桥梁桩基的加固装置及加固方法与流程

1.本发明属于桥梁建设技术领域，更具体地说，是涉及一种桥梁桩基的加固装置及加固方法。


背景技术：

2.桥梁，一般指架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的构筑物。河流上方架设的桥梁处于复杂的水环境中，桥梁的下部支撑结构在长期被泥土冲刷的作用下，桥梁的桩基结构易受到损伤，易发生桩基的倾覆或变形，甚至使桥梁失稳造成桥梁水毁。
3.如果直接将受到损伤的桩基所在桥梁拆除，会耗费巨大的成本，而现有技术中，对桥梁的桩基进行支撑修复时，仅是通过外部支设支撑柱进行加固，这种结构使用时间较短，且极易被河床的冲刷作用再次破坏，此种支护方式固定不牢，使用寿命一般较短。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种桥梁桩基的加固装置及加固方法，旨在解决现有技术中的支护结构无法长久抗击水流冲刷，支护不牢固，使用寿命短的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.第一方面，本发明实施例提供一种桥梁桩基的加固装置，包括：
7.基座，夹紧在桩基的底部；
8.加固组件，围设在所述桩基外部，且与所述桩基之间留有径向间隙；所述加固组件的底部限位在所述基座上，顶部沿竖直方向伸出水面；
9.定位组件，沿竖直方向围设在所述桩基外部，且位于所述加固组件的外围；所述定位组件的下端固定在所述基座上，上端位于所述加固组件的上方，且所述定位组件的上端沿水平方向夹紧在所述桩基伸出水面部分的外周壁上；所述定位组件的上端开设有浇筑口；以及
10.浇筑组件，包括设于所述定位组件上的多组抽水件和多组搅拌件，以及置于预设基体上的浇筑件；所述抽水件的抽水管和所述搅拌件的搅拌轴向下穿出所述定位组件并伸入所述径向间隙内，所述浇筑件用于通过所述浇筑口向所述径向间隙内浇筑混凝土。
11.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述定位组件包括：
12.定位套，为两个子定位块构成的环形的分体式结构，两个所述子定位块的两端穿设有第一连接件；每个所述子定位块的顶部开设有所述浇筑口，且所述子定位块上设置有所述抽水件和所述搅拌件；所述定位套的环形内周壁抵接在所述桩基伸出水面部分的外周壁上；
13.多个伸缩杆，沿所述定位套的周向间隔设置，一端与所述定位套的底部固定连接，另一端固定在所述基座上；且所述伸缩杆与所述加固组件固定连接。
14.一些实施例中，每个所述子定位块的两端延伸设置有一一对应的第一连接部，两个对应所述第一连接部之间穿设有所述第一连接件。
15.示例性的，每个所述子定位块的顶部开设有与所述定位套同轴的环形的凹槽，所述凹槽的中部设置有所述抽水件，所述搅拌件沿所述凹槽的周向间隔设置在所述抽水件的两侧。
16.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述加固组件包括：
17.套筒，为两个半筒围成的分体式结构，两个所述半筒的两端对应穿设有第二连接件；所述套筒置于所述定位组件和所述桩基之间，且与所述桩基之间留有所述径向间隙，所述套筒的下端限位在所述基座上，上端沿竖直方向伸出水面；
18.多组斜支件，沿所述套筒的周向间隔设置，且所述斜支件的下端固定在所述基座上，上端与所述套筒固定连接；以及
19.多组限位件，沿所述套筒的周向和轴向间隔设置，且一端旋入所述套筒并抵接在所述桩基的外周壁上。
20.一些实施例中，所述限位件包括：
21.螺杆，设于所述径向间隙内，一端抵接在所述桩基的外周壁上，另一端沿所述桩基的径向延伸至所述套筒的内周壁处；
22.遮挡帽，套设在所述螺杆的延伸端，且一端固定在所述螺杆上，另一端与所述套筒的内周壁抵接；以及
23.外置套管，一端伸入所述套筒内，且与套设在所述遮挡帽内的所述螺杆旋接，所述外置套管用于在浇筑完成后从所述螺杆上拆下。
24.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述基座包括一端相互铰接的第一固定板和第二固定板，所述第一固定板和所述第二固定板的另一端设置有固定组件。
25.一些实施例中，所述固定组件包括：
26.安装板，垂直于所述第一固定板与所述第二固定板相对接的连接面，且设于所述第一固定板上；所述安装板上沿垂直于所述第一固定板和所述第二固定板的铰接轴的方向设置有固定轴；
27.限位杆，沿上下方向设于所述第二固定板上；
28.其中，所述第二固定板上设置有与所述安装板和所述固定轴配合的安装空间，所述限位杆一端向下旋入所述安装空间，所述限位杆用于在所述固定轴进入所述安装空间后抵接在所述固定轴的靠近所述第一固定板的一侧。
29.本技术实施例所示的方案，与现有技术相比，通过将定位组件固定在伸出水面的桩基上，可实现定位组件与桩基同轴，通过将加固组件与定位组件固定连接，间接实现加固组件与桩基同轴，以保证在后续对桩基与加固组件之间的径向间隙进行浇筑时，环绕桩基设置的加固组件各部分受力均匀，能够实现对桩基的均匀支撑，避免应力集中；通过设置抽水件，可将加固组件与桩基之间的径向间隙内的水流抽出，方便使浇筑件向径向间隙内浇筑，同时设置有搅拌件，可对浇筑的混凝土进行搅拌，使浇筑的混凝土层均匀密实。本技术提供的加固装置，可在桩基外部均匀浇筑混凝土层，并结合外部加固组件以实现对桩基的稳定支撑，提高桩基使用寿命。
30.第二方面，本发明实施例还提供了一种桥梁桩基的加固方法，采用上述所述的桥梁桩基的加固装置，包括以下步骤：
31.准备，清理缠绕在所述桩基外周壁上的水生植物，保持桩基的外周壁整洁；将所述
浇筑件置于所述预设基体处；
32.定基，平整所述桩基底部，并固定所述基座；
33.定位安装，将所述定位组件与所述加固组件之间固定，并将所述定位组件的下端固定在所述基座上，上端伸出水面并夹紧所述桩基的外周壁；将所述加固组件的底端固定支撑在所述基座上，并与所述桩基之间围设出所述径向间隙；
34.加固，采用抽水件将所述径向间隙内的水流抽取至所述加固组件外部，水流抽取干净后通过浇筑件向所述径向间隙内浇筑混凝土；每浇筑一段预设高度的所述混凝土后，都采用所述搅拌件对浇筑的所述混凝土搅拌，搅拌至预设时间后再次重复浇筑和搅拌步骤，直至浇筑完成；
35.拆卸，待浇筑的所述混凝土完成后拆除所述定位组件。
36.结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述将所述加固组件的底端固定支撑在所述基座上，并与所述桩基之间围设出所述径向间隙，包括以下步骤：
37.将所述加固组件的分体式的套筒固定，并将所述套筒的底端限位在所述基座上，同时使所述套筒的上端沿竖直方向伸出水面；
38.将所述加固组件的斜支件上端与所述套筒固定，下端限位在所述基座上；
39.在所述加固组件上穿设限位件，使所述限位件的一端穿过所述套筒并抵接在所述桩基的外周壁上。
40.本技术提供的加固方法，由于采用上述加固装置进行支护，因而具有上述加固装置的所有有益效果，可实现桩基与定位组件的同轴定位，以在桩基外部均匀浇筑混凝土层，并结合外部加固组件以实现对桩基的稳定支撑，提高桩基使用寿命。
附图说明
41.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1为本发明实施例提供的桥梁桩基的加固装置的结构示意图；
43.图2为本发明实施例提供的桥梁桩基的加固装置的定位组件的结构示意图；
44.图3为本发明实施例提供的桥梁桩基的加固装置的半筒的结构示意图；
45.图4为本发明实施例采用的的限位件的结构示意图；
46.图5为本发明实施例所采用的固定组件的结构示意图。
47.图中：1、基座；11、第一固定板；12、第二固定板；121、安装空间；13、固定组件；131、安装板；132、固定轴；133、限位杆；2、桩基；3、定位组件；31、定位套；311、浇筑口；312、凹槽；313、第一连接部；32、伸缩杆；33、第一连接件；4、加固组件；41、套筒；411、第二连接部；412、插接部；413、插接槽；414、定位板；42、斜支件；43、限位件；431、螺杆；432、遮挡帽；433、外置套管；434、第一抵接片；435、第二抵接片；44、第二连接件；5、浇筑组件；51、抽水件；511、抽水管；52、搅拌件；521、搅拌轴。
具体实施方式
48.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
49.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
50.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
51.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
52.请一并参阅图1至图5，现对本发明提供的桥梁桩基的加固装置及加固方法进行说明。所述桥梁桩基的加固装置包括基座1、定位组件3、加固组件4和浇筑组件5；基座1夹紧在桩基2的底部；加固组件4围设在桩基2外部，且与桩基2之间留有径向间隙；加固组件4的底部限位在基座1上，顶部沿竖直方向伸出水面；定位组件3沿竖直方向围设在桩基2外部，且位于加固组件4的外围；定位组件3的下端固定在基座1上，上端位于加固组件4的上方，且定位组件3的上端沿水平方向夹紧在桩基2伸出水面部分的外周壁上；定位组件3的上端开设有浇筑口311；浇筑组件5包括设于定位组件3上的多组抽水件51和多组搅拌件52，以及置于预设基体上的浇筑件；抽水件51的抽水管511和搅拌件52的搅拌轴521向下穿出定位组件3并伸入径向间隙内，浇筑件用于通过浇筑口311向径向间隙内浇筑混凝土。
53.需要说明的是，本技术中采用的混凝土为再生混凝土，该再生混凝土的制作方式和具体结构均属于现有技术，在此不再赘述。
54.需要说明的是，本技术中所采用的抽水件51包括设于定位组件3上的抽水泵，以及与抽水泵连通的抽水管511和排水管；抽水管511伸入加固组件4和桩基2之间的径向间隙内，排水管的出水口朝向加固组件4外部，其中抽水管511和排水管选取可折叠软管，方便调整抽水管511和排水管的长度，且便于收纳整理。
55.另外，本技术中采用的浇筑件包括但不限于进行浇筑所需的浇注管、输送装置、动力装置和其他连接件，以及用于浇筑的混凝土，其浇筑原理和各部分组件均为现有技术，能够通过将浇筑件的浇注管穿过该浇筑口311向径向间隙内浇筑混凝土；浇筑件也可以不通过浇筑口311，直接将浇注管伸入径向间隙内进行浇筑。并且，预设基体可以是桥面或地面上，以方便向径向间隙内浇筑混凝土为宜。
56.值得注意的是，本技术中的搅拌轴521上设置有螺旋式搅拌叶，能够在动力驱动下旋转，并对浇筑的混凝土进行搅拌，以便除去混凝土中的间隙，使混凝土浇筑均匀，搅拌件52还包括驱动件，该驱动件能够驱动搅拌轴521旋转，具体的可以是小型的驱动电机，可通过齿轮转动机构带动搅拌轴521旋转；当需要浇筑的混凝土体积不大时，可以采取手动旋转
该搅拌轴521。
57.本技术实施例所示的方案，与现有技术相比，通过将定位组件3固定在伸出水面的桩基2上，可实现定位组件3与桩基2同轴，通过将加固组件4与定位组件3固定连接，间接实现加固组件4与桩基2同轴，以保证在后续对桩基2与加固组件4之间的径向间隙进行浇筑时，环绕桩基2设置的加固组件4各部分受力均匀，能够实现对桩基2的均匀支撑，避免应力集中；通过设置抽水件51，可将加固组件4与桩基2之间的径向间隙内的水流抽出，方便浇筑件向径向间隙内浇筑，同时设置有搅拌件52，可对浇筑的混凝土进行搅拌，使浇筑的混凝土层均匀密实。本技术提供的加固装置，可在桩基2外部均匀浇筑混凝土层，并结合外部加固组件4以实现对桩基2的稳定支撑，提高桩基2使用寿命。
58.请参阅图1及图2，定位组件3包括定位套31和多个伸缩杆32；定位套31为两个子定位块构成的环形的分体式结构，两个子定位块的两端穿设有第一连接件33；每个子定位块的顶部开设有浇筑口311，且子定位块上设置有抽水件51和搅拌件52；定位套31的环形内周壁抵接在桩基2伸出水面部分的外周壁上；多个伸缩杆32沿定位套31的周向间隔设置，一端与定位套31的底部固定连接，另一端固定在基座1上；且伸缩杆32与加固组件4固定连接。
59.需要理解的是，桩基2伸出水面的部分受损较小，由于定位套31具有一定的厚度，且以桩基2伸出水面的部分为基准进行定位，因而，定位套31不会因为上述较小的损伤而发生偏移，所以桩基2表面的较小损伤可忽略不计，通过将两个定位套31固定在桩基2上，并使定位套31的环形内周壁抵接在桩基2伸出水面部分的外周壁上，即可实现定位套31与桩基2同轴；并通过伸缩杆32与加固组件4固定连接，可实现加固组件4与桩基2同轴，避免加固组件4定位发生偏移。
60.本技术中采用的伸缩杆32可实现定位套31高度的变化；具体的，该伸缩杆32包括上管和套接在上管内的下杆，该下杆可在上管内上下伸缩，并通过螺栓定位，螺栓的一端旋入上管并抵接在下杆的外表面；或者，在下杆上沿竖直方向间隔设置多个连接孔，使螺栓分别穿过该下杆和上管，并通过螺母固定。
61.请参阅图1，一些实施例中，每个子定位块的两端延伸设置有一一对应的第一连接部313，两个对应第一连接部313之间穿设有第一连接件33。
62.具体的，第一连接部313上设置有对应的螺纹孔，第一连接件33分别旋入对应的一组第一连接部313内，并通过螺帽固定。
63.请参阅图1及图2，每个子定位块的顶部开设有与定位套31同轴的环形的凹槽312，凹槽312的中部设置有抽水件51，搅拌件52沿凹槽312的周向间隔设置在抽水件51的两侧。
64.通过设置该凹槽312，一方面减轻子定位块的重量，降低伸缩杆32的承重量，另一方面，便于安装抽水件51和搅拌件52。
65.请参阅图1及图3，加固组件4包括套筒41、多组斜支件42和多组限位件43；套筒41为两个半筒围成的分体式结构，两个半筒的两端对应穿设有第二连接件44；套筒41置于定位组件3和桩基2之间，且与桩基2之间留有径向间隙，套筒41的下端限位在基座1上，上端沿竖直方向伸出水面；多组斜支件42沿套筒41的周向间隔设置，且斜支件42的下端固定在基座1上，上端与套筒41固定连接；多组限位件43沿套筒41的周向和轴向间隔设置，且一端旋入套筒41并抵接在桩基2的外周壁上。
66.具体的，两个半筒上设置有第二连接部411，第二连接件44穿设在第二连接部411
上；并且每个半筒的中部设置有环形的定位板414，伸缩杆32的下端穿过该环形定位板414并固定在基座1上，以实现套筒41和伸缩杆32之间的固定连接。具体的，可通过在定位板414上固定安装块，并在安装块和伸缩杆32之间旋接螺栓固定套筒41和伸缩杆32。另外，每个半筒上沿桩基2的轴向设置有插接部412和与另一个半筒上的插接部412配合的插接槽413，且插接槽413的底部设置有密封条，避免水流从两个半筒的连接处进入到套筒41内。
67.通过设置多组斜支件42，实现对套筒41外部的稳定支撑，以平衡在浇筑时，混凝土向套筒41施加的向外的挤压力，避免浇筑过程中套筒41变形；另外，通过设置限位件43，并使限位件43抵接在桩基2上，以控制套筒41和桩基2之间的径向间隙，从而平衡外部水流对套筒41的压强，避免水流将套筒41向桩基2处挤压时套筒41发生变形。
68.请参阅图4，限位件43包括螺杆431、遮挡帽432和外置套管433；螺杆431设于径向间隙内，一端抵接在桩基2的外周壁上，另一端沿桩基2的径向延伸至套筒41的内周壁处；遮挡帽432套设在螺杆431的延伸端，且一端固定在螺杆431上，另一端与套筒41的内周壁抵接；外置套管433一端伸入套筒41内，且与套设在遮挡帽432内的螺杆431旋接，外置套管433用于在浇筑完成后从螺杆431上拆下。
69.通过将限位件43设置为包括螺杆431、遮挡帽432和外置套管433的分体式结构，方便在浇筑完成后将外置套管433拆下，以便循环利用，同时在混凝土中留下螺杆431和遮挡帽432以提高混凝土的支撑力。
70.另外，限位件43上设置有第一抵接片434和第二抵接片435，其中，第一抵接片434设置在螺杆431的端部，用于和桩基2的外周壁抵接；第二抵接片435设于外置套管433上，用于抵接在套筒41的外周壁上。
71.请参阅图1，基座1包括一端相互铰接的第一固定板11和第二固定板12，第一固定板11和第二固定板12的另一端设置有固定组件13。
72.通过将基座1设置为由第一固定板11和第二固定板12组成的分体式结构，方便将基座1固定在桩基2的底部；需要说明的是，第一固定板11和第二固定板12上设置有用于固定该套筒41的限位槽，和用于安装桩基2的通孔，通孔的内周壁与桩基2的外周壁贴合，且该通孔的内周壁上设置有环形密封件，避免水流从底部进入到套筒41内部。
73.另外，两个半筒的连接面，与第一固定板11和第二固定板12相接的连接面垂直，且两个半筒的连接面，与两个子定位块的连接面相垂直。
74.请参阅图5，固定组件13包括安装板131和限位杆133；安装板131垂直于第一固定板11与第二固定板12相对接的连接面，且设于第一固定板11上；安装板131上沿垂直于第一固定板11和第二固定板12的铰接轴的方向设置有固定轴132；限位杆133沿上下方向设于第二固定板12上；其中，第二固定板12上设置有与安装板131和固定轴132配合的安装空间121，限位杆133一端向下旋入安装空间121，限位杆133用于在固定轴132进入安装空间121后抵接在固定轴132的靠近第一固定板11的一侧。
75.通过将限位杆133抵接在固定轴132的靠近第一固定板11的一侧，可实现固定轴132的定位，以便将第一固定板11和第二固定板12的另一端固定。
76.本发明实施例还提供了一种桥梁桩基2的加固方法，采用上述的桥梁桩基的加固装置，包括以下步骤：
77.第一步：准备，清理缠绕在桩基2外周壁上的水生植物，保持桩基2的外周壁整洁；
将浇筑件置于预设基体处；
78.第二步：定基，平整桩基2底部，并固定基座1；
79.第三步：定位安装，将定位组件3与加固组件4之间固定，并将定位组件3的下端固定在基座1上，上端伸出水面并夹紧桩基2的外周壁；将加固组件4的底端固定支撑在基座1上，并与桩基2之间围设出径向间隙；
80.第四步：加固，采用抽水件51将径向间隙内的水流抽取至加固组件4外部，水流抽取干净后通过浇筑件向径向间隙内浇筑混凝土；每浇筑一段预设高度的混凝土后，都采用搅拌件52对浇筑的混凝土搅拌，搅拌至预设时间后再次重复浇筑和搅拌步骤，直至浇筑完成；
81.第五步：拆卸，待浇筑的混凝土完成后拆除定位组件3。
82.需要说明的是，在平整桩基2底部时，为方便固定基座1，可通过在基座1上穿设固定多个固定杆，使固定杆的一端穿过基座1并插入河流底部的土壤中。
83.在将定位组件3与加固组件4之间固定时，可将定位组件3的伸缩杆32旋入加固组件4的套筒41的定位板414上，或通过螺栓穿过伸缩杆32并旋入套筒41中固定连接。另外，套筒41伸出水面的高度要能够避免水流涌动时进入到径向间隙中；且定位组件3的定位套31要高于套筒41的顶端，方便观察径向间隙内的浇筑情况。
84.需要说明的是，本技术中浇筑的预设高度和搅拌的预设时间可根据实际需要进行调整。
85.在将加固组件4的底端固定支撑在基座1上，并设置加固组件4与桩基2之间的径向间隙时，包括以下步骤：
86.首先：将加固组件4的分体式的套筒41固定，并将套筒41的底端限位在基座1上，同时使套筒41的上端沿竖直方向伸出水面；
87.其次：将加固组件4的斜支件42上端与套筒41固定，下端限位在基座1上；
88.最后：在加固组件4上穿设限位件43，使限位件43的一端穿过套筒41并抵接在桩基2的外周壁上。
89.本技术提供的加固方法，由于采用上述加固装置进行支护，因而具有上述加固装置的所有有益效果，可实现桩基2与定位组件3的同轴定位，以在桩基2外部均匀浇筑混凝土层，并结合外部加固组件4以实现对桩基2的稳定支撑，提高桩基2使用寿命。
90.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。