剪力环（6）包括限位环（6-1）和支撑肋板（6-2），限位环（6-1）固定连接在钢管桩（1）内壁上，支撑肋板（6-2）分别与限位环（6-1）、钢管桩（1）内壁连接。
8.根据权利要求1所述的一种水压法沉桩结构，其特征在于，在钢管桩（1）上端连接有补充抽水装置（10），补充抽水装置（10）与上腔室（4）适配。
9.根据权利要求1所述的一种水压法沉桩结构，其特征在于，在钢管桩（1）的上端固定连接有钢管桩法兰（8），钢管桩（1）的下端固定连接有加强圈（9）。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种水压法沉桩结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤，
步骤一，在钢管桩（1）内部设置剪力环（6）；
步骤二，在剪力环（6）上方放置抽水安装组件（7）；
步骤三，起吊钢管桩（1），将钢管桩（1）插入水中，钢管桩（1）在自重作用下会部分插入水下覆盖层中；
步骤四，启动抽水装置（3），将下腔室（5）内的水抽入上腔室（4）内；
步骤五，启动补充抽水装置（10），对上腔室（4）进行补水，增加上腔室（4）水量；
步骤六，钢管桩（1）下沉到位后，关闭抽水装置（3）、补充抽水装置（10），待上、下腔室（5）内水压力平衡后，吊出承压板（7-1）。
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