一种单桩基础冲刷防护装置的制作方法

1.本发明涉及桩基防护设备技术领域，尤其是涉及一种单桩基础冲刷防护装置。


背景技术：

2.冲刷是波浪、水流冲蚀作用引起的河床或海床泥沙被裹挟带走的一种自然现象，也是造成桩基失稳的重要因素。目前，传统的桩基冲刷防护措施主要分为主动防护和被动防护两种。主动防护主要通过改变桩基附近水流形态，减少水流的紊动，进而减少冲刷。防冲护圈作为形式简单、结构稳定的主动防护措施，有着较强的工程应用前景。
3.中国发明专利cn103243639a(名称为：一种有防冲作用的环翼式桥墩)公开了一种防冲刷技术，通过在桥墩外部安装防冲板(即护圈)，有效阻挡来自桥墩迎水面的下潜水流，改变其大小和方向，实现对水流侵蚀作用的削弱效果。但是，在环翼式护圈的边缘，易于诱发水流紊动与护圈结构的振动，直接影响护圈的防冲效果。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提出一种单桩基础冲刷防护装置，该发明通过将隔离上下水体交换的护圈进行开孔，减缓护圈上下压力差，并降低其附近的水流紊动强度，进一步提高护圈的防护效果。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.本发明提供一种单桩基础冲刷防护装置，用以防护单桩基础冲刷，包括由上往下依次套设于所述单桩外侧的第一固定环、护圈和第二固定环，所述第一固定环和所述第二固定环均紧固在单桩上，所述护圈的上表面与所述第一固定环的底部连接，所述护圈的下表面与所述第二固定环的顶部连接，所述护圈的表面均匀设有用以减缓护圈上下压差和单桩附近水流紊动的多个圆孔，每个所述圆孔垂直贯穿所述护圈。
7.优选地，每个所述圆孔的中心到所述护圈的中心的距离等于所述单桩的半径的1.5～2.5倍。
8.优选地，每个所述圆孔的直径等于所述单桩的直径的0.1～0.3倍。
9.优选地，所述圆孔的数量不少于6个。
10.优选地，所述护圈的设置高度与泥面高度一致，并与地面平行。
11.优选地，所述护圈与两个固定环的连接方式包括焊接和胶接。
12.优选地，所述第一固定环、第二固定环和护圈的内径相等，且比单桩的外径大3～10mm。
13.优选地，所述第一固定环和所述第二固定环分别通过螺栓紧固在单桩上。
14.优选地，所述第一固定环和所述第二固定环的外侧均匀设有多个与所述螺栓配合使用的螺纹孔。
15.优选地，每个设于固定环外侧的所述螺纹孔均沿单桩的横截面的中心径向开设。
16.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
17.1、本发明通过在护圈的表面均匀设有若干开孔，减少了冲刷坑内顺时针马蹄涡的产生，减缓护圈上下压力差，并降低护圈附近的水流紊动强度，进一步提高护圈的防护效果。
18.2、本发明可拆卸，且随单桩周围的泥面高度变动而调整相应的设置位置，可用于直立单桩和倾斜单桩。
附图说明
19.图1为本实施例的一种直立单桩基础冲刷防护装置的结构示意图；
20.图2为图1所示实施例的俯视示意图；
21.图3为图1所示实施例中的护圈的结构示意图；
22.图4为图1所示实施例中的防护工作原理图；
23.图5为本实施例的一种倾斜单桩基础冲刷防护装置的结构示意图；
24.附图标记说明：1、直立单桩，21、第一直立固定环，22、第二直立固定环，3、护圈，4、螺栓，5、圆孔，6、倾斜单桩，71、第一倾斜固定环和72、第二倾斜固定环。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
26.实施例1
27.参考图1所示，本实施例提供一种直立单桩基础冲刷防护装置，包括第一直立固定环21、第二直立固定环22、护圈3和螺栓4。
28.直立单桩1的外侧由上而下依次套设有第一直立固定环21、护圈3和第二直立固定环22，第一直立固定环21和第二直立固定环22分别通过螺栓4紧固在直立单桩1上，第一直立固定环21和第二直立固定环22的外侧分别均匀设有多个与螺栓4配合使用的螺纹孔，且每个设于固定环外侧的螺纹孔均沿直立单桩1的横截面的中心径向开设，螺纹孔的数量不少于三个。护圈3的上表面与第一直立固定环21的底部连接，护圈3的下表面与第二直立固定环22的顶部连接。第一直立固定环21、第二直立固定环22和护圈3的内径相等，且比直立单桩1的外径大于3～10mm。
29.作为一种可选的实施方式，护圈3与两个直立固定环连接的方式包括焊接和胶接。
30.参考图2和图3所示，护圈3的表面均匀设有一圈垂直贯穿的圆孔5，每个圆孔5的中心到护圈3的中心的距离等于直立单桩1的半径的1.5～2.5倍，每个圆孔5的直径等于直立单桩1的直径的0.1～0.3倍，圆孔5的数量不少于6个。
31.作为一种可选的实施方式，圆孔5设有12个。
32.具体地，本实施例提供一种直立单桩基础冲刷防护装置，装置可拆卸，且随直立单桩1周围的泥面高度变动而相应调整设置位置。
33.参考图4所示，护圈3改变了直立单桩1的周围流场，使得迎流方向的护圈3上方部分水流向下穿过圆孔5，在护圈3下方形成逆时针旋涡，减少了迎流方向的冲刷坑内顺时针马蹄形漩涡的形成，直立单桩1背水方向冲刷坑内存在回流现象，圆孔5中有小旋涡生成。护
圈3减缓了护圈上下压差及附近水流紊动，进而减少冲刷深度，提高护圈的防护效果，防护效果相比传统未开孔的护圈可提升15％～30％左右。
34.本实施例提供的一种直立单桩基础冲刷防护装置的安装工作流程如下：
35.(1)待钢筋混凝土钻孔灌注桩施工完毕，确保混凝土的强度达到75％以上后，清理直立单桩1的桩体表面，以确保护圈3顺利下滑至泥面位置，即护圈3的设置高度与周围泥面高度一致；
36.(2)通过焊接或胶接的方式，将护圈3的上表面与第一直立固定环21的底部连接，将护圈3的下表面与第二直立固定环22的顶部连接；
37.(3)将连接固定好的第一直立固定环21、护圈3和第二直立固定环22套入直立单桩1，并确保护圈3下滑至泥面位置，且护圈3与地面平行。
38.(4)依次将螺栓4插入第一直立固定环21和第二直立固定环22的螺纹孔并拧紧，使得螺栓4压在直立单桩1的侧壁上，以螺栓4的紧固力实现第一直立固定环21和第二直立固定环22的固定，进而实现防护装置的固定。
39.实施例2
40.参考图5所示，本实施例提供一种倾斜单桩基础冲刷防护装置，包括第一倾斜固定环71、第二倾斜固定环72、护圈3和螺栓4。该装置的结构与实施例1几乎一致，唯一不同的地方在于：由于倾斜单桩6倾斜，与地面呈一定角度，套设于倾斜单桩6外侧的第一倾斜固定环71和第二倾斜固定环72相应地与地面呈相同角度倾斜，但护圈3始终与地面保持平行。
41.本实施例的工作原理和安装工作流程与实施例1相同，故不在此赘述。
42.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。