一种滩涂地区利用海水重量沉桩装置及其沉桩方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种滩涂地区利用海水重量沉桩装置及其沉桩方法，包括多个钢楔、托架，多个钢楔相互串联并围成环状组合钢楔，环状组合钢楔套装在待沉桩上；托架由方钢、圆钢把直套筒、斜套筒焊接构成轴对称空间结构，方钢下端面中心焊接有直套筒，直套筒下方同轴设有斜套筒，斜套筒与方钢下端面通过圆钢焊接固定；待沉桩上端套装于直套筒内，环状组合钢楔套装于斜套筒内且紧密接触；托架上端面依次铺设有托板、水箱。本发明专利技术结构简单，重量小，制作与安装方便，可反复利用，造价低；沉桩过程中通过不均匀加载形成的弯矩可对倾斜沉桩进行纠偏；利用海水重量把待沉桩压入海床，解决潮间带水位较低、施工机械难以进入难题，具有经济性、实用性与合理性。

Sea area weight piling device and pile driving method in beach area

The invention discloses a device and a pile of pile sinking method using seawater weight of a beach area, including a plurality of wedge, steel bracket, a steel wedge is connected in series and ringed composite steel wedge ring composite steel wedge pile to be sheathed on the bracket is made of steel, round steel; the straight sleeve, sleeve welding cable a symmetric space structure, the center of the lower end surface is welded with steel sleeve straight, straight sleeve is coaxially arranged below the inclined sleeve, the steel sleeve and the oblique end face fixed by welding steel pile top; to be sheathed on a straight sleeve, an annular combination steel wedge is sheathed on the inclined sleeve and close contact; the bracket end are laid plate water tank. The invention has the advantages of simple structure, small weight, convenient manufacture and installation, can be repeatedly used, the cost is low; the process of pile sinking in the non-uniform bending moment loading can be formed by deviation of inclined pile; the pile weight by seawater pressure into the seabed, solve the tidal water level is low, the construction machinery is difficult to enter the problem. With economy, practicality and rationality.

【技术实现步骤摘要】
一种滩涂地区利用海水重量沉桩装置及其沉桩方法
：本专利技术涉及海上沉桩技术，尤其涉及一种滩涂地区利用海水重量沉桩装置及其沉桩方法。
技术介绍
：桩基础已被广泛应用于港口、海洋和桥梁工程领域中。目前，在海上进行沉桩施工一般有两类方法：一类是加动态冲击力将桩打入到海床土中，另一类是加静态压载将桩结构压入到海床土中。海上潮间带是指高潮位与低潮位之间的潮浸地带或滩地。我国潮间带土地资源丰富，具有面积大、分布集中、区位条件好、农牧渔业综合开发潜力大的特点。通常，潮间带地区土层松软，承载力较低，且潮水涨落起伏的影响，部分潮间带涨潮时平均水深只有1.5米，一天中高水位持续时间只有两三个小时，对潮间带的工程施工带来新的技术挑战。由于潮间带水位无法供大型施工船进入，使得潮间带的沉桩施工存在较大困难。若潮间带桩基的施工过程中，因地制宜的利用海水重量协助桩基压入海床，解决大型施工机械无法进驻潮间带的困难，必将促进潮间带沉桩技术的发展。
技术实现思路
：为了弥补现有技术问题的不足，本专利技术的目的是提供一种滩涂地区利用海水重量沉桩装置及其沉桩方法，其操作简单、施工方便，为潮间带沉桩施工提供了一种可靠方法。本专利技术的技术方案如下：滩涂地区利用海水重量沉桩装置，其特征在于，包括多个钢楔、托架、托板与水箱，多个钢楔相互串联并围成环状组合钢楔，环状组合钢楔套装在待沉桩外壁上；所述托架是由方钢、圆钢把直套筒、斜套筒焊接组装形成的轴对称空间结构，方钢下端面中心焊接有直套筒，直套筒下方同轴设有斜套筒，斜套筒与方钢下端面通过圆钢焊接固定；所述待沉桩上端套装于直套筒内，环状组合钢楔套装于斜套筒内且紧密接触；所述托架上端面铺设托板，托板上端面放置有水箱。所述的滩涂地区利用海水重量沉桩装置，其特征在于，所述的钢楔上端至下端厚度和宽度逐渐增大的长条状，内侧壁为与待沉桩外壁相配合的直凹弧面，外侧壁为与斜套筒内壁相配合的斜凸弧面，左右两侧面为梯形状斜面，左右两侧面上下开设两个贯穿钢楔的、供绳索穿插用孔洞。所述的滩涂地区利用海水重量沉桩装置，其特征在于，所述托架是由方钢、圆钢把直套筒、斜套筒焊接组装形成的轴对称空间结构，方钢包括度多根短方钢及多根长方钢，多根短方钢围成多边形，多边形中心至各角点呈辐射状分布有多根长方钢，每根短方钢和每根长方钢交点处的上端面设有定位棒；方钢下端面中心焊接有直套筒，直套筒正下方设有斜套筒，斜套筒外壁与方钢中的长方钢下端面通过倾斜的圆钢焊接固定。所述的滩涂地区利用海水重量沉桩装置，其特征在于，所述方钢中多根短方钢焊接成八边形，八边形中心至各边交点处呈辐射状焊接安装有米字形的长方钢构成整体。所述的滩涂地区利用海水重量沉桩装置，其特征在于，所述的托架上的直套筒为带顶板的钢筒，直套筒内径大于待沉桩的外径。所述的滩涂地区利用海水重量沉桩装置，其特征在于，所述的托架上斜套筒内孔与钢楔外壁相配合，斜套筒顶部内径略大于钢楔绑定在待沉桩后的钢楔顶部外轮廓半径，斜套筒的底部内径小于钢楔绑定在待沉桩后的钢楔底部外轮廓半径。所述的滩涂地区利用海水重量沉桩装置的沉桩方法，其特征在于，具体实施步骤如下：1）、把钢楔绑定在待沉桩上部：先把待沉桩直立且保持铅垂状态贯入海床；用绳索穿过孔洞把若干个钢楔串起来，再把钢楔紧密绑定在待沉桩中上部的合适位置，使钢楔的直凹弧面与待沉桩外壁紧密接触，且各钢楔均匀、对称的分布于待沉桩外壁；2）、把托架套入待沉桩顶部：把托架套入待沉桩顶部，使托架上的斜套筒紧密的压在钢楔的斜凸弧面上，托架上直套筒的顶面压在待沉桩的顶面，托架的中心轴线与待沉桩的中心轴线重合，且托架与待沉桩之间接触紧密而不发生晃动；3）、把托板平铺于托架顶面：按照一定间距先沿一个方向把托板平铺于托架上形成第一层托板，再按照一定间距沿与第一层托板垂直的方向把托板平铺于第一层托板上形成第二层托板，第一层与第二层托板中的部分托板上的预留孔洞套住定位棒进行固定，铺好后的托板呈正方形形状，且该正方形中心位于托架的中心轴线上；4）、把水箱均匀放置于托板上，抽取海水填充水箱，把桩沉贯至设计深度：把各水箱均匀、对称的紧密排列于托板上，抽取海水均匀、对称的填充水箱，使待沉桩在海水重量的作用下逐渐下沉，逐渐增加水箱的数量并依次充水，最终使待沉桩贯入海床至设计深度；5）、完成沉桩作业，移除水箱与托架：待沉桩贯入海床至设计深度且铅垂度满足要求后，均匀、对称的移除水箱，拆除托板，移除托架，并解开、取走钢楔，最终完成沉桩作业。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术钢楔、托架、托板等沉桩装置结构简单，重量小，制作与安装方便，且可反复利用，造价低；2、本专利技术在托架上放置系列水箱并抽取海水进行填充，利用海水重量把待沉桩压入海床，解决了潮间带水位较低、施工机械难以进入的难题，具有经济性、实用性与合理性；3、本专利技术若沉桩过程中桩基础发生一定的倾斜，可在其倾斜相反方向多施加一些水箱，通过不均匀加载形成的弯矩可对倾斜沉桩进行一定的纠偏，从而确保沉桩的垂直度满足要求。附图说明：图1为本专利技术的钢楔结构示意图。图2为本专利技术的若干钢楔串联示意图。图3为本专利技术的钢楔组合成环示意图。图4为本专利技术的钢楔与钢桩组装示意图。图5为本专利技术的托架轴测图。图6为本专利技术的托架仰视图。图7为本专利技术的托架俯视图。图8为本专利技术的托架主视图。图9为本专利技术的斜套筒与钢楔相互接触前剖面图。图10为本专利技术的直套筒与斜套筒套入钢桩剖面图。图11为本专利技术的钢楔绑在钢桩外壁示意图。图12为本专利技术的托架安装示意图。图13为本专利技术的托板铺于托架上部示意图。图14为本专利技术的水箱辅助钢桩压入海床示意图。附图标记说明：1、钢楔；2、孔洞；3、直凹弧面；4、斜凸弧面；5、绳索；6、待沉桩；7、托架；8、直套筒；9、斜套筒；10、定位棒；11、托板；12、水箱；A、海平面；B、海床面。具体实施方式：参见附图：一种滩涂地区利用海水重量沉桩装置，包括钢楔1、托架7、托板11与水箱12，托架7是由方钢、圆钢把直套筒8、斜套筒9焊接组装形成的轴对称空间结构，把若干钢楔1绑定在待沉桩6上部后，基于斜套筒9与直套筒8把托架7套入待沉桩6顶部，并使斜套筒9与钢楔1之间接触紧密，再在托架7顶面铺设托板11，把水箱12对称、均匀的布置于托板11上，通过抽取海水填充水箱12，从而达到利用海水重量沉桩的目的。钢楔1的内侧为竖直的直凹弧面3，外侧为倾斜的斜凸弧面4，两侧为梯形状斜面，在两侧上下开设两个孔洞2贯穿钢楔1，钢楔1整体呈长条形对称状态，其横截面呈扇形形状，如图1所示。钢楔1内侧直凹弧面3的曲率与待沉桩6的外轮廓圆周曲率相同，利用绳索5穿过孔洞2把若干钢楔1串起来后，可紧密的绑定在待沉桩6上，如图2~图4所示。可见，钢楔1的内侧直凹弧面3能紧密与待沉桩6外壁接触，钢楔1的外侧斜凸弧面4从上到下逐渐变大，绑定在待沉桩6外壁后呈锥台体状；使用结束后钢楔1可从待沉桩6外壁取走，属于临时性构件。托架7是由方钢、圆钢把直套筒8、斜套筒9焊接组装形成的轴对称空间结构，直套筒8、斜套筒9的中心轴线与托架整体的中心轴线重合，直套筒8位于斜套筒9的上方，直套筒8的顶部与方钢焊接相连，各方钢焊接形成米字形对称结构，各相邻方钢之间用短方钢焊接相连形成整体，上部方钢与下部斜套筒9之间用圆钢倾斜焊接相连，各方钢顶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滩涂地区利用海水重量沉桩装置，其特征在于，包括多个钢楔、托架、托板与水箱，多个钢楔相互串联并围成环状组合钢楔，环状组合钢楔套装在待沉桩外壁上；所述托架是由方钢、圆钢把直套筒、斜套筒焊接组装形成的轴对称空间结构，方钢下端面中心焊接有直套筒，直套筒下方同轴设有斜套筒，斜套筒与方钢下端面通过圆钢焊接固定；所述待沉桩上端套装于直套筒内，环状组合钢楔套装于斜套筒内且紧密接触；所述托架上端面铺设托板，托板上端面放置有水箱。

【技术特征摘要】
1.一种滩涂地区利用海水重量沉桩装置，其特征在于，包括多个钢楔、托架、托板与水箱，多个钢楔相互串联并围成环状组合钢楔，环状组合钢楔套装在待沉桩外壁上；所述托架是由方钢、圆钢把直套筒、斜套筒焊接组装形成的轴对称空间结构，方钢下端面中心焊接有直套筒，直套筒下方同轴设有斜套筒，斜套筒与方钢下端面通过圆钢焊接固定；所述待沉桩上端套装于直套筒内，环状组合钢楔套装于斜套筒内且紧密接触；所述托架上端面铺设托板，托板上端面放置有水箱。2.根据权利要求1所述的滩涂地区利用海水重量沉桩装置，其特征在于，所述的钢楔上端至下端厚度和宽度逐渐增大的长条状，内侧壁为与待沉桩外壁相配合的直凹弧面，外侧壁为与斜套筒内壁相配合的斜凸弧面，左右两侧面为梯形状斜面，左右两侧面上下开设两个贯穿钢楔的、供绳索穿插用孔洞。3.根据权利要求1所述的滩涂地区利用海水重量沉桩装置，其特征在于，所述托架是由方钢、圆钢把直套筒、斜套筒焊接组装形成的轴对称空间结构，方钢包括度多根短方钢及多根长方钢，多根短方钢围成多边形，多边形中心至各角点呈辐射状分布有多根长方钢，每根短方钢和每根长方钢交点处的上端面设有定位棒；方钢下端面中心焊接有直套筒，直套筒正下方设有斜套筒，斜套筒外壁与方钢中的长方钢下端面通过倾斜的圆钢焊接固定。4.根据权利要求3所述的滩涂地区利用海水重量沉桩装置，其特征在于，所述方钢中多根短方钢焊接成八边形，八边形中心至各边交点处呈辐射状焊接安装有米字形的长方钢构成整体。5.根据权利要求3所述的滩涂地区利用海水重量沉桩装置，其特征在于，所述的托架上的直套筒为带顶板的钢筒，直套筒内径大于待沉桩的外径。6.根据权利要求1所述的滩涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洁群，刘金龙，肖新国，
申请(专利权)人：合肥学院，
类型：发明
国别省市：安徽,34