[其他]压缩气流沉桩法

说明书

本发明为水下基础桩施工法，适用于在沉积层很厚的江河下游或大陆架海域经济地、较快地构筑各种水下基础工程；其主要特征是，本发明的新型预制钢筋混凝土桩段，利用从桩尖处喷出的压缩气流和因此而形成的上浮的泥浆来克服桩尖阻力和侧摩阻力，顺着预先设置的导向管，逐步垂直沉埋到持力层或基岩，最后向桩底灌注水泥砂浆，使桩与基岩或持力层结合成一体。

本发明涉及一种新的沉桩工艺，及与之相应的一种新型预制钢筋混凝土桩，用于在沉积层很厚的江河下游或大陆架海域构筑各种水下基础工程。

在江河下游构筑水下基础，有的采用各种打桩机打桩，或钻孔成桩，以及采用钢板围堰或水密沉箱进行水下基础施工。也有的在平整和处理好基床后，沉放整体式混凝土沉箱作为水下基础。

在大陆架海域构筑水下基础，除了上述的重力式混凝土沉箱基础外，也可采用桩基础，即由大型打桩船将数十米长的钢管通过导管架打入海底地层。

在软土地区构筑桥梁、码头等的基础桩，还有如JP昭57-40024特许公开所提出的“桩的浇筑施工方法”。该法通过很多根送水管喷出的高压水使土层液化，液化了的土粒经排土管上的小孔进入排土管内，和进入排水管内，并被抽汲到地面，在桩位下面形成空穴，现场捣制的混凝土桩因而逐段沉降。但地层的情况常常是复杂的，如土层中夹杂有较多的砂砾，卵石等，则小孔和排水管可能被堵塞，使桩不能沉降;又如地层中有不易液化的硬土层或孤石等障碍，也将影响桩的沉降，故该法仅适用于较理想的软土地区。此外，该法的管系比较复杂，实施有困难。

不同于上述的水下基础施工方法，本发明的原理是：利用从桩尖处释放的压缩空气来克服桩尖阻力和侧摩阻力。使本发明的新型预制混凝土桩依靠自重沉埋到持力层或基岩，然后向桩底压注水泥砂浆，使桩尖附近的风化岩层固结，并与桩结合成一体，以提高桩的稳定性和承载能力。

本发明的目的在于，为在江河下游或沿海建筑桥梁，码头等提供一种桩段沉降速度较快，施工机具较为简单，能适应更为广泛地层的水下桩基础施工方法：

本发明的目的还在于，为在大陆架海域构筑一种造价较低、强度大、耐腐蚀的预制钢筋混凝土桩基础工作平台。

按照本发明的压缩气流沉桩法采用了导向管、提升管、预制钢筋混凝土桩、贮浆罐和空气压缩机。导向管内部套装有提升管，一起垂直通过河底或海底沉积层，直达基岩或持力层，预制桩沿着导向管沉降，贮浆罐和空气压缩机均安放在基础位置附近的工作母船上。

本发明适合于在地质情况比较复杂、沉积层比较厚的地区，如江河下游，沿海大陆架等地区，进行各种水下基础施工。

可预先将各基础位置的导向管全部安装好，然后将若干预制桩拖运到各基础位置，同时开始沉埋，由于每一根桩的沉埋速度较快，故总的施工进度也较快。

因为各节桩段都是在工场内预制，不受施工现场天气、设备和场地的限制，故混凝土的捣筑和养护均较好，还可以通过压注水泥砂浆使有裂隙的基岩固结，提高其强度，故桩基础的施工质量可以得到保证。

沉埋大型预制桩或墩，只需要一艘安装有工程钻机或小型打桩机、空气压缩机、贮浆罐和小水泵的工作船，配备几名潜水员和操作，管理人员，故施工现场所需的设备和人员较少。

下面结合附图对本发明作出进一步的说明。

图1是按照本发明的新型预制钢筋混凝土桩的构造图;

图2是本发明的钢制导向管和钢制提升管构造图;

图3是管系的装配图;

图4是本发明的预制桩沉埋到位的示意图;

图5是法兰盘连接图;

图6是压力罐浆的示意图。

本发明的新型预制钢筋混凝土桩如图1所示。预制桩一般为圆柱形，如基础位置处的沉积层较厚，则整个桩基础由多节横截面相同的桩段组成，每节桩段的构造与图1所示的类似，不同之处是其底面为平面且没有防气蚀钢板，其压力管下端没有排气孔而有法兰。