擠密砂樁樁套管貫入監測控制方法

2023-12-10 16:04:27 1

擠密砂樁樁套管貫入監測控制方法
【專利摘要】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：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，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，保證鋼絲繩始終處於繃緊狀態，避免樁套管在回打和貫入階段處於無約束狀態，造成脫離跑道的事故；且能保證拉拔速度合理，保證施工質量和工作效率。樁套管內還設置有反映下砂速度的砂面計和反映樁套管內壓力的壓力傳感器，通過電氣控制系統使下砂速度與樁套管內壓力相互關聯，使下砂速度穩定、施工自動化程度高、施工效率高，本發明大量地節約了施工過程中的人力成本，經濟性好。
【專利說明】擠密砂粧粧套管貫入監測控制方法

【技術領域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 如圖1所示，擠密砂樁的樁套管包括上部總段和下部總段。上部總段包括進料鬥 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。在地面組裝完成後利用門 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。 在地面製作完成後利用門機MQ40100吊裝到位。
[0004] 樁套管的貫入工藝包括以下步驟：
[0005] 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；
[0006] 2、將砂通過進料鬥加入樁套管；
[0007] 3、通過安裝於樁套管最上部的樁錘的振動，使樁套管內的砂密實；
[0008] 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；
[0009] 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 後停止；
[0010] 6、進行回打，使砂樁樁徑擴大至合適高度。
[0011] 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，使樁套管處於無約束狀態，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，保證鋼絲繩處於 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】

[0012] 鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明要解決的技術問題在於提供一種自動化程 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。
[0013] 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：
[0014] 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；
[0015] 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；
[0016] 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；
[0017] 四、所述下砂速度的實際速度由砂面計測得，低於預定值時控制模塊得到信息後 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，高於預定值時控 制模塊得到信息後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。
[0018] 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係為：
[0019] 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Ρ，噸位 計與所述滑輪組的支點的力臂為Μ，所述滑輪組的自重為G，所述滑輪組與它的支點的力臂 為Ν，則
[0020]

【權利要求】
1. 擠密砂樁樁套管貫入監測控制方法，其特徵在於，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，低於預定值時控制模塊得到信息後調整 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，高於預定值時控制模 塊得到信息後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。
2. 根據權利要求1所述的擠密砂樁樁套管貫入監測控制方法，其特徵在於：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係為： 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a，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
3. 根據權利要求2所述的擠密砂樁樁套管貫入監測控制方法，其特徵在於： a =113. 4°，G=O. 3t，L=383. 1mm，M=400mm，N=500mm。
4. 根據權利要求3所述的擠密砂樁樁套管貫入監測控制方法，其特徵在於：所述噸位 計的計量單位為t即噸，P=L 054T+0. 375t。
5. 根據權利要求3所述的擠密砂樁樁套管貫入監測控制方法，其特徵在於：所述噸位 計的計量單位為kN即千牛頓，P=L 054T+3. 75kN。
【文檔編號】E02D33/00GK104343138SQ201310312475
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年7月23日 優先權日:2013年7月23日
【發明者】曹根祥, 馬振江, 李靖, 董念慈, 劉璐, 陸梅興, 黎亞舟 申請人: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