CN211713956U - 一种水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置，该安装装置包括吸力桶、通水/气孔和磁力安装顶帽；吸力桶为底部开口的钢桶；通水/气孔位于吸力桶顶部，与吸力桶内部连通；磁力安装顶帽由环形顶帽和电磁铁组成；磁力安装顶帽通过环形顶帽与吸力桶顶部环向焊接的方式固定连接；环形顶帽的侧向内壁上安装若干成对且呈扇形的电磁铁。本实用新型采用吸力桶实现水下钻孔灌注桩钢护筒的静力安装，保证钢护筒安装过程中尽可能少地扰动水下钻孔灌注桩外围的土体，安装装置安全可靠、方便快捷。

Description

一种水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置

技术领域

本实用新型涉及水下钻孔灌注桩基础技术领域，尤其涉及一种水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置。

背景技术

随着我国城市化进程的快速推进，涌现出了大量跨江/河大桥、跨海大桥、沿江/河公路、沿海公路以及一系列水上(江/河上或海上)观景平台等工程项目，各类桩基础(特别是水下钻孔灌注桩基础)为上述工程的顺利建设和正常运营发挥了重要的作用。

在江河冲积平原、江河入海口以及大陆架上广泛分布着孔隙率大、抗剪强度低、灵敏度高、易受扰动的软土，在此类软土中的水下钻孔灌注桩施工时通常采用钢护筒护壁，即先安装钢护筒防止塌孔，而后钻孔修建水下灌注桩。目前常见的水下钻孔灌注桩钢护筒的安装是通过冲振或锤击的方式贯入水下软土中的，这类传统的钢护筒安装方式会扰动钢护筒周边的软土，破坏土体的微观结构，使其强度软化；另一方面，还将在钢护筒周边的软土中形成超静孔隙水压力，若累积的超静孔隙水压力没有及时消散，将使水下钻孔灌注桩基础周围的土体发生液化破坏，可能引起进而诱发水下钻孔灌注桩基础发生滑移或断裂，甚至导致水下钻孔灌注桩基础及其上部结构的整体倾覆破坏，从而造成人员伤亡并带来巨大的财产损失。

因此，避免传统水下钻孔灌注桩钢护筒的安装方法可能造成桩基础周围软土的液化灾变风险，保证水下钻孔灌注桩的钢护筒顺利安装的同时尽可能少得扰动周边土体，急需一种简便、有效的水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置，利用该安装装置可以将水下钻孔灌注桩钢护筒安装在孔隙率大、抗剪强度低、灵敏度高、易受扰动的江河冲积平原、江河入海口以及大陆架上的软土中。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置，包括吸力桶、通水/气孔和磁力安装顶帽；所述吸力桶为底部开口的钢桶；所述通水/气孔位于吸力桶顶部，与吸力桶内部连通；所述磁力安装顶帽由环形顶帽和电磁铁组成；所述磁力安装顶帽通过环形顶帽与吸力桶顶部环向焊接的方式固定连接；所述环形顶帽的侧向内壁上安装若干成对且呈扇形的电磁铁。

进一步地，所述吸力桶的外径小于待安装的钢护筒的内径；所述电磁铁的尺寸根据环形顶帽侧向内壁直径和待安装的钢护筒的外径确定，保证安装电磁铁后的磁力安装顶帽的内径与待安装的水下钻孔灌注桩钢护筒的外径一致，使得电磁铁与钢护筒紧密接触。

进一步地，所述水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置通过所述磁力安装顶帽实现与钢护筒的连接和吊装。

进一步地，所述水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置通过所述吸力桶吸真空实现单节或多节水下钻孔灌注桩钢护筒的安装。

进一步地，所述吸力桶的高度满足待其与钢护筒连接并自重下沉停止时，吸力桶的底部能够进入土体中。

进一步地，对称安装于环形顶帽侧向内壁上的一对电磁铁为一个电磁铁安装组，根据实际工程中水下钻孔灌注桩钢护筒的安装需要，多个电磁铁安装组等间距地安装在环形顶帽侧向内壁上；所述磁力安装顶帽内电磁铁安装组总数量由一个电磁铁安装组的磁力大小和待安装的钢护筒的重量确定。

进一步地，所述吸力桶的内壁和外壁涂抹脱模油，便于其下沉和卸除，并有助于保证其下沉和卸除过程中的气密性。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1、本实用新型水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置采用吸力桶，通过吸力桶内负压原理实现水下钻孔灌注桩的钢护筒的静力安装，保证水下钻孔灌注桩的钢护筒安装过程中尽可能少地扰动水下钻孔灌注桩外围的土体，有效避免传统动力方法安装水下钻孔灌注桩钢护筒可能造成桩基础周围软土的强度软化和液化灾变的风险。本实用新型安装装置安全可靠、方便快捷。

2、本实用新型水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置可反复使用，当有多组水下钻孔灌注桩钢护筒需要安装时，可进行轮换流水作业的方式安装钢护筒；当水下钻孔灌注桩钢护筒内径大于吸力桶内径，且钢护筒下沉至指定位置处的排土量小于水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置的吸力桶容积时，可重复用于该类相似水下钻孔灌注桩钢护筒的安装，将有效地节约施工成本。

3、本实用新型中钢护筒是通过水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置上的磁力安装顶帽与其固定后直接整体吊装的，无须像传统钢护筒安装过程中需要钢护筒吊环的安装，有效避免钢护筒吊环焊接工序以及其强度不够可能引发的吊装事故，节约吊装成本，提高钢护筒吊装安全性和吊装效率。

4、本实用新型水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置的磁力安装顶帽内的电磁铁的型号和数量可根据待安装的钢护筒的尺寸和重量进行调整，可满足不同直径、厚度、高度以及重量的钢护筒的安装要求。

5、本实用新型水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置的环形顶帽在水下钻孔灌注桩钢护筒的安装过程中顶紧钢护筒，可使钢护筒下沉过程中均匀受力，进而保证钢护筒平稳地贯入水下软土中。

6、本实用新型也可用于符合水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置安装规格的其他圆柱形钢筒的水下安装。

附图说明

图1为本实用新型一种水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置俯视图；

图2为本实用新型一种水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置侧面图；

图3为图1的AA剖面；

图4为本实用新型水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置与钢护筒位置关系图；

图中，吸力桶1、通水/气孔2、磁力安装顶帽3、环形顶帽3-1、电磁铁3-2、钢护筒4、土体5。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-4所示，本实施例提供的一种水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置，包括吸力桶1、通水/气孔2和磁力安装顶帽3；所述吸力桶1为底部开口的钢桶；所述通水/气孔2位于吸力桶1顶部，与吸力桶1内部连通；所述磁力安装顶帽3由环形顶帽3-1和电磁铁3-2组成；所述磁力安装顶帽3通过环形顶帽3-1与吸力桶1顶部环向焊接的方式固定连接；所述环形顶帽3-1的侧向内壁上安装若干成对且呈扇形的电磁铁3-2；

具体地，所述吸力桶1的外径小于待安装的钢护筒4的内径；所述电磁铁3-2的尺寸根据环形顶帽3-1侧向内壁直径和待安装的钢护筒的外径确定，保证安装电磁铁3-2后的磁力安装顶帽3的内径与待安装的钢护筒4的外径一致，使得电磁铁3-2与钢护筒紧密接触。

具体地，所述吸力桶1的高度满足待其与钢护筒连接并自重下沉停止时，吸力桶1的底部能够进入土体5中。

具体地，该水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置通过磁力安装顶帽3实现与钢护筒的连接和吊装，通过向吸力桶1内吸真空实现单节或多节水下钻孔灌注桩钢护筒的安装。

具体地，对称安装于环形顶帽3-1侧向内壁上的一对电磁铁3-2为一个电磁铁安装组，根据实际工程中水下钻孔灌注桩钢护筒的安装需要，多个电磁铁安装组等间距地安装在环形顶帽3-1侧向内壁上；所述磁力安装顶帽3内电磁铁安装组总数量由一个电磁铁安装组的磁力大小和待安装的钢护筒的重量确定。

具体地，所述吸力桶1的内壁和外壁涂抹脱模油，便于其下沉和卸除，并有助于保证其下沉和卸除过程中的气密性。

此外，该水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置还可以用于其他满足该装置安装规格的其他圆柱形钢筒的水下安装。

本实用新型水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置的工作过程如下：

首节钢护筒安装时，将该安装装置插入待安装钢护筒，使得待安装钢护筒进入磁力安装顶帽3内，顶紧环形顶帽3-1并紧贴电磁铁3-2，启动电磁铁3-2，将待安装钢护筒固定于磁力安装顶帽3内，整体吊装至安装区域后，保持其竖直向下地插入水下软土中；待自重下沉停止后，关闭电磁铁3-2，通过吸力桶顶部的通水/气孔2抽真空，将钢护筒继续贯入土体；通过吸力桶顶部的通水/气孔2高压注气联合吊机起吊，拆除水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置；

之后的每节钢护筒安装，均将水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置及固定在其上的待安装钢护筒吊装至已安装钢护筒上方，下放至两节钢护筒接触后进行焊接连接，之后同上，通过吸力桶顶部的通水/气孔2抽真空，将钢护筒继续贯入土体；通过吸力桶顶部的通水/气孔2高压注气联合吊机起吊，拆除水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置，直至将钢护筒下沉至设计标高处，完成水下钻孔灌注桩钢护筒的安装。

当仅为单个水下钻孔灌注桩的钢护筒安装时，所述第二水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置可通过在第一水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置的吸力桶1底部密封焊接一节与吸力桶1内外径一致的钢筒实现；若为水下钻孔灌注群桩基础施工时，可采用所述第一水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置、第二水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置以及其他水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置轮换流水作业的方式安装钢护筒。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置，其特征在于，包括吸力桶(1)、通水/气孔(2)和磁力安装顶帽(3)；所述吸力桶(1)为底部开口的钢桶；所述通水/气孔(2)位于吸力桶(1)顶部，与吸力桶(1)内部连通；所述磁力安装顶帽(3)由环形顶帽(3-1)和电磁铁(3-2)组成；所述磁力安装顶帽(3)通过环形顶帽(3-1)与吸力桶(1)顶部环向焊接的方式固定连接；所述环形顶帽(3-1)的侧向内壁上安装若干成对且呈扇形的电磁铁(3-2)。

2.根据权利要求1所述的一种水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置，其特征在于，所述吸力桶(1)的外径小于待安装的钢护筒的内径；所述电磁铁(3-2)的尺寸保证安装电磁铁(3-2)后的磁力安装顶帽(3)的内径与待安装的钢护筒的外径一致，使得电磁铁(3-2)与钢护筒紧密接触。

3.根据权利要求1所述的一种水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置，其特征在于，所述水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置通过所述磁力安装顶帽(3)实现与钢护筒的连接和吊装。

4.根据权利要求1所述的一种水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置，其特征在于，所述水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置通过所述吸力桶(1)吸真空实现单节或多节水下钻孔灌注桩钢护筒的安装。

5.根据权利要求1所述的一种水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置，其特征在于，所述吸力桶(1)的高度满足待其与钢护筒连接并自重下沉停止时，吸力桶(1)的底部能够进入土体中。

6.根据权利要求1所述的一种水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置，其特征在于，对称安装于环形顶帽(3-1)侧向内壁上的一对电磁铁(3-2)为一个电磁铁安装组，多个电磁铁安装组等间距地安装在环形顶帽(3-1)侧向内壁上。

7.根据权利要求1所述的一种水下钻孔灌注桩钢护筒安装装置，其特征在于，所述吸力桶(1)的内壁和外壁涂抹脱模油。

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