CN1963042A - 水力插板及使用方法 - Google Patents

Abstract

一种水力插板，包括钢筋砼桩板及其内垂直安设的过水管，底部横向安设的与过水管相连通的水量分配管，一侧安设的滑道，另一侧安设的滑板，顶部安设的提升吊环和埋设的预留钢筋，还包括所述钢筋砼桩板上、滑道、滑板的两侧设置的垂向隔水道。一种水力插板及使用方法，包括(A)用起吊设备将钢筋砼桩板起吊，通过过水道和水量分配管以水力喷射的方式下入地层，将另一块钢筋砼桩板的滑板从已下入地层的桩板的缺口空心方钢滑道中插进，下入地层，还包括(B)各板间的整体连接，首先用冲水管冲洗隔水道，然后下入长条形模袋并注满水泥浆，使板间形成与板外完全隔绝的内腔室；(C)在该内腔室中的空心方钢中下入注浆管道，自下而上地注满水泥浆，整个板间结合部将形成一种带有夹心钢板的钢筋砼整体结构；(D)现浇顶部横梁或不浇顶部横梁。

Description

水力插板及使用方法

一、技术领域

本发明涉及堤坝工程、港口航道工程、水中人工岛、道路交通桥、水闸、涵洞、输水渠道等水利工程以及钢筋砼地下整体工程，尤其涉及一种水力插板及使用方法。

二、背景技术

目前各种利用水力冲刺进入地层的钢筋砼桩板构筑的工程，普遍存在的缺点和不足是：①进桩方式完全依靠单一的水力冲刺，一方面进桩较慢，另一方面遇到地下障碍物难以通过和排除；②桩板结合部很难形成一个具有高强度与高密封程度的整体结构。中国专利ZL200420040430.8“水力插板滑道滑板”虽然提出了一种桩板连接技术，但是两板结合部没有设置隔水道无法形成密封的内腔室，致使注入两板结合部底部的水泥浆因为存在漏失问题不能正常上返到桩板顶部难以达到预定的封固效果；③各种水冲桩板及目前的水力插板每一块桩板上都需要设置过水管道、喷射水管道或水力喷水头，从而使加工费用和钢材消耗大量增加。施工过程中每一块桩板都要连接一次高压供水管线，延长了施工时间，增大了施工成本。

三、发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够快速***地层并能够有效排除地下障碍物的水力插板及使用方法，采用桩板之间连接强度和密封程度完全达到桩板本体性能指标的连接技术，采用不设置过水管和喷射水管的工程板能够在工具板的配合下进入地层的施工技术，能够有效的解决现有技术中存在的缺点和不足，达到提高进桩速度、增强排除地下障碍物的能力，降低钢材消耗，节省每块桩板拆装一次供水管线的施工时间，实现桩板之间高强度整体连接，以达到提高施工速度、降低工程造价、增强安全稳定性能、改变现有工程施工建设模式的目的。

本发明所述的水力插板，包括钢筋砼桩板及其内垂直安设的过水管，底部横向安设的与过水管相连通的水量分配管，一侧安设的滑道，另一侧安设的滑板，顶部安设的提升吊环和埋设的预留钢筋，还包括所述钢筋砼桩板上、滑道、滑板的两侧设置的垂向隔水道。

其中，所述钢筋砼桩板的下端为平行、锥形或单面斜角形。所述水量分配管，其上半部分镶嵌在钢筋砼桩板内，下半部分上设置有水流喷射孔，孔的直径为2-8mm，每个喷射孔在所述钢筋砼桩板横断面上的分配面积为9-36cm²，犬牙交错地均匀分布。所述隔水道为钢筋砼桩板侧面垂直设置的半圆形、半方形、半长方形、半菱形和半椭圆形凹槽，两块桩板下入地下后即可形成整圆、整方、整长方、整菱形和整椭圆形结构。所述隔水道为滑道和滑板两侧各一条，或在滑道滑板任一侧设一条，或完全不设隔水道。所述滑道为外边设有垂直缺口的空心方钢或槽钢、角钢、钢板的制成品。所述滑板为一半在钢筋砼桩板中，另一半露在外的工字钢或T形钢，下入地层时，滑板在滑道中。所述钢筋砼桩板还设计为其水力分配管下端安设有与其走向相一致的金属切割刀片的工具板结构。所述钢筋砼桩板还设计有其上只设有滑道、滑板和隔水道的简化形工程板结构。所述钢筋砼桩板还可制成上小下大的大脚式桩板结构。

本发明所述的水力插板及使用方法，包括(A)用起吊设备将钢筋砼桩板起吊，通过过水道和水量分配管以水力喷射的方式下入地层，将另一块钢筋砼桩板的滑板从已下入地层的桩板的缺口空心方钢滑道中插进，下入地层，其特征在于还包括(B)各板间的整体连接，首先用冲水管冲洗隔水道，然后下入长条形模袋并注满水泥浆，使板间形成与板外完全隔绝的内腔室；(C)在该内腔室中的空心方钢中下入注浆管道，自下而上地注满水泥浆，整个板间结合部将形成一种带有夹心钢板的钢筋砼整体结构；(D)现浇顶部横梁或不浇顶部横梁，现浇时，利用预留钢筋和新增横向钢筋，统一绑扎后现浇混凝土，形成横向整体，根据工程需要，有些工程可不浇横梁，钢筋砼桩板上也不预留钢筋。

其中，所述(A)工序还可为将安装有切割刀片的工具板切开地层后起出，在切开的地层中下入简化形工程板，切割与下入交替进行，其它工序同(B)、(C)、(D)，最终地层中形成简化形工程板整体结构。所述(A)工序还可全部由工具板完成，其它工序同(B)、(C)、(D)，最终地层中形成由工具板构成的整体结构。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、水力插板具有水力切割、整体连接、现浇横梁和垂直提升的功能，能够使桩板在地下形成牢固的整体，板间结合部的密封程度和连接强度能够达到或超过桩板本体的性能，避免了现有各种桩基工程普遍存在桩板之间渗水、漏水或连接不好的问题。

2、通过水量分配管对高压水流的合理分配使正常状态下的进桩速度大幅度加快，在地下存在树干、块石等障碍物的情况下采用地层切割工具板能够有效的排除和通过。

3、钢筋砼地下整体工程目前都是通过开挖土方之后绑扎钢筋现浇砼的方法来进行建设，本项施工技术由于形成了一套独创的地下桩板连接技术和可以使板间结合部的连接强度和密封程度达到或超过桩板本体性能的特殊优势，从而可以将整体的地下工程在地面预制成为若干块桩板，应用水力插板技术通过类似摆积木一样的施工方式依次将桩板***地下，然后在桩板之间实施整体连接技术使其形成一个整体工程。例如地下涵洞、地下交通隧道等工程都能够按这种方式进行建设。改变传统的工程建设模式可以大幅度提高施工速度、降低工程造价并确保工程的安全稳定性能和质量标准，形成一种钢筋砼地下整体工程建设的新模式。

4、不需要在每一个水冲桩板上都要安装过水管道及喷水头、喷水管，节省了加工制作费用和钢材消耗费用。

5、施工过程中避免了每一块桩板都要连接一次供水管线，节省了施工时间，可降低施工成本。

6、顶部预留钢筋可通过增加横向钢筋统一绑扎后现浇砼帽梁增大连接强度。

7、水力插板作为桥桩、码头桩等承载桩基使用时，可将桩板进入地层的部分预制成大脚桩，并在***地层后立即利用板内的过水管注入水泥浆使桩板与地层之间的间隔全部固结成砼整体，从而大幅度提高单桩承载能力降低整个工程的造价。

四、附图说明

图1为本发明结构示意图，

图2为按图1所示的结构俯视示意图，

图3为按图1所示的结构侧视示意图，

图4为按图1所示的结构水量分配管喷射水流示意图，

图5为图4所示水量分配管喷射孔分布展开示意图，

图6为按图1所示的工具板结构示意图，

图7为按图1所示的工程板结构示意图，

图8为本发明施工状态示意图，

图9为图8所示钢筋砼桩板结合部俯视示意图，

图10为钢筋砼桩板接合部形成内腔室示意图，

图11为钢筋砼桩板形成带有夹心钢板砼整体结构示意图，

图12为图10所示内腔室注入水泥浆施工示意图，

图13为顶部预留钢筋统一绑扎横向钢筋示意图，

图14为现浇砼连接梁示意图，

图15为钢筋砼桩板两侧抛投毛石形成护坡示意图，

图16为按图1所示的结构大脚桩板示意图，

图17为图16所示结构的A-A剖面示意图，

图18为图16所示结构的B-B剖面示意图。

五、具体实施方式

参阅图1-图18，一种水力插板，包括钢筋砼桩板1及其内垂直安设的过水管2，底部横向安设的与过水管相连通的水量分配管3，一侧安设的滑道5，另一侧安设的滑板6，顶部安设的提升吊环8和埋设的预留钢筋9，还包括所述钢筋砼桩板1上、滑道、滑板的两侧设置的垂向隔水道7。

钢筋砼桩板1的下端为平行、锥形或单面斜角形。水量分配管3的上半部分镶嵌在钢筋砼桩板内，下半部分上设置有水流喷射孔10，孔的直径为2-8mm，每个喷射孔在所述钢筋砼桩板横断面上的分配面积为9-36cm²，犬牙交错地均匀分布。隔水道7为钢筋砼桩板侧面垂直设置的半圆形、半方形、半长方形、半菱形和半椭圆形凹槽，两块桩板下入地下后即可形成整圆、整方、整长方、整菱形和整椭圆形结构。隔水道7为滑道5和滑板6两侧各一条，或在滑道滑板任一侧设一条，或完全不设隔水道。滑道为外边设有垂直缺口的空心方钢或槽钢、角钢、钢板的制成品。滑板为一半在钢筋砼桩板中，另一半露在外的工字钢或T形钢，下入地层时，滑板在滑道中。钢筋砼桩板还设计为其水力分配管下端安设有与其走向相一致的金属切割刀片4的工具板结构。钢筋砼桩板还设计有其上只设有滑道、滑板和隔水道的简化形工程板结构。设一条隔水道或不设隔水道须根据工程的特殊需要决定。钢筋砼桩板被用于建设桥桩等承载负荷很大的工程时，还可制成上小下大的大脚式桩板结构。

本发明所述的水力插板及使用方法，包括(A)用起吊设备将钢筋砼桩板起吊，用水泵13将高压水通过过水管和水量分配管以水力喷射的方式下入地层，将另一块钢筋砼桩板的滑板从已下入地层的桩板的缺口空心方钢滑道中插进，下入地层，还包括(B)各板间的整体连接，首先用冲水管冲洗隔水道，然后下入长条形模袋并注满水泥浆，使板间形成与板外完全隔绝的内腔室14；(C)在该内腔室中的空心方钢中下入注浆管道15，自下而上地注满水泥浆，整个板间结合部将形成一种带有夹心钢板的钢筋砼整体结构；(D)现浇顶部横梁16或根据工程的要求不浇顶部横梁。现浇时，利用预留钢筋9和新增横向钢筋，统一绑扎后现浇混凝土，形成横向整体，根据工程需要，有些工程可不浇横梁，钢筋砼桩板上也不预留钢筋。

(A)工序还可为将安装有切割刀片的工具板切开地层后起出，在切开的地层中下入简化形工程板，切割与下入交替进行，其它工序同(B)、(C)、(D)，最终地层中形成简化形工程板整体结构。(A)工序还可全部由工具板完成，其它工序同(B)、(C)、(D)，最终地层中形成由工具板构成的整体结构。

建设在水中特别是建设在海洋中的水力插板工程在完成上述工序之后根据工程的实际需要可以在水力插板的两侧抛投部分毛石形成一定高度的护坡17以进一步增强稳定性和抗折强度。

水力插板作为建设桥桩、码头桩等承载桩基使用的情况下，在地面预制桩板时将桩板的入地部分通过绑扎钢筋和现浇砼，向两翼展开形成大脚桩，使单桩进入地层后具有的侧摩面积和端承面积远远大于传统的桩体，并将桩板与地层之间的间隔全部注满水泥浆固结成砼整体，从而使单桩的承载能力大幅度增加，达到缩短桩基长度，降低工程造价的目的。

Claims (13)

1、一种水力插板，包括钢筋砼桩板及其内垂直安设的过水管，底部横向安设的与过水管相连通的水量分配管，一侧安设的滑道，另一侧安设的滑板，顶部安设的提升吊环和埋设的预留钢筋，其特征在于还包括所述钢筋砼桩板上、滑道、滑板的两侧设置的垂向隔水道。

2、根据权利要求1所述的水力插板，其特征在于所述钢筋砼桩板的下端为平行、锥形或单面斜角形。

3、根据权利要求1所述的水力插板，其特征在于所述水量分配管，其上半部分镶嵌在钢筋砼桩板内，下半部分上设置有水流喷射孔，孔的直径为2-8mm，每个喷射孔在所述钢筋砼桩板横断面上的分配面积为9-36cm²，犬牙交错地均匀分布。

4、根据权利要求1所述的水力插板，其特征在于所述隔水道为钢筋砼桩板侧面垂直设置的半圆形、半方形、半长方形、半菱形和半椭圆形凹槽，两块桩板下入地下后即可形成整圆、整方、整长方、整菱形和整椭圆形结构。

5、根据权利要求1或4所述的水力插板，其特征在于所述隔水道为滑道和滑板两侧各一条，或在滑道滑板任一侧设一条，或完全不设隔水道。

6、根据权利要求1所述的水力插板，其特征在于所述滑道为外边设有垂直缺口的空心方钢或槽钢、角钢、钢板的制成品。

7、根据权利要求1所述的水力插板，其特征在于所述滑板为一半在钢筋砼桩板中，另一半露在外的工字钢或T形钢，下入地层时，滑板在滑道中。

8、根据权利要求1所述的水力插板，其特征在于所述钢筋砼桩板还设计为其水力分配管下端安设有与其走向相一致的金属切割刀片的工具板结构。

9、根据权利要求1所述的水力插板，其特征在于所述钢筋砼桩板还设计有其上只设有滑道、滑板和隔水道的简化形工程板结构。

10、根据权利要求1所述的水力插板，其特征在于所述钢筋砼桩板还可制成上小下大的大脚式桩板结构。

11、一种水力插板及使用方法，包括(A)用起吊设备将钢筋砼桩板起吊，通过过水道和水量分配管以水力喷射的方式下入地层，将另一块钢筋砼桩板的滑板从已下入地层的桩板的缺口空心方钢滑道中插进，下入地层，其特征在于还包括(B)各板间的整体连接，首先用冲水管冲洗隔水道，然后下入长条形模袋并注满水泥浆，使板间形成与板外完全隔绝的内腔室；(C)在该内腔室中的空心方钢中下入注浆管道，自下而上地注满水泥浆，整个板间结合部将形成一种带有夹心钢板的钢筋砼整体结构；(D)现浇顶部横梁或不浇顶部横梁，现浇时，利用预留钢筋和新增横向钢筋，统一绑扎后现浇混凝土，形成横向整体，根据工程需要，有些工程可不浇横梁，钢筋砼桩板上也不预留钢筋。

12、根据权利要求11所述的水力插板及使用方法，其特征在于所述(A)工序还可为将安装有切割刀片的工具板切开地层后起出，在切开的地层中下入简化形工程板，切割与下入交替进行，其它工序同(B)、(C)、(D)，最终地层中形成简化形工程板整体结构。

13、根据权利要求11或12所述的水力插板及使用方法，其特征在于所述(A)工序还可全部由工具板完成，其它工序同(B)、(C)、(D)，最终地层中形成由工具板构成的整体结构。