一种水泥深层搅拌船桩架系统的制作方法

本实用新型涉及一种桩架系统，属于水上水泥搅拌技术领域，具体涉及一种水泥深层搅拌船桩架系统。

背景技术：

目前，随着我国港口建设规模的扩大，新港址的开发，海上工程的投入越来越大，特别是海上地基加固工程，如人工岛海底地基加固、桥墩基础地基加固、岸壁码头地基加固、护岸及防波堤地基的加固等等。

水泥深层搅拌加固法是水下地基处理的理想方法，且得到了国内外大量实际工程的验证。但国内水泥深层搅拌船的配套设备能力落后，特别是桩架系统均为单桩架设计，单次成桩面积小，地基处理效率低，处理深度低，且每成一幅桩都需要移动船舶，能耗高，不能满足新建工程的高速、高效、节能的要求。

鉴于以上问题，开发适应范围广、节能高效的水泥深层搅拌船桩架系统是本领域的迫切需求。

技术实现要素：

本实用新型主要是解决现有技术所存在的桩架单次成桩面积小，地基处理效率低，处理深度浅，能耗高，不能满足新建工程的高速、高效、节能要求的技术问题，提供了一种水泥深层搅拌船桩架系统。该系统既能一次成多幅桩，也能单独作业，工程适应范围广，节能高效，桩架横移操作安全可靠，实用性强，为海上地基加固工程提供了新的施工装备，具有明显的经济和社会效益。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种水泥深层搅拌船桩架系统，包括：桩架以及固定于船体上的桩架支架，所述桩架分为两组，分别是：

第一桩架，其顶部通过短铰轴铰接于所述桩架支架顶部，其底端连接于固定在船体上的桩架底座上；

第二桩架，其顶部通过长铰轴铰接于所述桩架支架顶部并可沿长铰轴滑动，其底端下铰座为滑槽形式，扣在固定于船体上的桩架滑座上并通过螺栓连接，拆除螺栓后可沿桩架滑座滑动。

优化的，上述的一种水泥深层搅拌船桩架系统，所述桩架包括：桩架主结构，设置于桩架主结构上的竖轴，所述桩架支架顶部设置有与所述竖轴相配合的轴孔；所述轴孔上侧设置有竖轴顶盖。

优化的，上述的一种水泥深层搅拌船桩架系统，所述桩架支架为A字形结构，其包括：A字架主结构、前铰座、后铰座；其中，A字架主结构与前铰座、后铰座通过销轴铰接，并且，所述前铰座、后铰座焊接于船体上。

优化的，上述的一种水泥深层搅拌船桩架系统，所述第一桩架的中心线与船体纵向中心线重合；所述第二桩架为两个以上，并且对称设置于所述第一桩架两侧。

优化的，上述的一种水泥深层搅拌船桩架系统，还包括：

辅助起升机构，由辅助绞车、辅助导向滑轮组、辅助定滑轮组组成，其中，所述辅助绞车固定在船体上，辅助绞车的钢丝绳穿过设置于桩架顶部的辅助导向滑轮组和辅助定滑轮组与吊钩连接。

因此，本实用新型具有如下优点：本实用新型的三组桩架之间横向间距可调，安装在桩架轨道上的三组水泥深层搅拌处理机能同时作业，一次可成多幅桩，也能单独作业，工程适应范围广，节能高效，并且桩架横移操作安全可靠，实用性强，为海上地基加固工程提供了新的施工装备，具有明显的经济和社会效益。

附图说明

图1本实用新型桩架系统整机侧视示意图；

图2是图1的A-A向示意图；

图3本实用新型桩架系统三组桩架间距调节前主视示意图；

图4本实用新型桩架系统三组桩架间距调节后主视示意图；

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

图中，A字架主结构1、前铰座2、后铰座3、顶部短铰轴4、顶部长铰轴5、桩架主结构6、下铰座7、竖轴8、竖轴顶盖9、桩架底座10、桩架滑座11、主绞车12、导向滑轮组13、定滑轮组14、辅助绞车15、辅助导向滑轮组16、辅助定滑轮组17、水泥深层搅拌处理机18。

实施例：

本实用新型桩架系统包括A字架、桩架、桩架底座、桩架滑座、吊桩主起升机构、辅助起升机构、水泥深层搅拌处理机。

本实施例共有三组桩架，且三组桩架横向间距可调，其中中间桩架固定，不可横向调节，两侧桩架相对于中间桩架的横向距离可调。

每组桩架上安装一组水泥深层搅拌处理机，桩架上设置有垂向轨道，轨道为滑槽形式，水泥深层搅拌处理机上设置有滑块，滑块扣在轨道上上下滑动。

A字架由A字架主结构1、前铰座2、后铰座3、顶部短铰轴4、顶部长铰轴5组成，A字架主结构1与前铰座2、后铰座3均通过销轴铰接，前铰座2、后铰座3与船体焊接；桩架由桩架主结构6、下铰座7、竖轴8、竖轴顶盖9组成，桩架主结构6通过销轴与下铰座7铰接；中间桩架与桩架底座10通过螺栓固定连接，同时中间桩架与A字架通过顶部短铰轴4铰接，两侧桩架与桩架滑座11通过螺栓固定连接，同时两侧桩架与A字架通过顶部长铰轴5铰接，中间桩架和两侧桩架的四个竖轴8均穿过A字架顶部横梁上面板的轴孔，竖轴顶盖9对竖轴8起到垂向限位作用，但容许竖轴8具有一定的向上活动间隙，桩架底座10和桩架滑座11与船体焊接；吊桩主起升机构由主绞车12、导向滑轮组13、定滑轮组14组成，主绞车12固定在船体上，钢丝绳穿过导向滑轮组13和定滑轮组14与水泥深层搅拌处理机18连接，吊桩主起升机构通过收放钢丝绳带动水泥深层搅拌处理机18沿桩架轨道方向运动；辅助起升机构由辅助绞车15、辅助导向滑轮组16、辅助定滑轮组17组成，辅助绞车15固定在船体上，钢丝绳穿过辅助导向滑轮组16和辅助定滑轮组17与吊钩连接，辅助起升机构的作用是协助完成现场作业。

本实用新型桩架系统三组桩架横向间距可调，其中中间桩架固定(中间桩架中心线与船体纵向中心线重合)，不可横向调节，两侧桩架相对于中间桩架的横向距离可调；

两侧桩架与桩架滑座的连接螺栓以及与A字架连接的竖轴拆除后，在顶部长铰轴和桩架滑座的导向作用下，桩架可在桩架滑座上横向滑动，横移到位再安装螺栓和竖轴，从而满足水工建筑成桩不同间距的要求。

桩架的顶部铰轴孔为腰圆孔，顶部铰轴(包括顶部短铰轴和顶部长铰轴)在腰圆孔中的垂向活动距离大于桩架受力垂向变形量，且A字架顶部横梁上平面与桩架顶部铰轴梁下平面间距离也大于桩架受力垂向变形量，从而桩架所受的垂直力不会施加到A字架上；桩架的竖轴孔也为腰圆孔，竖轴在腰圆孔中的前后活动距离大于桩架受力前后变形量，从而不影响A字架与桩架的铰接功能。

两侧桩架在进行横向移位时需要借助相关外部设备来完成操作，两侧桩架横移操作前，先将水泥深层搅拌处理机18搁置在船舶甲板上，使桩架卸载后方可进行桩架横移；在A字架顶部和下铰座7的相应位置分别设置液压千斤顶(A字架顶部也可以用倒链葫芦代替液压千斤顶)，同时在A字架顶部长铰轴5及桩架滑座11的滑移面涂润滑脂；先拆除桩架与A字架连接的竖轴8，再拆除下铰座7与桩架滑座11之间的连接螺栓；

在上下两个位置的液压千斤顶协调同步作用下(因桩架的顶部铰轴孔为腰圆孔，桩架自重载荷全部施加在桩架滑座11上，从而摩擦阻力就集中在桩架滑座11上，且摩擦阻力不大)，同时在顶部长铰轴5和桩架滑座11的导向作用下，缓慢横移桩架；待桩架横移到所需位置后，进行微调定位，并安装下铰座7与桩架滑座11之间的连接螺栓，再安装桩架与A字架连接的竖轴8，移除相关外部设备，桩架横向移位操作完成。

桩架横向移位完成后，根据现场施工定位要求，驱动船舶到达指定桩位，同时启动三台主绞车12(也可以只启动单台主绞车12)，按照水泥深层搅拌桩成桩工艺步骤，由主绞车12收放钢丝绳带动水泥深层搅拌处理机18沿桩架轨道方向上下运动，水泥深层搅拌处理机18将预先制备好的水泥浆等材料注入水下地基土中，并与地基土就地强制搅拌均匀形成拌合土，此过程需要上下多次混合搅拌，并由辅助起升机构配合完成水泥深层搅拌处理机18上钻杆的接续和拆卸，经水化作用形成所需强度及成桩间距要求的水泥土搅拌桩。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了A字架主结构1、前铰座2、后铰座3、顶部短铰轴4、顶部长铰轴5、桩架主结构6、下铰座7、竖轴8、竖轴顶盖9、桩架底座10、桩架滑座11、主绞车12、导向滑轮组13、定滑轮组14、辅助绞车15、辅助导向滑轮组16、辅助定滑轮组17、水泥深层搅拌处理机18等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。