[发明专利]震动扩孔器及校正变形钢护筒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种桥梁基础的建造方法，尤其涉及一种将已打入水下的变形钢护筒内径复圆的施工方法，还涉及用于施工的震动扩孔器，属于水工工程技术领域。

背景技术

在大中型桥梁建设时，桥墩施工一般位于深水区域，桥墩基础采用大直径钻孔灌注桩，钻孔灌注钢护筒往往采用震动锤将钢护筒底部打入水底下进行沉桩。在钢护筒底部沉入水底下的过程中会对钢护筒产生较大的侧向震动，由于对护筒的非轴向震动难以估计，震动造成的钢护筒变形在其底部入土后已不可能恢复，同时由于刚度的变化，其变形会逐步加剧，导致变形后钢护筒无法进行钻孔施工。必须对变形后的护筒进行扩孔复圆处理，才能进行下道工序的施工。

现有的校正钢护筒变形的施工方法主要有如下三种：

1、采用水下切割钢护筒变形部位或抽水后切割钢护筒变形部位。

2、将打下的钢护筒拔出修正、加固后重新沉放。

3、用特制钻头将变形部分的钢护筒磨除。

以上三种方法虽然可行，但均存在着功效低、施工成本高的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单方便、施工成本较低、用于处理已沉桩的钢护筒变形部位扩孔复圆的施工方法，以及用于该施工方法的震动扩孔器，采用这种方法和震动扩孔器能大幅度提高施工效率，降低施工成本。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种震动扩孔器，包括导向筒、数根斜杆、数根撑杆、滑框、数个油缸，所述数根斜杆成对地均布在导向筒下部的外周面上，斜杆下端与导向筒下端铰接，斜杆上端与撑杆一端铰接，撑杆另一端与滑框一边铰接，滑框套在导向筒上，数个油缸和数个支撑座均布在导向筒中部的外周上，油缸一端固定在导向筒中部外周的支撑座上，油缸另一端与滑框上侧铰接，所述滑框下侧还分别设有数个滑框限位板；油缸活塞杆外伸到位时，数根斜杆成伞状展开，此时两相对斜杆下端的最大直径D大于钢护筒内径90～110mm。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的震动扩孔器，其中所述斜杆、滑框、撑杆均用型钢制成，所述斜杆两端分别设有两个上铰耳座、两个下铰耳座，所述两个下铰耳座通过弧形伞面板固定连接；扩孔时，所述弧形伞面板挤压钢护筒。所述滑框四周分别设有用于连接撑杆的滑框铰耳座，所述滑框下侧分别设有用于连接油缸活塞杆的油缸铰耳座。所述导向筒分节加工，采用端面法兰连接，导向筒直径为钢护筒内径的1/3～2/5。

一种校正变形钢护筒的方法，包括以下步骤：

(1)清理钢护筒内径

用钻机清理钢护筒内孔，根据实际情况，换用不同直径的钻头清理钢护筒内孔，除全部清除钢护筒内的泥土外，还应将钢护筒底部往下清理出不小于2m的深度；

(2)测孔

由潜水员水下测量钢护筒的变形情况，并进行数据整理，掌握钢护筒变形的具体情况，制定正确的扩孔方案；

(3)拼装震动扩孔器

按照钢护筒的深度，通过端面法兰连接导向筒，拼装震动扩孔器，并通过驱动油缸活塞杆外伸，使震动扩孔器处于张开状态；

(4)扩孔

吊起震动扩孔器放入变形钢护筒内孔中，根据测孔数据，并通过试放确定钢护筒变形的方向；将震动锤安放在导杆上，开动震动锤扩孔；弧形伞面板挤压钢护筒达到复圆要求，完成扩孔后驱动油缸活塞杆缩回，弧形伞面板与钢护筒内孔脱离接触，将震动扩孔器吊出钢护筒内孔，完成变形钢护筒内孔的扩孔。

本发明的震动扩孔器可预先在钢结构加工厂加工制作，现场组合拼装，工作效率高、使用方便。本发明的对变形钢护筒内孔震动扩孔方法，利用在震动锤的震动力作用下钢护筒周边泥土容易液化的原理，减少土体作用在钢护筒上的压力，从而使得钢护筒在震动扩孔器向外的弧形伞面板震动力作用下复圆。本发明通过操作液压缸使伞形震动扩孔器张开或收缩，张开时用于对钢护筒内孔扩孔，收缩时便于上提本发明的震动扩孔器。本发明利用震动扩孔器张开时形成的斜杆、撑杆、导向筒的稳定楔形结构，将油缸的垂直向下作用力转化为弧形伞面板水平向外力，在震动锤的震动力作用下保持弧形伞面板水平的向外力，达到对钢护筒内孔扩孔的目的。本发明的工效为现有技术的12倍，大大缩短了施工周期，显著降低了施工成本。本发明的震动扩孔器可根据不同沉桩的具体要求反复组装使用，使用成本较低。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是本发明的震动扩孔器收缩状态结构示意图；

图2是本发明的震动扩孔器张开状态结构示意图；

图3是图2的A向放大视图。