一种用于修复码头桩基断裂损伤的方法

技术领域

本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种用于修复码头桩基断裂损伤的方法。

背景技术

桩基作为一种建筑领域常用的基础结构，其在构造、施工时的建筑指标高低对于位于基础结构上的建筑结构的质量好坏起着至关重要的作用。

现有技术中，高桩码头是广泛运用于可以沉桩的各种地基，特别是软土地基上一种常见码头结构形式，其一般均由桩基和上部结构组成，桩基一般采用预应力管桩、预应力方桩、钢套管桩及钻孔灌注桩等；上部结构一般采用钢筋混凝土结构，包括桩帽、横梁、纵梁、面板等构件，其中，梁板式结构是高桩码头普遍采用的一种结构形式。

然而，当高桩码头中的桩基在出现断裂后，通常难以修复，即使采用常见的水泥砂浆对断裂部位进行修补，或者采用抱箍等加固件对其进行加固等，在修复后，也难以恢复其承载力，此外，该修复方式需要配合使用的机具和工艺复杂，例如：现有桩基的修复加固措施采用采用诸如：聚合物水泥砂浆修补、粘贴碳纤维布、加大截面法、包覆法、钢抱箍加固等方法，并且大部分是针对桩基的耐久性进行修复，因此需要原有的桩基大多保持完整，且未发生断裂破坏。对于出现断裂的桩基，通常在断裂桩基附近再打设新桩基，现浇混凝土墩台，共同支撑断桩上部结构，此类措施可恢复桩基承载力，但重新安装桩基和浇筑的施工成本高，修复时间即工期较长，无法在短时间内起效，且未有效利用原有断裂桩基的残余结构和承载力，导致修复成本较高。

因此，如何提供一种用于修复码头桩基断裂损伤的方法，可以在提升码头的断裂桩基在修复后的承载力的同时，快速地对断裂桩基进行修复，是本发明亟需解决的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术的缺点或不足，本发明要解决的技术问题是提供一种用于修复码头桩基断裂损伤的方法，可以在提升码头的断裂桩基在修复后的承载力的同时，快速地对断裂桩基进行修复。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于修复码头桩基断裂损伤的方法，包括以下步骤：

确定码头结构的断裂桩基，并对断裂桩基的上部进行处理，以得到所述断裂桩基上暴露于外部的断裂部位；

通过吊装的方式将灌浆管套入所述断裂桩基，并使得所述灌浆管沉入地下至预设的深度距离；

在所述灌浆管与所述断裂桩基的缝隙中灌注修复浆体，直至覆盖所述灌浆管的顶部后，停止灌注直至所述灌浆管与所述断裂桩基一体成型。

进一步作为优选地，所述确定码头结构的断裂桩基，并对断裂桩基的上部进行处理，以得到所述断裂桩基上暴露于外部的断裂部位的步骤中包括以下步骤：

通过吊装的方式将灌浆管套入所述断裂桩基，并通过打桩机定位架进行定位，以使得所述灌浆管和所述断裂桩基同轴设置；

判断所述灌浆管在重力作用下沉入地下的深度距离是否小于预设值；

若是，则通过打桩机锤击所述灌浆管，直至所述灌浆管到达预设的距离后，停止锤击，否则在所述灌浆管与所述断裂桩基的缝隙中灌注修复浆体。

进一步作为优选地，在所述通过吊装的方式将灌浆管套入所述断裂桩基，并使得所述灌浆管沉入地下至预设的深度距离的步骤之前还包括以下步骤：

判断所述断裂桩基的断裂部位是否出现倾斜和移位；

若是，则判断倾斜度和移位角是否大于预设的参数，否则通过吊装的方式将灌浆管套入所述断裂桩基；

若判断出倾斜度大于预设的度数或移位角大于对应的预设的距离值,则将断裂桩基进行移位修复至预设的修复状态后，在所述灌浆管与所述断裂桩基的缝隙中灌注修复浆体。

进一步作为优选地，在所述通过吊装的方式将灌浆管套入所述断裂桩基，并使得所述灌浆管沉入地下至预设的深度距离的步骤之前还包括以下步骤：

获取所述断裂桩基的桩基参数以及预设的参数公式，确定所述灌浆管的直径和管壁厚度，其中，所述桩基参数包括：所述断裂桩基的桩基直径、桩基长度以及桩基的壁厚；

根据所述桩基参数和所述土质参数，确定所述断裂桩基的持力层深度，以根据所述断裂桩基的持力层深度和桩基的长度，确定灌浆管的长度，进而确定灌浆管的参数，以制备所述灌浆管。

进一步作为优选地，在所述灌浆管与所述断裂桩基的缝隙中灌注修复浆体，直至覆盖所述灌浆管的顶部后，停止灌注直至所述灌浆管与所述断裂桩基一体成型的步骤中包括以下步骤：

在所述灌浆管与所述断裂桩基的缝隙中灌注修复浆体，直至覆盖所述灌浆管的顶部后，停止灌注；

将所述修复浆体静置预设的成型时间后，判断其单桩承载力是否达到预设的标准，其中，所述成型时间至少为二天；

若是，则判定所述灌浆管与所述断裂桩基一体成型，否则间隔设定的时间后，再次判定其单桩承载力是否达到预设的标准。

进一步作为优选地，在所述通过吊装的方式将灌浆管套入所述断裂桩基，并使得所述灌浆管沉入地下至预设的深度距离的步骤之前还包括以下步骤：

在所述灌浆管的内壁沿其轴向等距设置若干个限位部，其中，所述限位部为与所述灌浆管的内壁相连的金属块、与所述灌浆管的内壁相连的弹性体。

进一步作为优选地，所述灌浆管为钢套管。

进一步作为优选地，所述修复浆体为高性能速凝型水下灌浆材料力。

与相有技术相比，本申请可以在提升码头的断裂桩基在修复后的承载力的同时，快速地对断裂桩基进行修复。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1：本发明第一实施例中用于修复码头桩基断裂损伤的方法的工作流程图；

图2：本发明第一实施例中步骤S20的具体流程图；

图3：本发明第一实施例中步骤S11至S20的具体流程图；

图4：本发明第一实施例中优选的一步骤S11至S20的具体流程图；

图5：本发明第一实施例中另一优选的一步骤S11至S20的具体流程图；

图6：本发明第一实施例中用于修复码头桩基断裂损伤的装置的结构示意图；

图7：本发明第一实施例中用于修复码头桩基断裂损伤的装置的结构示意图；

图8：图7中A-A面所示的局部剖面结构示意图；

图9：图7中A-A面所示的另一优选的局部剖面结构示意图。

附图标记：

断裂桩基1、断裂部位11、灌浆管2、限位部21、顶部22、水面4、地面3。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

实施例一

如图1至图8所示，本发明的第一实施例提供了一种用于修复码头桩基断裂损伤的方法，其包括以下步骤：

步骤S10:确定码头结构的断裂桩基1，并对断裂桩基1的上部进行处理，以得到所述断裂桩基1上暴露于外部的断裂部位11；

步骤S20:通过吊装的方式将灌浆管2套入所述断裂桩基1，并使得所述灌浆管2沉入地下至预设的深度距离；

步骤S30:在所述灌浆管2与所述断裂桩基1的缝隙中灌注修复浆体，直至覆盖所述灌浆管2的顶部22后，停止灌注直至所述灌浆管2与所述断裂桩基1一体成型，以便于修复浆体凝固至其材料强度达到对应的强度值，例如桩基的材料的设计承载强度后，完成修复工作。

通过上述内容：通过在断裂桩基1的外部套设灌浆管2，并使得将灌浆管2深入地下预设的深度距离后，然后通过在所述灌浆管2与所述断裂桩基1的缝隙中灌注修复浆体的方式，可以快速实现灌浆管2与断裂桩基1一体成型，以提升断裂桩基1在修复后的承载力，并且，无须复杂的工具以及工艺对断裂桩基1的断裂部位11进行修复，即可在提升码头的断裂桩基1在修复后的承载力的同时，快速地对断裂桩基1进行修复。其中，需要说明的是，本实施例中的地下可以为具有水深的泥面以下，也可以为接近干涸的湿地以下。

进一步作为优选地，所述步骤S20中包括以下步骤：

步骤S201:通过吊装的方式将灌浆管2套入所述断裂桩基1，并通过打桩机定位架进行定位，以使得所述灌浆管2和所述断裂桩基1同轴设置，以在定位后释放断裂桩基，使所述断裂桩基在其重力作用下自沉。

步骤S202:判断所述灌浆管2在重力作用下沉入地下的深度距离是否小于预设值；其中，预设值可优选为桩基在沉入地下后的持力层的顶部22到地面3的距离。

步骤S203:若是，则通过打桩机锤击所述灌浆管2，直至所述灌浆管2到达预设的距离后，停止锤击，否则进入步骤S30。

通过上述方式，可提升断裂桩基1的承载力的牢度，并且由于灌浆管2与断裂桩基1是采用同轴设置的方式，不仅可使得灌浆管2在被灌浆时，各个方向上受力较为均匀而出现倾斜，而且可使得灌浆管2和断裂桩基1整体形成的一体结构满足其周向以及顶部22的可承受的承载力较为均匀，从而可提升其在其周向和顶部22的最大承载力，以防止其出现较大的形变。

进一步作为优选地，在步骤S20之前，以及步骤S10之后还包括以下步骤：

步骤S15:判断所述断裂桩基1的断裂部位11是否出现倾斜和移位；

步骤S16:若是，则判断倾斜度是否大于预设的度数或所述断裂桩基1沿其周向移位转动的移位距离大于预设的距离值，否则进入步骤S20。其中，预设的度数优选为5°，且倾斜度为桩基的断裂部位11的轴向与水平方向之间的夹角。距离值优选为10cm。

步骤S17:若判断出倾斜度大于预设的度数或移位距离大于预设的距离值,则将断裂桩基1进行移位修复至预设的修复状态后，进入步骤S20。

通过该方式，可便于区分得到需采用上述灌浆管2的修复方式及结构的断裂桩基1，以节约成本，提高修复效率。

进一步作为优选地，在步骤S20之前还包括以下步骤：

步骤S11:获取所述断裂桩基1的桩基参数以及预设的参数公式，确定所述灌浆管2的直径和管壁厚度，其中，所述桩基参数包括：所述断裂桩基1的桩基直径、桩基长度以及桩基的壁厚，在此，需要说明的是，本实施例中的桩基优选为空心桩基。

步骤S12:根据所述桩基参数和所述土质参数，确定所述断裂桩基的持力层深度，以根据所述断裂桩基的持力层深度和桩基的长度，确定灌浆管2的长度，进而确定灌浆管2的参数，以制备所述灌浆管2。其中，土质参数包括：所述断裂桩基1的所在的地面3的土壤硬度，埋入断裂桩基的部分的土壤的平均重度等。

具体的说，本实施例中预设的参数公式为D

其中，L

进一步作为优选地，所述步骤S30中包括以下步骤：

步骤S301:在所述灌浆管2与所述断裂桩基1的缝隙中灌注修复浆体，直至覆盖所述灌浆管2的顶部22后，停止灌注；

步骤S302:将所述修复浆体静置预设的成型时间后，判断其单桩承载力是否达到预设的标准，其中，所述成型时间至少为二天；

步骤S303:若是，则判定所述灌浆管2与所述断裂桩基1一体成型，否则间隔设定的时间后，再次判定其单桩承载力是否达到预设的标准。其中，间隔设定的时间为1至2天。预设的标准为断裂桩基在设计时承载力等各项指标参数。其中，判断带有修复浆体和灌浆管2的断裂桩基1的单桩承载力判断方法，具体可参照《水运工程地基基础试验检测技术规程》(JTS 237-2017)，对灌浆管2或断裂桩基的局部进行损伤测试，以获取对应的单桩承载力等并进行校验。

进一步作为优选地，在步骤S20前还包括以下步骤：

步骤S13:在所述灌浆管2的内壁沿其轴向等距设置若干个限位部21，其中，所述限位部21包括：与所述灌浆管2的内壁相连且用于卡合所述断裂桩基1的金属块和/或与所述灌浆管2的内壁相连的弹性体。

进一步作为优选地，所述灌浆管2仅以钢套管为例作说明，显然说明的是，本实施例中的灌浆管2还可以为铜管等其他金属套管，或复合材质，例如碳纤维构成的管材等。

通过限位部21实现灌浆管2对断裂桩基1的周向的固定，且彼此形成定位，以防止灌浆管2在灌浆过程中出现倾斜或晃动而影响了后续修复的整体的承载力，进而使得灌浆管2和断裂桩基1可以快速地一体成型且同轴设置，因此可以方便对断裂桩基1进行快速修复，并提升其承载力。

另外，值得一提的是，本实施例中的限位部21可通过焊接或胶连的方式，设置于灌浆管2的周向侧壁上。

进一步作为优选地，为了使得断裂桩基1的周向方向的受力较为均匀，所述限位部21包括：若干个沿所述灌浆管2的周向设置的限位件。

进一步作为优选地，所述限位部21为设置于在所述灌浆管2的内壁沿其轴向等距设置若干个限位部21。

进一步作为优选地，为了使得断裂桩基的轴向上的各个区域在修复后，其承载力能够保持良好的一致性，且便于装配和固定，用于修复码头桩基断裂损伤的装置还包括若干个限位部21，且各限位部21沿所述灌浆管2的轴向等距设置。

进一步作为优选地，相邻的两个限位部21之间的距离为1～1.5m。

进一步作为优选地，为了满足实际应用中的设计和使用需求，本实施例中的限位部21为与所述灌浆管2的内壁相连的金属块21a。

或者，所述限位部21为与所述灌浆管2的内壁相连的弹性体21b。通过该弹性体21b的弹性变形可使得限位部21被断裂桩基1紧密抵持，从而可实现对灌浆管2与断裂桩基1之间的定位。

进一步作为优选地，所述修复浆体为高性能速凝型水下灌浆材料。

作为另一优选的方案，如图9所示，所述限位部21至少包括：与所述灌浆管2的内壁相连的金属块21a，与所述灌浆管2的内壁相连的弹性体21b。

通过金属块21a和弹性体21b的配合，可在便于安装的同时，借助弹性体21b对灌浆管2和断裂桩基1之间的间隙进行微调，从而使得金属块21a可以较好地抵持断裂桩基。

进一步作为优选地，所述弹性体21b为橡胶体；所述金属块21a为铁块，且所述弹性体21b用于被所述断裂桩基1挤压以形成所述抵持。

进一步作为优选地，所述金属块21a和所述弹性体21b间隔设置。

此外，值得一提的是，为了便于限位部21抵持或卡接断裂桩基1，本实施例中的限位部21可以从连接灌浆管2的一端朝向抵持或卡接断裂桩基1的一端逐渐凸起，或者说，其沿垂直于灌浆管径向上的宽度逐步减小，以形成阶梯状的结构。

并且，作为进一步优选地，本实施例中的限位部21的抵持或卡接断裂桩基1的周向外壁的一端为弧形，以便于贴合断裂桩基。

另外，值得一提的是，本实施例中的高性能速凝型水下灌浆材料力可优选采用满足高流动度、微膨胀性、高强以及早凝等特点的浆体，可工作时间长，抗水分散性能好，有利于钢套管和断裂桩基间的粘结。该高性能速凝型水下灌浆材料的初凝时间≤30min，终凝时间≤90min，并且1天龄期的抗压强度可达30MPa以上。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限定，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围。