專利名稱：吸力樁的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種吸力樁(suction pile)的施工方法，更詳細(xì)地講，涉及利用樁的內(nèi)壓和外壓之間的氣壓差或者水壓差在水底打樁并設(shè)立該吸力樁的施工方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，作為用于構(gòu)筑海上建筑物的基礎(chǔ)樁的施工方法，使用在通過(guò)遮水工事?lián)踝『Ｋ臓顟B(tài)下象在一般陸地上的施工過(guò)程一樣進(jìn)行基礎(chǔ)樁施工的施工方法。
根據(jù)現(xiàn)有施工方法，在水深不那么深的海上其施工不困難，但在水很深的深海上使用該施工方法是非常困難的，而且這樣的施工方法有施工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)和成本過(guò)高的缺點(diǎn)。
作為用于改善這種現(xiàn)有施工方法的技術(shù)而提出的方案，是使用吸力樁的施工方法。
使用吸力樁的施工方法按照以下過(guò)程進(jìn)行。
首先，在下部開放、上部密閉的吸力樁上安裝水下泵，該水下泵安裝在吸力樁的上部。另外，在水上設(shè)有用駁船或者普通船舶做成的作業(yè)平臺(tái)，在該作業(yè)平臺(tái)上裝有用于設(shè)立吸力樁的起重機(jī)及測(cè)定水下位置的位置測(cè)定裝備(GPS裝備)等。
用起重機(jī)將吸力樁定位在水下的適當(dāng)位置后，當(dāng)啟動(dòng)水下泵向外部排出樁內(nèi)的水時(shí)，水下和吸力樁之間就產(chǎn)生壓力差，通過(guò)該壓力差將吸力樁打入海底。
圖1是本發(fā)明人在韓國(guó)申請(qǐng)了專利的吸力樁的施工裝置的示意圖。在此圖中為了便于說(shuō)明，畫出了吸力樁7的剖面。圖2所示是圖1中的吸力樁7的詳細(xì)圖。
如圖1所示，在海上安裝有由駁船的腳部8支撐的作業(yè)平臺(tái)9。用在作業(yè)平臺(tái)9或者水上船舶等安裝的起重機(jī)裝置等將吸力樁7垂直地設(shè)立在水底(不僅限于海，包括河底、湖底等)。
在上述吸力樁7的上部裝有文丘里流量計(jì)(ベンチュ一リ計(jì))6，而且該吸力樁7的上部除了與上述文丘里流量計(jì)6連通的排出口21外是密閉著的。上述文丘里流量計(jì)6經(jīng)排出管5與位于作業(yè)平臺(tái)9上的泵1連接。
上述泵1經(jīng)吸入管2將水吸上來(lái)，通過(guò)邊看壓力計(jì)4邊操作閥門3，經(jīng)排出管5向裝在吸力樁7上部的文丘里流量計(jì)6加壓供水。10是安在吸入管端部、用于防止異物流入吸入管2的過(guò)濾器。
給文丘里流量計(jì)6加壓供給的水，邊流過(guò)文丘里流量計(jì)6的中央部分邊變快流速，根據(jù)文丘里原理，吸力樁7內(nèi)部的水通過(guò)排出口21從文丘里流量計(jì)6的出口排出。由于吸力樁內(nèi)部的水持續(xù)排出，吸力樁7的內(nèi)壓和外壓之間產(chǎn)生壓力差，通過(guò)由于該壓力差產(chǎn)生的力，吸力樁7被壓向水底，打入水底。
在這樣現(xiàn)有的吸力樁施工方法中，在吸力樁7定位于水底的瞬間，由于吸力樁7的自重打入一定深度，但此時(shí)，由于自重吸力樁7產(chǎn)生瞬間過(guò)多的下沉，其結(jié)果，在吸力樁7的內(nèi)部產(chǎn)生漂浮力。由于這種漂浮力有時(shí)發(fā)生吸力樁7上浮、傾斜。另外，由于水底地質(zhì)不均勻等有時(shí)吸力樁7也會(huì)傾斜。這樣，在吸力樁7傾斜時(shí)，吸力樁7就不能垂直立住。
還有，即使吸力樁7垂直設(shè)立，并適當(dāng)?shù)乇３治?的內(nèi)壓和外壓之差，如圖2所示，沿著樁的內(nèi)面也會(huì)產(chǎn)生局部沙沸(sandboiling)現(xiàn)象11，從而沙流入吸力樁的內(nèi)部。
這樣，如果沙流入吸力樁7的內(nèi)部，就會(huì)在吸力樁7內(nèi)部的上端積累沙，最終堵塞排出口21，其結(jié)果是，吸力樁7內(nèi)部的水不能被順利地排出，難以打入吸力樁7。而且，在吸力樁7中將產(chǎn)生未完全打入的區(qū)域12。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題而提出的，其目的是提供一種吸力樁施工方法，能在吸力樁初期設(shè)置時(shí)邊垂直保持吸力樁邊設(shè)立，而且能將吸力樁完全打入水底。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的吸力樁的施工方法，將吸力樁打入水底來(lái)設(shè)立吸力樁，其特征在于由水上的起重機(jī)使吊掛在上述吸力樁上端的相互對(duì)置的位置的繩索下降，使吸力樁接觸到水底；為使上述吸力樁的內(nèi)壓與外壓相比變小、并因由吸力樁的內(nèi)壓和外壓之間的壓差產(chǎn)生的對(duì)稱的力使吸力樁邊保持垂直狀態(tài)邊打入水底，而從上述吸力樁接觸水底的瞬間開始，使上述吸力樁內(nèi)部的水向上述吸力樁的外部排出；為了除去在上述吸力樁打入過(guò)程中積累在上述吸力樁內(nèi)部上端的沙，反復(fù)進(jìn)行下列步驟以將吸力樁打入海底步驟1，為使上述吸力樁的內(nèi)壓與外壓保持相同，而通過(guò)向吸力樁的內(nèi)部注入與從吸力樁排出的水量相對(duì)應(yīng)的水，來(lái)攪亂吸力樁內(nèi)部的沙并向吸力樁的外部排出；步驟2，中斷水的注入，并使吸力樁內(nèi)的水被持續(xù)地排出。


圖1是本發(fā)明人提出的吸力樁施工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是表示進(jìn)行現(xiàn)有的吸力樁施工時(shí)發(fā)生的沙的積累現(xiàn)象的吸力樁的剖面圖。
圖3是表示本發(fā)明的吸力樁施工方法的實(shí)施例的示意圖，。
圖4是表示適用于本發(fā)明施工方法的吸力樁的圖，(a)是吸力樁的剖面圖，(b)是吸力樁的平面圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖，就與本發(fā)明有關(guān)的吸力樁的施工方法的最佳實(shí)施例加以詳細(xì)地說(shuō)明。
圖3是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的吸力樁施工方法的各個(gè)步驟的示意圖，除了在作業(yè)平臺(tái)9上安裝起重機(jī)13這一點(diǎn)和后面所述的所用吸力樁7的結(jié)構(gòu)不同這一點(diǎn)之外，其結(jié)構(gòu)與上述圖1中所示的現(xiàn)有技術(shù)本質(zhì)相同。因此對(duì)與圖1中所說(shuō)明的結(jié)構(gòu)相同之處，省略其說(shuō)明。
圖4是表示本發(fā)明中使用的吸力樁7結(jié)構(gòu)的圖，圖4a是吸力樁7的剖面圖，圖4b是圖4a中所示的吸力樁7的平面圖。
如圖3所示，在水底設(shè)立吸力樁7，利用起重機(jī)13，起重機(jī)13的牽引繩14掛在吸力樁7上端兩側(cè)的相互對(duì)置的位置，通過(guò)降下該牽引繩14將吸力樁7降向水底。象這樣將牽引繩14掛在吸力樁7上端兩側(cè)的相對(duì)位置的理由是為了吸力樁7降向水底時(shí)保持吸力樁7的平衡。
在本發(fā)明中，上述吸力樁7，如圖4a以及4b所示，在其上部除排出口21以外形成多個(gè)注入口22。上述排出口21與圖1相關(guān)連并如前所述，是吸力樁7內(nèi)部的水排向文丘里流量計(jì)6用的孔，上述注入口22是吸力樁7外部的水向吸力樁內(nèi)部注入用的孔，經(jīng)注入管15與上述泵1連接著(參照?qǐng)D3)。上述注入口22最好形成在上述吸力樁7的邊緣附近，但并不是必須限于此。
用起重機(jī)13將吸力樁7慢慢地降向水底。在水上作業(yè)平臺(tái)9上裝有位置測(cè)量裝備(例如GPS裝備)，用它來(lái)確認(rèn)吸力樁的設(shè)立位置等。
從吸力樁7與水底接觸的瞬間開始，作業(yè)平臺(tái)9上的泵1按預(yù)定的時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)排出管5向裝在吸力樁7上部的文丘里流量計(jì)6加壓供水。
向文丘里流量計(jì)6加壓供給的水，邊流過(guò)文丘里流量計(jì)6的中央部分邊加快流速，根據(jù)文丘里原理，吸力樁7內(nèi)部的水經(jīng)排出口21從文丘里流量計(jì)6的出口被排出。
這樣，從吸力樁7接觸到水底的瞬間開始吸力樁7內(nèi)部的水被排出，由此吸力樁7內(nèi)部的漂浮力被消除，由于吸力樁7的內(nèi)壓和外壓之間的壓力差吸力樁7無(wú)傾斜地以垂直狀態(tài)壓向水底并打入水底。
通過(guò)這樣的過(guò)程吸力樁7開始垂直地打入，由于泵1以一定的壓力運(yùn)轉(zhuǎn)，吸力樁內(nèi)部的水向外部排出，由此吸力樁7繼續(xù)打入水底。隨著吸力樁的繼續(xù)打入，由于沙沸現(xiàn)象沙在吸力樁7內(nèi)部上端積累，在本發(fā)明中，啟動(dòng)泵1向注入管23供水，經(jīng)在吸力樁7上部形成的注入口22向吸力樁7的內(nèi)部供水。此時(shí)，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)經(jīng)注入口22注入的水量和經(jīng)排出口21排出的水量，使吸力樁7的內(nèi)壓與外壓保持相同的壓力。其結(jié)果，積累在吸力樁7上端的沙被注入的水?dāng)噥y，該被攪亂的沙經(jīng)排出口21和水一起被排出。因此，可以防止在吸力樁7打入過(guò)程中由于沙積累在吸力樁7的內(nèi)部上端而造成排出口21堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。
從開始排沙開始經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后，中斷水的注入，使吸力樁7內(nèi)部的水排向外部，再次打入吸力樁7。另外，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后或者吸力樁7打到預(yù)定的深度后，或者沙積累在吸力樁7內(nèi)部上端而使吸力樁7的打入延遲時(shí)，再次向吸力樁7內(nèi)部注入水，同時(shí)通過(guò)排水使沙排向吸力樁7的外部。反復(fù)這樣的過(guò)程將吸力樁7打入水底，完成對(duì)其的設(shè)置。
本發(fā)明的效果如下。
根據(jù)上述的本發(fā)明，可在吸力樁7設(shè)置初期，防止吸力樁7的傾斜，并垂直地設(shè)立吸力樁7。
另外，可以防止在吸力樁7打入過(guò)程中發(fā)生沙積累在吸力樁7上端內(nèi)部的問(wèn)題。因此，可以防止由于沙的積累而造成的吸力樁7未完全打入。
權(quán)利要求
1.一種吸力樁的施工方法，將吸力樁打入水底來(lái)設(shè)立吸力樁，其特征在于由水上的起重機(jī)使吊掛在上述吸力樁上端的相互對(duì)置的位置的繩索下降，使吸力樁接觸到水底；為使上述吸力樁的內(nèi)壓與外壓相比變小、并通過(guò)吸力樁的內(nèi)壓和外壓之間的壓差產(chǎn)生的對(duì)稱的力使吸力樁保持垂直狀態(tài)邊打入水底，而從上述吸力樁接觸水底的瞬間開始，使上述吸力樁內(nèi)部的水向上述吸力樁的外部排出；為除去在上述吸力樁打入過(guò)程中積累在上述吸力樁內(nèi)部上端的沙，反復(fù)進(jìn)行下列步驟以將吸力樁打入海底步驟1，為使上述吸力樁的內(nèi)壓與外壓保持相同，而通過(guò)向吸力樁的內(nèi)部注入與從吸力樁排出的水量相對(duì)應(yīng)的水，來(lái)攪亂吸力樁內(nèi)部的沙并向吸力樁的外部排出；步驟2，中斷水的注入，并使吸力樁內(nèi)的水被持續(xù)地排出。
全文摘要
提供一種吸力樁的施工方法，利用樁的內(nèi)壓和外部氣壓或水壓的壓力差將吸力樁打入水底并設(shè)置。特征是由水上起重機(jī)使吊掛在吸力樁上端相互對(duì)置位置的繩索下降，使吸力樁接觸水底；為使吸力樁的內(nèi)壓比外壓變小、由因吸力樁的內(nèi)壓和外壓間的壓差產(chǎn)生的對(duì)稱的力使吸力樁邊保持垂直邊打入水底，而從吸力樁接觸水底的瞬間開始，使吸力樁內(nèi)部的水向吸力樁外部排出；為除去在吸力樁打入過(guò)程中積累在吸力樁內(nèi)部上端的沙，反復(fù)進(jìn)行下列步驟以將吸力樁打入海底步驟1，為使吸力樁的內(nèi)壓與外壓保持相同，而通過(guò)向吸力樁的內(nèi)部注入與從吸力樁排出水量相對(duì)應(yīng)的水，來(lái)攪亂吸力樁內(nèi)部的沙并向吸力樁外部排出；步驟2，中斷水的注入，并使吸力樁內(nèi)的水持續(xù)排出。
文檔編號(hào)E02D23/08GK1438390SQ0310443
公開日2003年8月27日 申請(qǐng)日期2003年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月15日
發(fā)明者曺永基 申請(qǐng)人:株式會(huì)社大宇建設(shè), 方相喆