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，無法根本提高結(jié)構(gòu)的防腐蝕破壞能力，未來需反復進行修復，費用昂貴；且對于水下結(jié)構(gòu)維修加固的方法主要是水中圍堰加擴大截面法，水中圍堰隔離水，采用混凝土進行封底，施工前要先安裝圍堰，在無水的情況下進行加固，該方法施工難度大，成本高，時間長，占用資源大，對航道有影響，存在安全風險，有些水中結(jié)構(gòu)受到周圍環(huán)境條件的限制，無法得到有效及時的修復。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(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，該加固裝置機械鎖定加上注漿粘結(jié)的雙重機制下，提升樁體的承載力和耐久性，對樁體起到修復加固作用，還提供加固施工方法，對基礎問題和樁體自身問題均作出相應施工方法進行加固，整體對樁體進行加固，延長樁體的使用壽命。
2、為實現(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對樁體外圍開設有至少兩道限位槽，限位槽上下端面設有卡槽，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現(xiàn)與限位槽加固。
3、進一步的，所述加固系統(tǒng)包括外保護套筒，所述外保護套筒內(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，所述底部封板上設有加強密封件，所述加強密封件用于保證底部封板與樁體外壁之間的密封性。
4、進一步的，所述外保護套筒上設有吊耳，所述吊耳與下放結(jié)構(gòu)連接。
5、進一步的，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)壁圓周分布有多個螺紋孔，延伸板內(nèi)側(cè)壁嵌設有彈性密封條，所述加強密封件設置在定位槽和放置槽內(nèi)。
6、進一步的，所述加強密封件包括設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、進一步的，所述弧形板具有空腔，所述空腔內(nèi)對應限位槽設有滑移連接的限位塊，所述限位塊內(nèi)部與空腔連通，所述限位塊上設有伸縮卡件，所述外保護套筒內(nèi)壁對應限位塊設有推動件，通過推動件驅(qū)動限位塊移動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、進一步的，所述推動件包括設置在外保護套筒內(nèi)壁上的臺階板，所述臺階板上豎向滑移連接有推動桿，推動桿連接有轉(zhuǎn)動桿，轉(zhuǎn)動桿通過限位環(huán)固定在外保護套筒內(nèi)壁靠上位置，通過轉(zhuǎn)動桿的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)推動桿的上下移動，所述外保護套筒內(nèi)壁靠下位置設有環(huán)形槽，供弧形板外部的彈性密封圈嵌合密封。
9、進一步的，所述弧形板一側(cè)邊帶缺口的環(huán)形限位槽，另外一側(cè)邊對應環(huán)形限位槽設有限位柱，所述限位柱沿著長度方向設有豎向通道與弧形板底部開設的凹槽連通，所述充氣管道設置在豎向通道內(nèi)。
10、進一步的，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：潛水員或是水下機器人對水下樁體部分進行檢查，確定水下結(jié)構(gòu)存在的問題，問題分為基礎問題和樁體自身問題，針對基礎問題，通過在樁周土周圍打設水泥攪拌樁，與原有基礎形成復合地基；
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對樁體外表面進行清理并根據(jù)樁體進行相應開槽形成限位槽，限位槽上下端面開孔設有卡槽，限位槽的形狀根據(jù)位置及施工難度確定；
14、s3：在水上樁體外圍進行加固件的拼裝，再加固件外圍安裝外保護套筒，加固件與外保護套筒之間通過密封圈密封且通過密封圈實現(xiàn)上下限位，然后通過下放結(jié)構(gòu)將外保護套筒和加固件移動至缺陷位置；
15、s4：通過底部封板上的加強密封件對底部封板內(nèi)的氣囊進行充氣，通過氣囊將底部封板與樁體、弧形板實現(xiàn)貼合密封，然后通過抽水設備將外保護套筒和加固件內(nèi)的水進行抽出；
16、s5：通過推動件的向下推動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現(xiàn)加固件與樁體的連接，然后通過注漿設備對加固件內(nèi)部進行注漿；
17、s6：注漿完成待成型，成型后下放結(jié)構(gòu)對外保護套筒進行回收，完成水下樁體的加固。
18、有益效果：本申請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，實現(xiàn)加固件的精準安裝，為注漿前提供臨時固定，避免水下作業(yè)中因水流、浮力等因素導致位置的偏移；然后在進行注漿作業(yè)，通過注漿補充加固，漿料填補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，增強界面粘結(jié)力，機械鎖定加上注漿粘結(jié)的雙重機制下，提升樁體的承載力和耐久性，對樁體起到修復和加固作用。
19、還提供了加固的施工方法，針對基礎問題和樁體自身問題均做出相對應加固，對基礎問題采用水泥攪拌狀形成復合地基，提升樁周土承載力，對樁體支撐通過加固系統(tǒng)實現(xiàn)修復加固，從整體上對樁體進行加固，進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對樁體外圍開設有至少兩道限位槽(1)，限位槽(1)上下端面設有卡槽(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)包括外保護套筒(4)，所述外保護套筒(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)上設有加強密封件(53)，所述加強密封件(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：所述外保護套筒(4)筒壁上設有吊耳(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)壁圓周分布有多個螺紋孔，延伸板(11)內(nèi)側(cè)壁嵌設有彈性密封條，所述加強密封件(53)設置在定位槽(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：所述加強密封件(53)包括設置在定位槽(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)對應限位槽(1)設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)上設有伸縮卡件(13)，所述外保護套筒(4)內(nèi)壁對應限位塊(12)設有推動件(14)，通過推動件(14)驅(qū)動限位塊(12)移動與限位槽(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：所述推動件(14)包括設置在外保護套筒(4)內(nèi)壁上的臺階板(141)，所述臺階板(141)上豎向滑移連接有推動桿(142)，推動桿(142)連接有轉(zhuǎn)動桿(143)，轉(zhuǎn)動桿(143)通過限位環(huán)固定在外保護套筒(4)內(nèi)壁靠上位置，通過轉(zhuǎn)動桿(143)的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)推動桿(142)的上下移動，所述外保護套筒(4)內(nèi)壁靠下位置設有環(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)邊設有帶缺口的環(huán)形限位槽(15)，另外一側(cè)邊對應環(huán)形限位槽(15)設有限位柱(16)，所述限位柱(16)沿著長度方向設有豎向通道(161)與弧形板(52)底部開設的凹槽連通，所述充氣管道(532)設置在豎向通道(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：