专利名称：水冲助沉系统及施工技术方法
技术领域：
本发明系统属于高桩码头桩基新型沉桩工艺，特别是预应力混凝土方桩在沉桩过程中遇到密实砂层或密实夹层难以穿透的情况，使用的水冲助沉系统及施工技术方法。
背景技术：
水冲助沉工艺在我国已有广泛的应用。水冲沉桩按冲排方式可分为外冲外排，内冲外排和内冲内排，实心桩只能采用外冲外排，空心桩或管桩一股采用内冲外排和内冲内排。目前国内采用内冲内排的方式中，多数是将水管和气管在沉桩前放入钢筋砼方桩空芯中。通过替打预留的U型槽将水管和气管引出桩芯，通过软管与水泵和空压机相连。打桩前要安装水管、气管，工序繁琐，工艺复杂，且每打一根都要安装拆卸一次，成本高，效率低， 在工期短、工程量大的工程中很难被采用。
发明内容
本发明工艺解决的技术问题是提供一种水冲助沉施工系统和施工方法，在原水冲助沉施工工艺的基础上加以改进，使其能够快速进行接拆管操作，满足工期要求，提高施工效率，在穿透硬层过程中能较好的保证桩的完整性，在保证桩基承载力的同时保证桩能够较顺利的穿过硬层，穿过硬层后拆管，并锤击至设计标高。此工艺与原水冲助沉工艺相比操作工序简单，操作简便，可操作性较好，节约了成本。本发明的技术方法是一种水冲助沉施工系统，其特征在于预制桩的桩身内预埋有两根射水管，一根空气管，两根射水管进水端，空气管进气端均装有内丝90°弯头，内丝90°弯头连接快速接头；两个射水管进水端的快速接头个连接双台水泵，双台水泵各自有压力表和调节水压阀门；在桩身侧壁有3个直径70mm外排孔与桩芯连通；桩尖为用钢板焊成的漏斗形的钢桩尖；桩尖处两根射水管沿桩轴线方向直冲。在桩身侧壁上的三个不同断面上开设有直径70mm外排孔，外排孔与桩空心腔相连通。射水管进水端的快速接头连接高压软管，高压软管连接双台水泵。漏斗形的桩尖是钢板焊成的空心钢桩尖，桩尖四壁中央各有一个镂空的圆孔。桩尖两根射水管方向与钢桩靴平行并以桩不相邻两条斜边所成的面对称。所述的水冲助沉施工技术方法在水冲时根据压力表的压力来调节水的压力。1)方桩预制时预埋水、气管，进水进气端采用内丝90°弯头；2)供水、气设备的选用并组装成供水、气船；3)打桩船、运桩方驳及供水、气船驻位；4)打桩船靠近运桩方驳，起重人员锁扣；5)打桩船双钩吊桩，平移到海面，副钩向下移动，当桩倾斜一定角度后，副钩与主钩同时起吊使桩身入龙口，当桩身直立后，完成桩入替打；6)2主钩吊桩入龙口，同时测量定位；7)桩利用自身重量下沉，当桩尖接近泥面时，开启水泵及风泵，调节水泵水压为 0. 1-0. 2MPa，风压为 0. 1-0. 2Mpa ；8)桩自沉后开始压锤，水泵水压调至0. 2Mpa ；9)下沉初期，要适当降低水压，通过观察喷射出的泥浆情况，使桩徐徐下沉，边沉桩边校正桩位，下沉至一定深度，待桩身稳定后，逐步加大水压至0. 4-0. 5Mpa，或辅以锤击， 加速桩的下沉，此时，如下沉过快，应逐渐降低水压，或停止锤击，调整下沉速度，切勿突然停止水、风，以免泥堵塞水、风管；10)在整个沉桩过程中，应根据土质、下沉速度和排泥量等情况，适时调整水压和风压和水量和风量；11)达到设计要求水冲停止标高时，停止水冲，拆除水管、气管，继续锤击，直到设计标高；12)记录锤击沉桩记录；13)停锤，沉桩结束。本发明效果是在桩预制过程中桩身侧壁中不同高度预留三个直径70mm的外排孔，缩短内排泥浆通道的有效长度，以利排水排砂；关键是水、气管预埋于砼中，不用拨出管，接头采用了快速接头，拆接迅速，有效的避免了每根桩安装拆卸水管气管的工序，在保证桩基承载力的同时保证桩能够较顺利的穿过硬层，操作简单，节约了成本，提高了沉桩效率。通过使用快速接头连接桩身预埋水(风)管，在桩尖处双射水管直冲，加上风举作用将泥沙通过桩侧壁开口排除使桩能够在保证其完整性及强度的情况下顺利穿过硬层。水冲桩的预制为满足水冲工艺的要求，在桩身侧壁预留三个DN70排泥孔，桩身砼中预埋了两根DN50射水管和1根DN20空气管，使用快速接头连接，桩尖为漏斗形的钢桩尖，用钢板焊成，桩空心与桩尖连通，水冲后通过桩空心进行排泥。
图1是水冲桩预埋管示意图2是水冲桩预埋管断面放大图3是射水系统示意图4. 1是预埋管相连接的快速接头结构主视图
图4. 2是预埋管相连接的快速接头结构侧视图
图5. 1是水冲桩桩尖结构图5. 2是水冲桩桩尖尖部结构图6是水冲桩水装置图7是水冲桩气管装置图。
具体实施例方式
如图1、2、3所示一种新型水冲助沉施工技术装置，与传统水冲助沉工艺装置相比其特点在于桩在预制过程中，桩身1内预埋了两根射水管2(参见图6)，一根供气管3(参见图7)，在桩身侧壁预留三个直径70mm外排孔4 ；在连接水管气管时采用快速接头5 (参见图4. 1,4. 2)连接；桩尖为漏斗形的钢桩尖6 (参见图5. 1,5.幻，用钢板焊成；桩尖处两根水管方向为对冲；供给两根射水管的双水泵7各自配有压力表8和调节阀9，双水泵同时调节水压。进一步具体说明预应力桩在预制过程中预埋了两根射水管，一根供气管，进水、 进气端采用内丝90°弯头以便与快速接头连接。在桩身侧壁不同高度预留三个直径70mm外排孔，与桩空心腔相连通。连接射水管进水端的快速接头连接高压软管10，高压软管连接双台水泵。双水泵分别设置压力表，在水冲时根据压力表压力同时调节水压。供气管连接快速接头，快速接头连接气管，再连接风泵空气压缩机11。气管上有压力表12。桩尖是漏斗形钢板焊成的空心钢桩尖，桩尖四壁中央各有一个镂空的圆孔13。桩尖两根射水管方向为与钢桩靴平行并以桩不相邻两条斜边所成的面对称。具体施工要求和水冲助沉施工技术方法1)在方桩预制时预埋水、气管，进水进气端采用内丝90°弯头。2)供水的水泵和供气的风泵空气压缩机设备的选用并组装成供水、气船。3)打桩船、运桩方驳及供水、气船驻位；4)打桩船靠近运桩方驳，起重人员锁扣；5)打桩船双钩吊桩，平移到海面，副钩向下移动，当桩倾斜一定角度后，副钩与主钩同时起吊使桩身入龙口，当桩身直立后，完成桩入替打；6)两主钩吊桩入龙口，同时测量定位；7)桩利用自身重量下沉，当桩尖接近泥面时，开启水泵及风泵空气压缩，调节水泵水压为 0. 1-0. 2MPa，风压为 0. 1-0. 2Mpa ；8)桩自沉后开始压锤，水泵水压调至0. 2Mpa ；9)下沉初期，要适当降低水压，通过观察喷射出的泥浆情况，使桩徐徐下沉，边沉桩边校正桩位，下沉至一定深度，待桩身稳定后，逐步加大水压至0. 4-0. 5Mpa，或辅以锤击， 加速桩的下沉，此时，如下沉过快，应逐渐降低水压，或停止锤击，调整下沉速度，切勿突然停止水(风)，以免泥堵塞水(风)管。10)在整个沉桩过程中，应根据土质、下沉速度和排泥量等情况，适时调整水、风压和水、风量。11)达到设计要求水冲停止标高时，停止水冲。拆除水管、气管，继续锤击，直到设计标高。12)记录锤击沉桩记录。13)停锤，沉桩结束。
权利要求
1.一种水冲助沉施工系统，其特征在于预制桩的桩身内预埋有两根射水管，一根空气管，两根射水管进水端，空气管进气端均装有内丝90°弯头，内丝90°弯头连接快速接头；两个射水管进水端的快速接头个连接双台水泵，双台水泵各自有压力表和调节水压阀门；在桩身侧壁有三个直径70mm外排孔与桩芯连通；桩尖为用钢板焊成的漏斗形的钢桩尖；桩尖处两根射水管沿桩轴线方向直冲。
2.根据权利要求1所述水冲助沉施工系统，其特征在于在桩身侧壁上的三个不同断面上开设有直径70mm外排孔，外排孔与桩空心腔相连通。
3.根据权利要求1所述的水冲助沉施工系统，其特征在于射水管进水端的快速接头连接高压软管，高压软管连接双台水泵。
4.根据权利要求1所述的水冲助沉施工系统，其特征在于漏斗形的桩尖是钢板焊成的空心钢桩尖，桩尖四壁中央各有一个镂空的圆孔。
5.根据权利要求1所述的水冲助沉施工系统，其特征在于桩尖两根射水管方向与钢桩靴平行并以桩不相邻两条斜边所成的面对称。
6.根据权利要求1所述的水冲助沉施工技术方法，其特征在于在水冲时根据压力表的压力来调节水的压力。
7.根据权利要求6所述的水冲助沉施工技术方法，其特征在于1)方桩预制时预埋水、气管，进水进气端采用内丝90°弯头；2)供水、气设备的选用并组装成供水、气船；3)打桩船、运桩方驳及供水、气船驻位；4)打桩船靠近运桩方驳，起重人员锁扣；5)打桩船双钩吊桩，平移到海面，副钩向下移动，当桩倾斜一定角度后，副钩与主钩同时起吊使桩身入龙口，当桩身直立后，完成桩入替打；6)2主钩吊桩入龙口，同时测量定位；7)桩利用自身重量下沉，当桩尖接近泥面时，开启水泵及风泵，调节水泵水压为 0. 1-0. 2MPa，风压为 0. 1-0. 2Mpa ；8)桩自沉后开始压锤，水泵水压调至0.2Mpa ；9)下沉初期，要适当降低水压，通过观察喷射出的泥浆情况，使桩徐徐下沉，边沉桩边校正桩位，下沉至一定深度，待桩身稳定后，逐步加大水压至0. 4-0. 5Mpa,或辅以锤击，加速桩的下沉，此时，如下沉过快，应逐渐降低水压，或停止锤击，调整下沉速度，切勿突然停止水、风，以免泥堵塞水、风管；10)在整个沉桩过程中，应根据土质、下沉速度和排泥量等情况，适时调整水压和风压和水量和风量；11)达到设计要求水冲停止标高时，停止水冲，拆除水管、气管，继续锤击，直到设计标尚；12)记录锤击沉桩记录；13)停锤，沉桩结束。
全文摘要
一种水冲助沉施工系统，在预制桩桩身内预埋有两根射水管一根空气管，两根射水管进水端连接快速接头再连接双台水泵，在桩身侧壁有三个外排孔与桩芯连通；桩尖为用钢板焊成的漏斗形的钢桩尖；桩尖处两根射水管沿桩轴线方向直冲。本发明的效果是桩身预留三个直径70mm的外排孔与桩芯连通，缩短内排泥浆通道的有效长度，以利排水排砂；水、气管预埋于砼中，不用拨出管，进水、进气端采用内丝90°弯头，以便与快速接头连接，接头采用了快速接头，拆接迅速，有效的避免了每根桩安装拆卸水管气管的工序，操作简单，成本较低，提高了沉桩效率。
文档编号E02D7/24GK102182186SQ20111010912
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月28日 优先权日2011年4月28日
发明者史虎彬, 张喜林, 李建明, 李绍通, 米刘芳 申请人:中交一航局第一工程有限公司, 中交第一航务工程局有限公司