一種粧基沖刷防護(hù)措施方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種粧基沖刷防護(hù)措施方法，包括粧前排粧和護(hù)圈環(huán)繞群粧兩種方法組合使用，其中，所述粧前排粧是在群粧前方設(shè)置用于偏離群粧粧前高速水流方向、降低群粧所處尾流區(qū)域水流速度并且削減群粧周圍漩渦體系紊動(dòng)強(qiáng)度的排粧；所述護(hù)圈環(huán)繞群粧是在群粧中迎水流方向的至少一排粧基上套設(shè)用于減弱下降水流和馬蹄形漩渦強(qiáng)度的輪護(hù)圈。本發(fā)明方法提高了粧基沖刷防護(hù)的可靠性，增強(qiáng)了橋梁、海上平臺(tái)等基礎(chǔ)設(shè)施的穩(wěn)定性和安全性；同時(shí)，施工方便，實(shí)用性強(qiáng)，實(shí)施后無(wú)需后期維護(hù)，工作量大大減少，省時(shí)省力，降低人力物資的消耗，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。
【專利說(shuō)明】一種粧基沖刷防護(hù)措施方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種樁基沖刷防護(hù)措施方法，屬于固定建筑物【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)外樁基沖刷防護(hù)工程措施一般采用實(shí)體抗沖防護(hù)和減速不沖防護(hù)。前者自使用以來(lái)一直被廣泛應(yīng)用，其需要在樁基周圍的床面上放置一些實(shí)體材料，以提高其抗沖刷能力，從而使樁基免于被其樁前的下降流，樁側(cè)的馬蹄形漩渦以及樁后的尾流掏底失穩(wěn)。常用的實(shí)體抗沖防護(hù)措施有拋石、擴(kuò)大樁基、混凝土鉸鏈排和混凝土模袋等防護(hù)，其中拋石是最廣泛采用的防護(hù)形式，其取材方便、施工簡(jiǎn)單、適應(yīng)地形變化，但整體性較差，維護(hù)費(fèi)用和工作量較大；擴(kuò)大樁基需要精確預(yù)測(cè)河床床面高程變化，難度較大；混凝土鉸鏈排和混凝土模袋施工復(fù)雜，造價(jià)較高。因此，實(shí)體抗沖防護(hù)存在費(fèi)力、費(fèi)時(shí)、材料用量大以及后期維護(hù)工作量大等問(wèn)題。通常來(lái)說(shuō)，減速不沖防護(hù)方法更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用，特別是橋址附近沒有足夠的石料可供開采時(shí)。樁基開縫是常用的減速不沖防護(hù)措施之一，該方法可以減弱下降流和馬蹄形漩渦，但實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，開縫很可能被漂浮物等堵塞，導(dǎo)致開縫失效。
[0003]綜上所述，現(xiàn)有的樁基局部沖刷防護(hù)工程措施都存在一些缺點(diǎn)和不足，在一定條件下，這些缺點(diǎn)和不足甚至?xí)l(fā)整個(gè)防護(hù)工程的潰敗，進(jìn)而影響樁基的穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是提供一種群樁防護(hù)效果較好、施工簡(jiǎn)易、無(wú)需后期維護(hù)的樁基沖刷防護(hù)措施方法。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的樁基沖刷防護(hù)措施方法，包括樁前排樁和護(hù)圈環(huán)繞群樁兩種方法組合使用，其中，所述樁前排樁是在群樁前方設(shè)置用于偏離群樁樁前高速水流方向、降低群樁所處尾流區(qū)域水流速度并且削減群樁周圍漩渦體系紊動(dòng)強(qiáng)度的排樁；所述護(hù)圈環(huán)繞群樁是在群樁中迎水流方向的至少一排樁基上套設(shè)用于減弱下降水流和馬蹄形漩渦強(qiáng)度的護(hù)圈。
[0006]其中，所述護(hù)圈為廢舊輪胎。
[0007]所述護(hù)圈環(huán)繞群樁是在群樁中迎水流方向的第1-3排樁基上套設(shè)至少一個(gè)護(hù)圈，樁基直徑為D1，護(hù)圈直徑為D2,D2 = 1.1-1.SD1，護(hù)圈高度為20-30cm，水深H1，護(hù)圈距河床面高度為 H2, H2 = 0.01-0.02? 或 0.25-0.35D!。
[0008]所述排樁為人字形、弧形、大圓或半圓形，其對(duì)應(yīng)的夾角或圓心正對(duì)群樁迎流軸線方向。
[0009]所述人字形的排樁夾角為50-70度，樁徑為d，每側(cè)樁間距為2.5-3.5d，樁高度不超出水面高度，兩側(cè)樁之間的最長(zhǎng)距離為H3,H3WD1，該排樁距離群樁的最短距離為H4,H4 =BD1-SD1 ο
[0010]所述排樁的弧形為內(nèi)凹型和外凸型。
[0011]所述外凸型的弧形排樁夾角為55-65度，所述內(nèi)凸型的弧形排樁夾角為90-100度，樁徑均為d，每側(cè)樁間距為2.5-3.5d，樁高度不超出水面高度，兩側(cè)樁之間的最長(zhǎng)距離為H3, H3WD1，該排樁距離群樁的最短距離為H4, H4 = BD1-SD10
[0012]所述大圓或半圓形的排樁的樁徑為d，每側(cè)樁間距為2.5-3.5d，樁高度不超出水面高度，兩側(cè)樁之間的最長(zhǎng)距離，即大圓或半圓的直徑為H3, H3WD1，該排樁距離群樁的最短距尚為 H4J H4 = 6D「8Dj。
[0013]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為:采用樁前排樁和護(hù)圈環(huán)繞兩種方法相結(jié)合，樁前的排樁本身受到水流的沖刷，使水流方向產(chǎn)生偏離，并在排樁后部形成一個(gè)尾流區(qū)域，有效削減了群樁周圍漩渦體系的紊動(dòng)強(qiáng)度；環(huán)繞基樁的護(hù)圈減弱了下降水流和馬蹄形漩渦的強(qiáng)度；本發(fā)明方法極大減弱了群樁周圍的局部沖刷，提高了樁基沖刷防護(hù)的可靠性，增強(qiáng)了橋梁、海上平臺(tái)等基礎(chǔ)設(shè)施的穩(wěn)定性和安全性。同時(shí)，施工方便，實(shí)用性強(qiáng)，實(shí)施后無(wú)需后期維護(hù)，工作量大大減少，省時(shí)省力，降低人力物資的消耗，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明第一種實(shí)施方式(人字形排樁)的俯視圖；
[0015]圖2為圖1的A-A剖視圖；
[0016]圖3為本發(fā)明第二種實(shí)施方式(外凸型排樁)的俯視圖；
[0017]圖4為本發(fā)明第三種實(shí)施方式(內(nèi)凹型排樁)的俯視圖；
[0018]圖5為本發(fā)明第四種實(shí)施方式(大圓形排樁)的俯視圖；
[0019]圖6為本發(fā)明第五種實(shí)施方式(半圓形排樁)的俯視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021]首先，結(jié)合附圖1-2介紹本發(fā)明的第一種實(shí)施方式，圖中顯示水流自左向右流動(dòng)，右半邊為群樁，群樁上方架設(shè)承臺(tái)4，在迎水流方向的第一排樁基3上套設(shè)一個(gè)或多個(gè)護(hù)圈2(可以選用廢舊輪胎)，樁基直徑為D1，護(hù)圈直徑為D2, D2 = 1.1-1.SD1，每個(gè)護(hù)圈高度為20-30cm，水深 H1，護(hù)圈距河床面高度為 H2, H2 = 0.01-0.02? 或 0.25-0.SSD1 ?
[0022]護(hù)圈直徑D2設(shè)置1.1?1.3D是為了最大的削弱馬蹄形漩渦和下降流，能起到減流減速的作用，護(hù)圈高度設(shè)置20-30cm是為了保證護(hù)圈處于馬蹄形漩渦運(yùn)動(dòng)的渦核位置，對(duì)馬蹄形漩渦起到很強(qiáng)的抑制作用，以達(dá)到防護(hù)效果。
[0023]圖示左半邊為人字形的排樁，每一個(gè)排樁樁基I的直徑為d，每側(cè)樁間距為
2.5-3.5d,樁間距設(shè)置保證各樁之間不受影響，使得產(chǎn)生的尾流區(qū)域最大化，兩側(cè)排樁形成的夾角為50-70度，兩側(cè)排樁夾角設(shè)置可保證被保護(hù)樁全部處于尾流區(qū)域，角度在50-70度可滿足要求，進(jìn)一步地，角度55-65度時(shí)，在排樁尾流區(qū)域中心，水流的紊動(dòng)強(qiáng)度會(huì)有更大的削弱，防護(hù)效果最好，樁高度不超出水面高度，兩側(cè)樁之間的最長(zhǎng)距離為H3, H3>7D1; H3的設(shè)置可以保證被保護(hù)樁處于水流紊動(dòng)強(qiáng)度最小的區(qū)域，該排樁距離右半邊的群樁的最短距離為H4, H4 = BD1-SD1, H4的設(shè)置可以保證排樁施工不影響被保護(hù)樁，減少擾動(dòng)。
[0024]排樁在群樁之前先受水流的沖刷，偏離群樁樁前高速水流方向，從而降低群樁所處尾流區(qū)域水流速度，同時(shí)削減群樁周圍漩渦體系紊動(dòng)強(qiáng)度的排樁；環(huán)繞在群樁上的護(hù)圈是能減弱下降水流和馬蹄形漩渦強(qiáng)度的護(hù)圈。當(dāng)然，護(hù)圈可以選用取材方便的廢舊輪胎，實(shí)現(xiàn)廢物再利用，大大節(jié)省成本，同時(shí)相比于其他金屬護(hù)圈有耐腐蝕、耐久、易操作等特點(diǎn)。
[0025]排樁的布設(shè)方式有多種，除人字形外，還可以是弧形、大圓或半圓形等。
[0026]其他布設(shè)方式對(duì)應(yīng)的參數(shù)設(shè)置與第一種的相近，他們的原理均相同，只是防護(hù)效果有一定的差別:
[0027]圖3為本發(fā)明的第二種實(shí)施方式，其顯示了一種外凸型排樁。外凸布設(shè)使得排樁兩側(cè)距離較近，其尾流區(qū)域的水流強(qiáng)度有更大的減弱。
[0028]圖4為本發(fā)明的第三種實(shí)施方式,其顯不了一種內(nèi)凹型排樁。內(nèi)凹布設(shè)最大范圍的改變了被保護(hù)樁前的水流強(qiáng)度，但是強(qiáng)度削弱不夠大。
[0029]圖5為本發(fā)明的第四種實(shí)施方式，其顯示了一種大圓形排樁。大圓布設(shè)極大地削弱了被保護(hù)樁前水流強(qiáng)度。但是所使用的排樁較多，不太經(jīng)濟(jì)。
[0030]圖6為本發(fā)明的第五種實(shí)施方式，其顯示了一種半圓的排樁。半圓布設(shè)相比內(nèi)凹布設(shè)，削弱水流的范圍更大。上述四種布設(shè)方式都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，而第一種布設(shè)方式比較方便施工，且防護(hù)效果也很好。對(duì)比見下表I。
[0031]表1:
[0032]
參數(shù)設(shè)置排粧布設(shè)方式----預(yù)期達(dá)到的效果
__夾角 H3__H4__

尾流區(qū)域水流紊動(dòng)強(qiáng)度得到削弱，
人字形50-70 >7Di 6D1-8D1
_____類似的三角形定位容易，施工方便

排樁尾流區(qū)域重疊，水流強(qiáng)度進(jìn)一
外凸人字形 50-60 >7Di 6D1-8D1
______
排樁尾流區(qū)域范圍加大，但削弱水內(nèi)凹人字形 90-100 >7Di 6D!-8Di 流紊動(dòng)強(qiáng)度的程度減小，但施工不
_____^_

排粧尾流區(qū)域水流強(qiáng)度極大的削大圓形- >7Di 6D1-8D1 弱，但使用的粧數(shù)較多，不經(jīng)濟(jì)，
_____同時(shí)施工也不太方便_

排樁尾流區(qū)域范圍更大，但施工不
半圓形 -- >7Di 6D1-8D1_____太方便_
[0033]本發(fā)明方法施工時(shí)，第一步:受沖刷保護(hù)群樁施工；第二步:輪胎環(huán)繞布置;第三步:樁前排樁施工；第四步:樁前排樁和輪胎環(huán)繞共同起沖刷防護(hù)作用。
[0034]當(dāng)然，也不限于上述施工步驟，例如在群樁基礎(chǔ)施工的同時(shí)安置輪胎，施工方便，實(shí)用性強(qiáng)。同時(shí)，樁前的排樁形式多樣化，且施工不受群樁基礎(chǔ)施工的影響，排樁可先預(yù)制，后打入群樁前方，操作簡(jiǎn)便易行。本發(fā)明方法實(shí)施后無(wú)需后期維護(hù)，工作量大大減少，省時(shí)省力，降低人力物資的消耗，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。
【權(quán)利要求】
1.一種樁基沖刷防護(hù)措施方法，其特征在于:包括樁前排樁和護(hù)圈環(huán)繞群樁兩種方法組合使用，其中，所述樁前排樁是在群樁前方設(shè)置用于偏離群樁樁前高速水流方向、降低群樁所處尾流區(qū)域水流速度并且削減群樁周圍漩渦體系紊動(dòng)強(qiáng)度的排樁；所述護(hù)圈環(huán)繞群樁是在群樁中迎水流方向的至少一排樁基上套設(shè)用于減弱下降水流和馬蹄形漩渦強(qiáng)度的護(hù)圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樁基沖刷防護(hù)措施方法，其特征在于:所述護(hù)圈為廢舊輪胎。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樁基沖刷防護(hù)措施方法，其特征在于:所述護(hù)圈環(huán)繞群樁是在群樁中迎水流方向的第1-3排樁基上套設(shè)至少一個(gè)護(hù)圈，樁基直徑為D1，護(hù)圈直徑為D2,D2 = 1.1-1.SD1，護(hù)圈高度為20-30cm，水深H1，護(hù)圈距河床面高度SH2，H2 = 0.01-0.02?或 0.25-0.35DJ。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樁基沖刷防護(hù)措施方法，其特征在于:所述排樁為人字形、弧形、大圓或半圓形,其對(duì)應(yīng)的夾角或圓心正對(duì)群樁迎流軸線方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的樁基沖刷防護(hù)措施方法，其特征在于:所述人字形的排樁夾角為50-70度，樁徑為d，每側(cè)樁間距為2.5-3.5d，樁高度不超出水面高度，兩側(cè)樁之間的最長(zhǎng)距離為H3, H3WD1，該排樁距離群樁的最短距離為H4, H4 = BD1-SD10
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的樁基沖刷防護(hù)措施方法，其特征在于:所述排樁的弧形為內(nèi)凹型和外凸型。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的樁基沖刷防護(hù)措施方法，其特征在于:所述外凸型的弧形排樁夾角為55-65度，所述內(nèi)凸型的弧形排樁夾角為90-100度，樁徑均為d，每側(cè)樁間距為2.5-3.5d，樁高度不超出水面高度，兩側(cè)樁之間的最長(zhǎng)距離為H3, H3WD1，該排樁距離群樁的最短距離為H4, H4 = BD1-SD1 ο
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的樁基沖刷防護(hù)措施方法，其特征在于:所述大圓或半圓形的排樁的樁徑為d，每側(cè)樁間距為2.5-3.5d，樁高度不超出水面高度，兩側(cè)樁之間的最長(zhǎng)距離，即大圓或半圓的直徑為H3, H3WD1，該排樁距離群樁的最短距離為H4, H4 = BD1-SD10
【文檔編號(hào)】E02D31/06GK104213586SQ201410479851
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】戴國(guó)亮, 龔維明, 何泓男 申請(qǐng)人:東南大學(xué)