[发明专利]水下挤密砂桩的着底判断方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种水下挤密砂桩的着底判断方法。

本发明还涉及一种水下挤密砂桩的着底判断装置。

背景技术

水下挤密砂桩是一种地基加固新技术，它通过振动设备和管腔增压装置把砂强制压入软弱地基中形成扩径砂桩，从而增加地基强度，加快地基固结，减少结构物沉降，提高地基的抗液化能力，具有施工周期短，加固效果直接、明显，工序可控性好。因此其可广泛应用于对砂性土、粘性土、有机质土等几乎所有土质的地基加固处理。与一般砂桩相比，挤密砂桩桩体的密实性高，加固的置换率可达60～70％。它作为地基处理的一种新技术，有独特的优势，非常适用于外海人工岛、防波堤、护岸、码头等工程的地基基础加固。

水上挤密砂桩(SCP)是利用振动荷载将特殊钢套管打入软基中，在套管中灌砂，通过振动设备和管腔增压等装置，经过有规律的反复提升和回打套管，使砂桩扩径，形成更大直径的挤密砂桩。原地基被砂强制置换，密实砂桩与软土共同作用构成复合地基，达到改善地基整体稳定性、提升地基整体抗滑与抗剪能力、加快地基固结等效果。

挤密砂桩工艺流程包括以下主要步骤：1)加压排水；2)沉放套管进入土层；3)持压、加砂、振动沉放套管；4)端部处理排出管内泥柱；5)上拔套管排出砂料，形成砂柱；6)振动回打扩径，形成挤密砂桩；7)重复加砂、回打，循环反复形成整根挤密砂桩桩体；8)桩顶处理，完成挤密砂桩成桩。

对上述的工艺流程进行梳理分析，挤密砂桩的成桩特点体现在以下几个过程：1)在沉管过程中，利用振动锤将砂桩套管打设至预定高程，并控制套管内空气压力使套管外土体不涌入管内；2)在上拔套管排出砂料的过程中，调节套管内空气压力使管内砂料顺利排出；3)在挤密扩径阶段，利用振动锤和管端结构将砂柱振动回打扩径，形成挤密砂桩。

目前，尚无挤密砂桩成桩理论资料可参考，对于砂桩套管是否着底也没有适当的判断方法和装置。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种水下挤密砂桩的着底判断方法和装置，用于解决现有技术中挤密砂桩成桩过程中缺少判断着底的方法和装置的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种水下挤密砂桩的着底判断方法，包括以下步骤：

1)持压施打砂桩套管，当砂桩套管接近处理土层底标高时，通过位于砂桩套管下端的压力盒对砂桩套管的端部压力进行测试；

2)当压力盒测得的端部压力趋于平稳时，砂桩套管已着底，停止砂桩套管的持压施打，砂桩套管开始持压上拔。

优选的，端部压力趋于平稳的标准为压力盒测得的端部压力的增幅在10s内为10％～20％。

优选的，砂桩套管持压施打的过程中，通过砂桩套管测量系统在砂桩套管的上端测量砂桩套管的下沉速度；当压力盒测得的端部压力趋于平稳时，砂桩套管测量系统测得的下沉速度小于1m/min。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种水下挤密砂桩的着底判断装置，它包括固定于砂桩套管的下端内部的压力盒，压力盒通过输入电缆、输出电缆与砂桩控制系统相连接。

优选的，砂桩套管内固定有十字筋板，十字筋板沿砂桩套管的径向平面的截面为十字形，十字筋板的下端面固定有端部平板，压力盒固定在端部平板的下表面上。进一步的优选，端部平板上设有供压力盒的头部穿过的通孔，压力盒的头部与输入电缆、输出电缆相连接。

优选的，砂桩套管的侧壁设有供输入电缆、输出电缆通过的过线孔。

优选的，压力盒与砂桩套管的下端面之间沿砂桩套管的轴线方向的距离为0.5m。

如上，本发明水下挤密砂桩的着底判断方法和装置，具有以下有益效果：

该水下挤密砂桩的着底判断方法和装置，可以准确判断砂桩套管是否着底，确定砂桩套管停止持压施打和开始持压上拔的时机，保证了挤密砂桩成桩的质量。

附图说明

图1显示为本发明水下挤密砂桩的着底判断方法的压力盒测量的端部压力时程曲线示意图。

图2显示为本发明水下挤密砂桩的着底判断装置的从砂桩套管内部上方俯视的结构示意图。

图3显示为图2所示的水下挤密砂桩的着底判断装置的从砂桩套管内部下方仰视的结构示意图。

图4显示为图2所示的水下挤密砂桩的着底判断装置的压力盒与端部平板相固定的截面 示意图。

元件标号说明

1 十字筋板

2 端部平板

21通孔

3 压力盒

31头部

具体实施方式