CN1193140C - 吸力桩的施工装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种吸力桩的施工装置，可使吸力桩内部的水向外部排出且排出的水不流入泵中，可将泵装在水上作业平台上，可使泵无故障地在水下容易地打桩。特征是具备：泵，装在水上作业平台上；吸入管，通过泵将水吸上来；阀门，安装在泵的出口侧，调节由泵向文丘里管供给的水量；压力计，安装在泵的出口侧，测定由泵供给的水的压力；及排出管，由泵供给加压的水；文丘里管，设立在吸力桩上部，形成比入口和出口窄的中央部分，从中央部分垂直延长的管与吸力桩上部的排出口连通，通过排出管与泵被加压供给的水流入入口，因在中央部分流速变快，使吸力桩内部的水从出口排出，由此使吸力桩的内压比外压低；通过吸力桩内外压力差，在水底打入吸力桩。

Description

吸力桩的施工装置
技术领域
本发明涉及一种吸力桩(suction pile)施工装置，更详细地讲涉及利用水压在水底打桩的吸力桩的施工装置。
背景技术
现在，作为用于构筑海上建筑物的基础桩的施工方法，使用在通过挡水工事挡住海水的状态下象在一般陆地上的施工过程一样进行基础桩的施工的施工方法。
根据现有施工方法，在水深不那么深的海上其施工不困难，但在水很深的深海上使用该施工方法是非常困难的，而且这样的施工方法有施工时间过长和成本过高的缺点。
作为用于改善这种现有施工方法的技术而提出的方案，是使用吸力桩的施工方法。使用吸力桩的施工方法按照以下过程进行。
首先，在下部开放、上部密闭的吸力桩上安装水下泵，该水下泵安装在吸力桩的上部。另外，在水上设有用驳船或者普通船舶做成的作业平台，在该作业平台上装有用于设立吸力桩的起重机及测定水下位置的位置测定装备(GPS装备)等。
用起重机将吸力桩定位在水下的适当位置后，当启动水下泵向外部排出桩内的水时，水下和吸力桩之间就产生压力差，通过该压力差将吸力桩打入水底。
这样的吸力桩施工原理是已经公知的技术。
在上述那样的现有吸力桩的施工装置上，在吸力桩的上部装有水下泵，用水下泵的吸力将吸力桩内部的水向外部直接排出。但是，在吸力桩内部的水存在以下问题：由于吸力桩打入过程中的沙沸(sandboiling)现象有沙流入吸力桩内，因此在从吸力桩中排出的水中含有相当数量的异物，由于这样的异物在排出吸力桩内的水的过程中流入上述水下泵内部，导致水下泵频发故障。
另一方面，在吸力桩打入过程中沿着桩的内侧面发生局部沙沸现象，沙流入吸力桩内。如果沙象这样流入吸力桩内部，则沙累积在吸力桩内部的上端，最终堵塞排出口，其结果是吸力桩内部的水不能被顺利排出，吸力桩难以被打入。而且，在吸力桩中产生未完全打入的区域。
发明内容
本发明是鉴于上述现有技术的问题而提出的，其目的是提供一种吸力桩的施工装置，可以在将吸力桩内部的水向桩外排出的同时使排出的水不流入泵中，而且可以将泵安装在水上作业平台上，可以在泵无故障状态下在水中容易地打桩。
另外，本发明的目的是提供一种吸力桩的施工装置，可以在进行吸力桩的初期设置时，一边垂直地保持吸力桩一边设立吸力桩，而且可以使吸力桩完全打入水底。
为达成上述目的的，本发明的吸力桩的施工装置，在水底打入并设立吸力桩，其特征是具备：泵，其安装在水上作业平台上；吸入管，用于通过上述泵将水吸上来；阀门，其安装在上述泵的出口侧，用于调节由上述泵向文丘里管供给的水量；压力计，其安装在上述泵的出口侧，用于测定由上述泵供给的水的压力；及排出管，用于供给通过上述泵加压后的水；文丘里管，其设立在吸力桩的上部，形成有比入口和出口狭窄的中央部分，从上述中央部分垂直延长的管与上述吸力桩的上部的排出口连通，通过排出管与上述泵被加压供给的水流入上述入口，因在上述中央部分流速变快，使上述吸力桩内部的水从上述出口排出，由此使上述吸力桩的内压比外压低；通过上述吸力桩的内压和外压的压力差，在水底打入吸力桩。
在本发明的装置中，还可以具备为除去在上述吸力桩的打入过程中积累在上述吸力桩内部上端的沙，而向吸力桩内部注入由泵加压后的水的注入管。
附图说明
图1是本发明的吸力桩的施工装置的示意结构图。
图2是本发明的文丘里管的详细图。
图3是用本发明的吸力桩的施工装置说明吸力桩施工例的示意图。
图4是说明使用本发明的吸力桩的施工装置的其它实施例对吸力桩进行施工的施工状态的示意图。
图5是表示适用于图4中所示的实施例的吸力桩的图，(a)是吸力桩的剖面图，(b)是吸力桩的平面图。
具体实施方式
以下参照附图，就与本发明有关的吸力桩的施工装置的最佳实施例加以详细说明。
图1是本发明的吸力桩的施工装置的示意结构图，图2是本发明的文丘里管的详细图纸，图3是用本发明的吸力桩的施工装置来说明吸力桩施工状态的示意图。
在图1中，1是在水上作业平台上安装的泵，2是用于通过泵1将水吸上来的吸入管，3是用于调节由泵向文丘里管供给的水量的阀门，4是用于测定由泵向文丘里管供给的水的压力的压力计，5是用于向文丘里管供给水的排出管，6是文丘里管(ベンチュ一リ計)，7是吸力桩。
在本发明的吸力桩的施工装置中，吸力桩7的上部装有文丘里管6，另外，该吸力桩7的上部除了与上述文丘里管6连通的排出口21之外是封闭的。上述文丘里管6经排出管5与泵1连接。泵1位于水上作业平台，例如驳船上。
上述泵1通过吸入管2将水吸上来，通过排出管5向在吸力桩7上部设立的文丘里管6加压供给该水。10是在吸入管2的端部设立的用于防止异物流入该吸入管2的过滤体。在泵1的排出口装有阀门3，在阀门3的后端装有压力计4。因此，操作人员可边看压力计4边操作阀门加压供水。
文丘里管6如图2所示，形成有与吸力桩7连接的比入口61和出口62狭窄的中央部分63。在上述中央部分上，垂直地一体形成延长管64。上述延长管64与在吸力桩7的上端形成的排出口21连通。
在图2所示的实施例中，在文丘里管6的入口61上形成有螺纹，用于与排出管5旋合。但是，文丘里管6和排出管5的连接，可以不必限于螺旋紧固，可以用多种方法相互连接。因此文丘里管6的入口61上形成的螺纹不是本发明必须的结构要素。
根据需要，有时必须向吸力桩7的内部供水，此时，为将文丘里管6的出口62密闭，在该出口62处装有密封零件(图中未示出)。为设置这样的密封零件，虽然在图2所示的实施例中，示出在文丘里管6的出口62处形成的用于与密封零件紧固的螺纹，但是出口62的螺纹不是本发明的必须的结构要素。
参照图3说明本发明的吸力桩的施工装置的配置方式及方法。
如图所示，在海上设有用驳船的脚部8支撑的作业平台9。吸力桩7通过在作业平台9或者水上船舶等上安装的起重机13，垂直地设立在水底(不仅限于海，包括河底、湖底等)。利用起重机13将吸力桩7向水底沉入时，通过在吸力桩7上端两侧面的相对位置挂装起重机13的牵引绳14，保持吸力桩7的平衡。
这样，吸力桩7一与水底接触，就启动泵1给水加压，通过排出管5给文丘里管6供水。此时，用阀门3和压力计4适当地调节加压水的压力。
给文丘里管6加压供给的水，一边流过文丘里管6的中央部分其流速一边加快，根据文丘里原理吸力桩7内部的水通过排出口21从文丘里管6的出口排出。由于吸力桩7内部的水持续排出，吸力桩7的内压变得比外压低，其结果，内压和外压之间产生压力差。由于这样的吸力桩7的内外压差产生将吸力桩7压向水底的压力，通过这样的压力将吸力桩7打入水底。
接下来，就本发明的施工装置的其它实施例加以说明。
图4是说明使用本发明的吸力桩的施工装置的其它实施例对吸力桩进行施工的施工状态的示意图。图5是表示适用于图4中所示的实施例的吸力桩的图，(a)是吸力桩的剖面图，(b)是吸力桩的平面图。
在图4、图5(a)以及图5(b)所示的实施例中，在上述吸力桩7的上面，形成多个注入口22。上述注入口22是将吸力桩7外部的水向吸力桩7内部注入用的孔，经注入管15与上述泵1连接着。
根据上述的实施例，在吸力桩7的持续打入过程中，由于沙沸现象在吸力桩7内部的上端有沙积累时，启动泵1从注入管15供水，通过在吸力桩7的上部形成的注入口22向吸力桩7的内部供水。此时，适当地调节通过注入口22注入的水量和通过排出口21排出的水量，使吸力桩7的内压和外压保持相同的压力。其结果，积累在吸力桩7上端的沙被注入的水搅乱，该被搅乱的沙通过排出口21与水一同排出。因此，在吸力桩7的打入工程中可以防止发生由于沙积累在吸力桩7内部的上端而堵塞排出口21的现象。
本发明的效果如下。
根据上述的本发明，不是象现有的施工装置用水下泵将吸力桩内部的水直接排出，而是用文丘里管排出吸力桩内部的水，因此含有异物的吸力桩内部的水不流入泵内，其结果，可以防止泵发生故障。
另外，用现有的施工装置，吸力桩的施工结束后，在吸力桩上部安装的水下泵拆卸困难，在本发明中，泵不是直接安装在吸力桩的上部，因此不需要现有技术中在水下的麻烦的泵的作业。
另外，可以防止在吸力桩打入过程中沙积累在吸力桩上端的内部。因此，可以防止由于沙的积累造成的吸力桩能不完全打入。

Claims (2)

1.一种吸力桩的施工装置，将吸力桩(7)打入水底并立起，其特征是，包括：
泵(1)，其安装在水上作业平台上；
吸入管(2)，用于通过上述泵(1)将水吸上来；
阀门(3)，其安装在上述泵(1)的出口侧，用于调节由上述泵(1)向文丘里管供给的水量；
压力计(4)，其安装在上述泵(1)的出口侧，用于测定由上述泵(1)供给的水的压力；和
排出管(5)，用于供给通过上述泵(1)加压后的水；
文丘里管(6)，其设立在吸力桩(7)的上部，形成有比入口和出口狭窄的中央部分，从上述中央部分垂直延长的管(64)与上述吸力桩(7)的上部的排出口连通，通过排出管(5)与上述泵(1)被加压供给的水流入上述入口，因在上述中央部分流速变快，使上述吸力桩内部的水从上述出口排出，由此使上述吸力桩(7)的内压比外压低；
通过上述吸力桩(7)的内压和外压的压力差，在水底打入吸力桩。
2.如权利要求1所述的吸力桩的施工装置，其特征是：还具备注入管(15)，该注入管(15)为在上述吸力桩(7)的打入过程中除去积累在吸力桩(7)内部上端的沙，而向吸力桩(7)的内部注入由泵加压后的水。
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