柱形水下基础地基检测及冲刷防护施工装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种柱形水下基础地基检测及冲刷防护施工装置，包括：圈臂、钢丝软管、横梁、滑轨、转动器、导向硬管和静力触探设备；船体上设有冲刷防护材料和物料泵；使用方法包括步骤：圈臂夹住柱形基础外壁；将横梁固定在最下部的圈臂上，将转动器安装在滑轨内，将导向硬管固定在转动器上；将探头安装在探杆下部，并安装入套筒；计算柱形基础周围地基的超固结压力；启动物料泵进行冲刷防护结构的浇筑。本发明专利技术的有益效果是：通过将静力触探(CPTU)设备与冲刷防护浇筑设备整合为一，从而实现了水下基础冲刷防护结构的设计

【技术实现步骤摘要】
柱形水下基础地基检测及冲刷防护施工装置


[0001]本专利技术属于水下基础地基检测领域，尤其涉及一种柱形水下基础地基检测及冲刷防护施工装置，适用于以碎石、流态固化土等作为冲刷防护材料，对柱形基础在安装完成后进行水下预冲刷防护，或柱形基础冲刷发生后对地基进行检测、进而进行抢救性水下冲刷防护施工，适用于在土木工程中对基础特别是柱形基础进行静力触探(CPTU)地基检测和高精度水下冲刷防护施工。

技术介绍

[0002]位于近海或河湖内的水下基础结构，受到波浪、潮汐以及水流冲刷作用的影响，缺乏冲刷防护的基础周围的地基表层颗粒会被水流冲走，在基础结构周围形成带有一定深度和形态的侵蚀坑。
[0003]通过在地基表面敷设冲刷防护结构，可避免侵蚀坑的形成，从而有效保障基础的设计承载性能。同样，在业已形成的侵蚀坑中回填冲刷防护材料，消除侵蚀坑，也能一定程度上恢复基础的设计承载性能。
[0004]根据基础尺寸、地基材料性质、水动力作用形式、水动力作用持续时间等因素的不同，侵蚀坑的深度和形状差别极大。由于先期固结压力的内力作用以及波浪等外力作用，侵蚀坑表面以下的浅层地基可能会处于超固结状态，然而基于目前的测量设备和测量技术，侵蚀坑以下地基的超固结压力难以获得，因而也就无法精确设计基础冲刷防护结构的形状和厚度。
[0005]装载于船舶的基础冲刷防护材料一般需要经由船舶上携带的浇注管道深入水下、直达地基进行浇筑作业。海水深度很大时将要求极长的浇筑管道。此时，如何对浇筑管道进行有效固定成为一个难题；与此同时，如果船体随波浪产生的摇摆幅度过大，浇筑管道深入水下的最末端会因长度效应而将摆动幅度放大数倍，从而无法对准水下基础冲刷防护区域，难以实施浇筑作业。
[0006]因此，亟需专利技术一套装置，对柱形基础进行冲刷侵蚀后的水下地基性质检测，并进行冲刷防护结构的精确浇筑施工。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种柱形水下基础地基检测及冲刷防护施工装置。
[0008]这种柱形水下基础地基检测及冲刷防护施工装置，包括：圈臂、钢丝软管、横梁、滑轨、转动器、导向硬管和静力触探设备；船体上设有冲刷防护材料和物料泵，
[0009]柱形基础底部插入地基中，柱形基础上设有多个圈臂；圈臂朝向柱形基础的内侧装有轮形行走装置，圈臂沿柱形基础上下移动，圈臂绕柱形基础转动；
[0010]圈臂的外侧安装有固定底座，钢丝软管一端连接物料泵，钢丝软管中间段依次通过固定底座连接数个臂圈，另一端与导向硬管连接；最下部的圈臂上安装有横梁，横梁上安
装有滑轨，导向硬管与转动器固定，转动器转动连接滑轨并沿横梁左右滑动；导向硬管的末端安装有视频监控器和声呐扫描仪；
[0011]横梁的根部安装有静力触探设备，静力触探设备包括套筒、压力轮组、探杆和探头；套筒内通过压力轮组移动连接有探杆，探杆下部安装有探头。
[0012]作为优选：圈臂还包括支臂结构和圈臂开合调节装置，所述每条圈臂相邻两段的支臂结构的连接处设有圈臂开合调节装置；所述圈臂开合调节装置两侧的支臂结构转动连接，圈臂半包围或全包围地套在柱形基础上，所述半包围对应的圆心角大于180
°
。
[0013]作为优选：所述轮形行走装置包括滚轮和滚轮驱动马达，且滚轮通过转动底座连接圈臂。
[0014]作为优选：所述轮形行走装置内设有测位移计。
[0015]作为优选：探杆安装于套筒内，所述探杆内部中空，线缆布设于探杆内部；线缆底部端连接探头，并穿过探杆，依次与各个圈臂固定连接，线缆顶端连接船上的数据采集终端。
[0016]这种柱形水下基础地基检测及冲刷防护施工装置的使用方法，包括如下步骤：
[0017]S1、通过圈臂开合调节装置调整圈臂的开合角度，夹住柱形基础外壁；
[0018]S2、将横梁固定在最下部的圈臂上，将转动器安装在滑轨内，将导向硬管固定在转动器上；将探头安装在探杆下部，并安装入套筒；
[0019]S3、钢丝软管一端连接至物料泵，另一端连接导向硬管，将钢丝软管与圈臂依次固定；驱动圈臂向下移动，直至最下部圈臂到达设计的施工高度；
[0020]S4、开启静力触探设备，启动压力轮组将探杆贯入地基中，计算柱形基础周围地基的超固结压力，计算冲刷防护结构在对应方向上所需外形和厚度；探杆复位后，圈臂旋转一定角度，重复步骤S4；直至回到初始测量位置；
[0021]S5、开启视频监控器和声呐扫描仪，启动物料泵，根据冲刷防护结构沿柱形基础各方向上所需外形和厚度，调整圈臂相对的高度和转角，调整导向硬管在横梁上的相对位置和出料角度，进行冲刷防护结构的浇筑。
[0022]作为优选，步骤S4中，静力触探设备下行直至设计贯入深度后停止贯入，逆向启动压力轮组，探杆复位至初始位置。
[0023]作为优选，冲刷防护结构施工完成后，关闭物料泵、视频监控器和声呐扫描仪，上移所有圈臂，回收钢丝软管、导向硬管、静力触探设备和横梁，移动船体至下一施工位置，重复上述施工步骤。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025]1)本专利技术通过在圈臂上布置多段支臂结构，在相邻两段支臂结构的连接处设置圈臂开合调节装置以控制两段支臂结构的张开角度，使相邻支臂结构之间的开合角度可以调节，从而方便圈臂适应不同尺寸的柱形基础，扩大了整套装置的应用范围。
[0026]2)本专利技术通过将静力触探(CPTU)设备与冲刷防护浇筑设备整合为一，在基础冲刷防护施工前先对每个柱形基础周围地基的特定工况承载特性进行测量，再对冲刷防护结构进行设计，从而实现了水下基础冲刷防护结构的设计
‑
施工的无缝衔接，可大大节省材料和工期。
[0027]3)本专利技术的导向硬管可水平移动和平面转动，配合圈臂沿柱形基础的上下移动和
绕柱形基础的转动，在视频监控器和声呐扫描仪等水下工作设备的帮助下，可最大程度上实现冲刷防护材料在基础周边水下的精准浇筑，确保工程质量。
附图说明
[0028]图1为本专利技术所提供的柱形水下基础地基检测及冲刷防护施工装置的正视图；
[0029]图2为圈臂与基础连接的俯视图。
[0030]图中：1
‑
船体；2
‑
水面；3
‑
冲刷防护材料；4
‑
物料泵；5
‑
柱形基础；6
‑
圈臂；7
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钢丝软管；8
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横梁；9
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滑轨；10
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转动器；11
‑
导向硬管；12
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视频监控器；13
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声呐扫描仪；14
‑
冲刷防护结构；15
‑
地基；16
‑
静力触探设备；16.1
‑
套筒；16.2
‑
压力轮组；16.3
‑
探杆；16.4...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柱形水下基础地基检测及冲刷防护施工装置，其特征在于，包括：圈臂(6)、钢丝软管(7)、横梁(8)、滑轨(9)、转动器(10)、导向硬管(11)和静力触探设备(16)；船体(1)上设有冲刷防护材料(3)和物料泵(4)，柱形基础(5)底部插入地基(15)中，柱形基础(5)上设有多个圈臂(6)；圈臂(6)朝向柱形基础(5)的内侧装有轮形行走装置(6.4)，圈臂(6)沿柱形基础(5)上下移动，圈臂(6)绕柱形基础(5)转动；圈臂(6)的外侧安装有固定底座(6.2)，钢丝软管(7)一端连接物料泵(4)，钢丝软管(7)中间段依次通过固定底座(6.2)连接数个臂圈(6)，另一端与导向硬管(11)连接；最下部的圈臂(6)上安装有横梁(8)，横梁(8)上安装有滑轨(9)，导向硬管(11)与转动器(10)固定，转动器(10)转动连接滑轨(9)并沿横梁(8)左右滑动；导向硬管(11)的末端安装有视频监控器(12)和声呐扫描仪(13)；横梁(8)的根部安装有静力触探设备(16)，静力触探设备(16)包括套筒(16.1)、压力轮组(16.2)、探杆(16.3)和探头(16.4)；套筒(16.1)内通过压力轮组(16.2)移动连接有探杆(16.3)，探杆(16.3)下部安装有探头(16.4)。2.根据权利要求1所述的柱形水下基础地基检测及冲刷防护施工装置，其特征在于：圈臂(6)还包括支臂结构(6.1)和圈臂开合调节装置(6.3)，所述每条圈臂(6)相邻两段的支臂结构(6.1)的连接处设有圈臂开合调节装置(6.3)；所述圈臂开合调节装置(6.3)两侧的支臂结构(6.1)转动连接，圈臂(6)半包围或全包围地套在柱形基础(5)上，所述半包围对应的圆心角大于180
°
。3.根据权利要求1所述的柱形水下基础地基检测及冲刷防护施工装置，其特征在于：所述轮形行走装置包括滚轮和滚轮驱动马达，且滚轮通过转动底座连接圈臂(6)。4.根据权利要求3所述的柱形水下基础地基检测及冲刷防护施工装置，其特征在于：所述轮形行走装置(6.4)内设有测位移计。5.根据权利要求1所述的柱形水下基础地基检测及冲刷防护施工装置，其特征在于：探杆(16.3)安装于套筒(16.1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，王新泉，王康宇，刁红国，李枭，
申请(专利权)人：浙大城市学院，
类型：发明
国别省市：