本發(fā)明涉及一種水下結(jié)構(gòu)的加固裝置及加固施工方法。
背景技術(shù)：
1、水下樁體在水流力，船舶、冰凌等撞擊力，潮汐、海水侵蝕等作用下會(huì)出現(xiàn)混凝土老化、剝落及開裂等損傷，承載能力大大降低。因此，水下樁基加固以提高舊橋的承載力，延長其使用壽命。水下結(jié)構(gòu)加固一般選用原建筑使用的相同建筑材料(木、砼、鋼材)來完成修復(fù)，無法根本提高結(jié)構(gòu)的防腐蝕破壞能力，未來需反復(fù)進(jìn)行修復(fù)，費(fèi)用昂貴；且對(duì)于水下結(jié)構(gòu)維修加固的方法主要是水中圍堰加擴(kuò)大截面法，水中圍堰隔離水，采用混凝土進(jìn)行封底，施工前要先安裝圍堰，在無水的情況下進(jìn)行加固，該方法施工難度大，成本高，時(shí)間長，占用資源大，對(duì)航道有影響，存在安全風(fēng)險(xiǎn)，有些水中結(jié)構(gòu)受到周圍環(huán)境條件的限制，無法得到有效及時(shí)的修復(fù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供了一種水下結(jié)構(gòu)的加固裝置及加固施工方法，該加固裝置機(jī)械鎖定加上注漿粘結(jié)的雙重機(jī)制下，提升樁體的承載力和耐久性，對(duì)樁體起到修復(fù)加固作用，還提供加固施工方法，對(duì)基礎(chǔ)問題和樁體自身問題均作出相應(yīng)施工方法進(jìn)行加固，整體對(duì)樁體進(jìn)行加固，延長樁體的使用壽命。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種水下結(jié)構(gòu)的加固裝置，水下結(jié)構(gòu)為水下樁體，所述樁體上存在至少一處缺陷，缺陷處上下延伸至少20cm對(duì)樁體外圍開設(shè)有至少兩道限位槽，限位槽上下端面設(shè)有卡槽，在限位槽位置外圍安裝有加固系統(tǒng)，加固系統(tǒng)與卡槽卡接并通過注漿實(shí)現(xiàn)與限位槽加固。
3、進(jìn)一步的，所述加固系統(tǒng)包括外保護(hù)套筒，所述外保護(hù)套筒內(nèi)壁可拆卸連接有加固件，所述加固件包括底部封板，底部封板上端通過緊固件與多塊相鄰拼合的弧形板連接，多塊弧形板拼接形成套筒狀，所述底部封板上設(shè)有加強(qiáng)密封件，所述加強(qiáng)密封件用于保證底部封板與樁體外壁之間的密封性。
4、進(jìn)一步的，所述外保護(hù)套筒上設(shè)有吊耳，所述吊耳與下放結(jié)構(gòu)連接。
5、進(jìn)一步的，所述底部封板包括第一底板和第二底板，第一底板和第二底板之間密封連接，第一底板和第二底板上設(shè)有供弧形板放置的定位槽，第一底板和第二底板內(nèi)側(cè)壁朝向定位槽設(shè)有放置槽，放置槽與定位槽之間通過弧形通槽連通，第一底板和第二底板靠近定位槽外側(cè)的部分向上延伸設(shè)有延伸板且延伸板與底板一體成型，所述延伸板側(cè)壁圓周分布有多個(gè)螺紋孔，延伸板內(nèi)側(cè)壁嵌設(shè)有彈性密封條，所述加強(qiáng)密封件設(shè)置在定位槽和放置槽內(nèi)。
6、進(jìn)一步的，所述加強(qiáng)密封件包括設(shè)置在定位槽和放置槽內(nèi)的氣囊，氣囊連接有充氣管道，充氣管道與外部充氣系統(tǒng)連接。
7、進(jìn)一步的，所述弧形板具有空腔，所述空腔內(nèi)對(duì)應(yīng)限位槽設(shè)有滑移連接的限位塊，所述限位塊內(nèi)部與空腔連通，所述限位塊上設(shè)有伸縮卡件，所述外保護(hù)套筒內(nèi)壁對(duì)應(yīng)限位塊設(shè)有推動(dòng)件，通過推動(dòng)件驅(qū)動(dòng)限位塊移動(dòng)與限位槽匹配同步伸縮卡塊與卡槽卡接，所述限位塊和與樁體貼合的弧形板內(nèi)壁均是帶有孔洞的。
8、進(jìn)一步的，所述推動(dòng)件包括設(shè)置在外保護(hù)套筒內(nèi)壁上的臺(tái)階板，所述臺(tái)階板上豎向滑移連接有推動(dòng)桿，推動(dòng)桿連接有轉(zhuǎn)動(dòng)桿，轉(zhuǎn)動(dòng)桿通過限位環(huán)固定在外保護(hù)套筒內(nèi)壁靠上位置，通過轉(zhuǎn)動(dòng)桿的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)推動(dòng)桿的上下移動(dòng)，所述外保護(hù)套筒內(nèi)壁靠下位置設(shè)有環(huán)形槽，供弧形板外部的彈性密封圈嵌合密封。
9、進(jìn)一步的，所述弧形板一側(cè)邊帶缺口的環(huán)形限位槽，另外一側(cè)邊對(duì)應(yīng)環(huán)形限位槽設(shè)有限位柱，所述限位柱沿著長度方向設(shè)有豎向通道與弧形板底部開設(shè)的凹槽連通，所述充氣管道設(shè)置在豎向通道內(nèi)。
10、進(jìn)一步的，所述限位槽形狀為螺旋狀或環(huán)狀。
11、還提供了一種水下結(jié)構(gòu)加固的施工方法，包括以下步驟：
12、s1：潛水員或是水下機(jī)器人對(duì)水下樁體部分進(jìn)行檢查，確定水下結(jié)構(gòu)存在的問題，問題分為基礎(chǔ)問題和樁體自身問題，針對(duì)基礎(chǔ)問題，通過在樁周土周圍打設(shè)水泥攪拌樁，與原有基礎(chǔ)形成復(fù)合地基；
13、s2：確定樁體缺陷處位置及大小，以缺陷處上下位置延伸20cm對(duì)樁體外表面進(jìn)行清理并根據(jù)樁體進(jìn)行相應(yīng)開槽形成限位槽，限位槽上下端面開孔設(shè)有卡槽，限位槽的形狀根據(jù)位置及施工難度確定；
14、s3：在水上樁體外圍進(jìn)行加固件的拼裝，再加固件外圍安裝外保護(hù)套筒，加固件與外保護(hù)套筒之間通過密封圈密封且通過密封圈實(shí)現(xiàn)上下限位，然后通過下放結(jié)構(gòu)將外保護(hù)套筒和加固件移動(dòng)至缺陷位置；
15、s4：通過底部封板上的加強(qiáng)密封件對(duì)底部封板內(nèi)的氣囊進(jìn)行充氣，通過氣囊將底部封板與樁體、弧形板實(shí)現(xiàn)貼合密封，然后通過抽水設(shè)備將外保護(hù)套筒和加固件內(nèi)的水進(jìn)行抽出；
16、s5：通過推動(dòng)件的向下推動(dòng)將限位塊與限位槽匹配同步限位塊上的伸縮卡件與卡槽卡接實(shí)現(xiàn)加固件與樁體的連接，然后通過注漿設(shè)備對(duì)加固件內(nèi)部進(jìn)行注漿；
17、s6：注漿完成待成型，成型后下放結(jié)構(gòu)對(duì)外保護(hù)套筒進(jìn)行回收，完成水下樁體的加固。
18、有益效果：本申請(qǐng)通過樁體上的限位槽和卡槽搭配加固件的限位塊和伸縮卡塊，實(shí)現(xiàn)加固件的精準(zhǔn)安裝，為注漿前提供臨時(shí)固定，避免水下作業(yè)中因水流、浮力等因素導(dǎo)致位置的偏移；然后在進(jìn)行注漿作業(yè)，通過注漿補(bǔ)充加固，漿料填補(bǔ)樁體表面缺陷又能夠通過弧形板和限位板上的孔洞滲透形成錨栓效應(yīng)，增強(qiáng)界面粘結(jié)力，機(jī)械鎖定加上注漿粘結(jié)的雙重機(jī)制下，提升樁體的承載力和耐久性，對(duì)樁體起到修復(fù)和加固作用。
19、還提供了加固的施工方法，針對(duì)基礎(chǔ)問題和樁體自身問題均做出相對(duì)應(yīng)加固，對(duì)基礎(chǔ)問題采用水泥攪拌狀形成復(fù)合地基，提升樁周土承載力，對(duì)樁體支撐通過加固系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)修復(fù)加固，從整體上對(duì)樁體進(jìn)行加固，進(jìn)而延長樁體的使用壽命。
1.一種水下結(jié)構(gòu)的加固裝置，水下結(jié)構(gòu)為水下樁體，所述樁體上存在至少一處缺陷，其特征在于：缺陷處上下延伸至少20cm對(duì)樁體外圍開設(shè)有至少兩道限位槽(1)，限位槽(1)上下端面設(shè)有卡槽(2)，在限位槽(1)位置外圍安裝有加固系統(tǒng)(3)，加固系統(tǒng)(3)與卡槽(2)卡接并通過注漿實(shí)現(xiàn)與限位槽(1)加固。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下結(jié)構(gòu)加固裝置，其特征在于：所述加固系統(tǒng)(3)包括外保護(hù)套筒(4)，所述外保護(hù)套筒(4)內(nèi)壁可拆卸連接有加固件(5)，所述加固件(5)包括底部封板(51)，底部封板(51)上端通過緊固件與多塊相鄰拼合的弧形板(52)連接，多塊弧形板(52)拼接形成套筒狀，所述底部封板(51)上設(shè)有加強(qiáng)密封件(53)，所述加強(qiáng)密封件(53)用于保證底部封板(51)與樁體外壁之間的密封性。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水下結(jié)構(gòu)加固裝置，其特征在于：所述外保護(hù)套筒(4)筒壁上設(shè)有吊耳(6)，所述吊耳(6)與下放結(jié)構(gòu)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水下結(jié)構(gòu)加固裝置，其特征在于：所述底部封板(51)包括第一底板(7)和第二底板(8)，第一底板(7)和第二底板(8)之間密封連接，第一底板(7)和第二底板(8)上設(shè)有供弧形板(52)放置的定位槽(9)，第一底板(7)和第二底板(8)內(nèi)側(cè)壁朝向定位槽(9)設(shè)有放置槽(10)，放置槽(10)與定位槽(9)之間通過弧形通槽連通，第一底板(7)和第二底板(8)靠近定位槽(9)外側(cè)的部分向上延伸設(shè)有延伸板(11)且延伸板(11)與底板一體成型，所述延伸板(11)側(cè)壁圓周分布有多個(gè)螺紋孔，延伸板(11)內(nèi)側(cè)壁嵌設(shè)有彈性密封條，所述加強(qiáng)密封件(53)設(shè)置在定位槽(9)和放置槽(10)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水下結(jié)構(gòu)加固裝置，其特征在于：所述加強(qiáng)密封件(53)包括設(shè)置在定位槽(9)和放置槽(10)內(nèi)的氣囊(531)，氣囊(531)連接有充氣管道(532)，充氣管道(532)與外部充氣系統(tǒng)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水下結(jié)構(gòu)加固裝置，其特征在于：所述弧形板(52)具有空腔，所述空腔內(nèi)對(duì)應(yīng)限位槽(1)設(shè)有滑移連接的限位塊(12)，所述限位塊(12)內(nèi)部與空腔連通，所述限位塊(12)上設(shè)有伸縮卡件(13)，所述外保護(hù)套筒(4)內(nèi)壁對(duì)應(yīng)限位塊(12)設(shè)有推動(dòng)件(14)，通過推動(dòng)件(14)驅(qū)動(dòng)限位塊(12)移動(dòng)與限位槽(1)匹配同步伸縮卡塊與卡槽(2)卡接，所述限位塊(12)和與樁體貼合的弧形板(52)內(nèi)壁均是帶有孔洞的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水下結(jié)構(gòu)加固裝置，其特征在于：所述推動(dòng)件(14)包括設(shè)置在外保護(hù)套筒(4)內(nèi)壁上的臺(tái)階板(141)，所述臺(tái)階板(141)上豎向滑移連接有推動(dòng)桿(142)，推動(dòng)桿(142)連接有轉(zhuǎn)動(dòng)桿(143)，轉(zhuǎn)動(dòng)桿(143)通過限位環(huán)固定在外保護(hù)套筒(4)內(nèi)壁靠上位置，通過轉(zhuǎn)動(dòng)桿(143)的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)推動(dòng)桿(142)的上下移動(dòng)，所述外保護(hù)套筒(4)內(nèi)壁靠下位置設(shè)有環(huán)形槽，供弧形板(52)外部的彈性密封圈嵌合密封。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水下結(jié)構(gòu)加固裝置，其特征在于：所述弧形板(52)一側(cè)邊設(shè)有帶缺口的環(huán)形限位槽(15)，另外一側(cè)邊對(duì)應(yīng)環(huán)形限位槽(15)設(shè)有限位柱(16)，所述限位柱(16)沿著長度方向設(shè)有豎向通道(161)與弧形板(52)底部開設(shè)的凹槽連通，所述充氣管道(532)設(shè)置在豎向通道(161)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水下結(jié)構(gòu)加固裝置，其特征在于：所述限位槽(1)形狀為螺旋狀或環(huán)狀。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求9所述的水下結(jié)構(gòu)加固的施工方法，其特征在于：包括以下步驟：