[發明專利]擠密砂樁樁套管貫入監測控制方法

有效

• 申請號: 201310312475.X
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN104343138A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 曹根祥;馬振江;李靖;董念慈;劉璐;陸梅興;黎亞舟
• 申請（專利權）人: 中交第三航務工程局有限公司;中交上海三航科學研究院有限公司;中交三航局工程船舶有限公司
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 葉琦玲

技術領域

本發明涉及水下擠密砂樁地基加固技術領域，特別是涉及一種擠密砂樁樁套管貫入監測控制方法。

背景技術

水下擠密砂樁地基加固技術，是在專用的砂樁船上通過振動沉管設備和管腔加壓裝置把砂強制壓入水下軟弱地基中，經過振動拔管、回打、擠密擴徑，形成擠密砂樁。通過擠密砂樁的置換、擠密、排水作用，增加地基強度和剛度，加快地基固結，減少結構物沉降，提高地基的抗液化能力。

如圖1所示，擠密砂樁的樁套管包括上部總段和下部總段。上部總段包括進料斗1、下導門2、上導門3和樁錘4，全部通過螺栓連接，總重59噸。在地面組裝完成后利用門機吊上甲板，安裝導軌滑塊和樁錘提升鋼絲繩，利用樁錘提升絞車將上部總段提升至樁架最頂端懸掛。下部總段包括樁管主體5和錐形過渡管6，通過焊接連接為一體，總重35噸。在地面制作完成后利用門機MQ40100吊裝到位。

樁套管的貫入工藝包括以下步驟：

1、將樁套管貫入泥面，貫入過程中依靠自重和樁錘振動使樁套管周圍的泥液化，從而使樁套管順利貫入；

2、將砂通過進料斗加入樁套管；

3、通過安裝于樁套管最上部的樁錘的振動，使樁套管內的砂密實；

4、當樁套管貫入至設定高度，對樁套管進行端部處理，將樁套管內的泥全部排出，保證樁套管內全部為砂；

5、使樁套管內保持合適的壓力，拉拔樁套管，保證下砂符合要求，拉拔到設定高度后停止；

6、進行回打，使砂樁樁徑擴大至合適高度。

樁套管的貫入工藝最終要形成連續的砂樁，因此樁套管的速度控制尤為重要，在拉拔過程中，如果速度過快，則下砂量小，可能形成斷樁或樁徑過小，影響質量；如果速度過慢，則影響工作效率。在回打和貫入階段，如果速度過快，則可能因為太快，樁套管克服泥土阻力較大，樁套管自身速度慢，而卷揚機下放速度過快，使樁套管處于無約束狀態，且因樁錘振動，樁套管可能會脫離跑道，造成事故，所以要時刻控制樁套管速度，保證鋼絲繩處于繃緊狀態，且效率最大。現有技術中，對樁套管速度的控制通過手工操作來實現，人為觀察樁管鋼絲繩的繃緊程度，耗費人力，且施工精度較低。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明要解決的技術問題在于提供一種自動化程度高、節省人力、施工精度高的擠密砂樁樁套管貫入監測控制方法，以克服現有技術的上述缺陷。

為了解決上述技術問題，本發明提供的一種擠密砂樁樁套管貫入監測控制方法，包括如下內容：

一、在拉動樁套管的滑輪組機構的下方設置一噸位計，通過噸位計的計量顯示換算出鋼絲繩的單繩拉力，所述噸位計與電氣控制系統的控制模塊連接，控制卷揚機對鋼絲繩的收放；

二、在樁套管內設置一檢測樁套管內砂面高度的砂面計，換算出樁套管內的下砂速度，所述砂面計與電氣控制系統的控制模塊連接，所述控制模塊設置有下砂速度的預定值；

三、在樁套管內設置一壓力傳感器，所述壓力傳感器與電氣控制系統的控制模塊連接；

四、所述下砂速度的實際速度由砂面計測得，低于預定值時控制模塊得到信息后調整樁套管內的進氣閥和排氣閥，增大樁套管內的壓力，使下砂速度加快，高于預定值時控制模塊得到信息后調整樁套管內的進氣閥和排氣閥，減小樁套管內的壓力，使下砂速度減小，該壓力的大小通過壓力傳感器傳輸給控制模塊相應的信號；即砂面計的計量信號通過控制模塊控制壓力傳感器的反饋信號。

其中，所述噸位計的計量顯示與鋼絲繩的單繩拉力之間的換算關系為：

取鋼絲繩的單繩拉力為T，鋼絲繩與噸位計上方的滑輪組形成的夾角為α，鋼絲繩的合力F與所述滑輪組的支點的力臂為L，噸位計的受力即噸位計的計量顯示為P，噸位計與所述滑輪組的支點的力臂為M，所述滑輪組的自重為G，所述滑輪組與它的支點的力臂為N，則

F=T2+T2+2×T×Tcosα]]>

ΣM＝0即FL+GN-PM=0