本發(fā)明涉及海上抗拔樁檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種浮力式海洋樁基抗拔檢測裝置及其安裝方法。

背景技術(shù)：

1、目前隨著海上風(fēng)機、海上平臺、跨海大橋等一系列海上基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，海上建筑受海水的影響十分明顯，下部樁基需要承受更大的上拔浮力，在海洋中進行抗拔樁檢測十分困難，目前海上抗拔樁檢測方法有樁錨法、自平衡法等，樁錨法是基樁抗拔承載力檢測主要儀器設(shè)備與單樁軸向抗壓靜載試驗一切設(shè)備通用。采用錨樁反力梁裝置，通過在試驗樁四周單獨打設(shè)若干根根錨樁提供反力，用千斤頂施加荷載。自平衡試樁法是通過在樁身埋設(shè)荷載箱，利用荷載箱以上摩擦阻力來給荷載箱以下的樁身提供反力的方法。采用樁錨法需要打多根錨樁，對于海洋大直徑樁基的檢測成本巨高，并且施工周期長，采用自平衡法檢測樁基主要存在的問題是檢測裝置比較復(fù)雜以及不能重復(fù)使用檢測裝置，并且這些方法這也導(dǎo)致了單樁基礎(chǔ)建造成本的顯著提升。

2、傳統(tǒng)船舶的錨系定位方式廣泛使用，這類定位方式雖然對于船舶固定起到了很好的效果，但這類傳統(tǒng)的定位方式均會限制船舶的位移。抱箍裝置在橋梁工程、基礎(chǔ)工程和交通工程等領(lǐng)域廣泛使用，近年來，抗拔樁基檢測中也廣泛使用單抱箍形式的檢測裝置。海上抗拔樁的檢測裝置需要與海水接觸，海水浸潤可能會減小樁基和抱箍裝置間的摩阻力。海上檢測抗拔樁會受各種外界環(huán)境的影響，檢測過程中風(fēng)浪對普通船舶的定位影響較大，若不消除風(fēng)浪等外界因素的影響可能會造成檢測結(jié)果的不準確，并影響施工進度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服或緩解以上一個或多個技術(shù)問題，本發(fā)明目的是提供一種浮力式海洋樁基抗拔檢測裝置及其安裝方法，采用船浮力法代替?zhèn)鹘y(tǒng)錨樁法進行檢測，降低了檢測的成本以及提高了檢測的效率，比傳統(tǒng)方法更加經(jīng)濟和便捷，并能有效克服外界環(huán)境對樁基抗拔檢測的影響，同時檢測船筏搭配動力定位系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)拋錨法，以滿足復(fù)雜海上環(huán)境條件下進行樁基建設(shè)的檢測需求。

2、本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種浮力式海洋樁基抗拔檢測裝置，包括抱箍裝置，還包括兩艘動力定位船筏(8)，大梁(3)水平設(shè)于兩艘動力定位船筏(8)之間，所述大梁(3)中心點與樁基同軸位置固定設(shè)有圓盤(4)；所述抱箍裝置頂端通過多根鋼筋(5)固定于所述圓盤(4)下方；所述抱箍裝置包括固定相連的內(nèi)箍(12)和外箍(13)，所述內(nèi)箍(12)抱緊樁基，所述內(nèi)箍(12)外側(cè)和所述外箍(13)內(nèi)側(cè)排布對應(yīng)設(shè)置多個凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)有壓緊的彈簧(14)；所述動力定位船筏(8)上設(shè)有動力定位系統(tǒng)，所述動力定位系統(tǒng)根據(jù)傳感器組采集的外部環(huán)境數(shù)據(jù)，計算并產(chǎn)生推力將所述動力定位船筏(8)在海中定位；所述動力定位船筏(8)上分別設(shè)有海水存儲倉(9)和抽水泵(10)，所述抽水泵(10)等量地將存儲在所述海水存儲倉(9)內(nèi)的海水從所述動力定位船筏(8)抽出，進行海洋樁基抗拔檢測。

4、根據(jù)一些實施方式，所述內(nèi)箍(12)和所述外箍(13)均為兩個半圓，通過左右對稱的兩側(cè)向外延伸的鋼板貼合和多組螺栓固定相連，所述外箍(13)的鋼板和所述外箍(13)外表面之間均設(shè)有加強筋(15)。

5、根據(jù)一些實施方式，所述內(nèi)箍(12)外壁上勻布設(shè)有固定套筒(11)，所述鋼筋(5)下端通過所述固定套筒(11)固定，上端穿過所述圓盤(4)勻布的通孔，并通過套筒(22)固定。

6、根據(jù)一些實施方式，所述動力定位船筏(8)上均設(shè)有用于調(diào)整所述大梁(3)水平位置的梁墊(7)，所述大梁(3)上表面設(shè)有多組水平尺；所述大梁置于所述海水存儲倉(9)的中部1/2長度處。

7、根據(jù)一些實施方式，所述梁墊(7)為多個垂直疊放，材質(zhì)為石制；所述圓盤(3)的材質(zhì)為鋼制。

8、根據(jù)一些實施方式，所述動力定位系統(tǒng)包括艏側(cè)推(28)、全回轉(zhuǎn)推進器(29)、聲納定位系統(tǒng)(30)、風(fēng)速計(32)、差分gps(31)、艏向傳感器(33)、運動傳感器(34)和船筏水準尺(35)，所述艏側(cè)推(28)位于所述動力定位船筏(8)的船身兩側(cè)靠近船頭和船尾的位置，所述全回轉(zhuǎn)推進器(28)位于船底中部位置，每艘所述動力定位船筏(8)搭配兩個全回轉(zhuǎn)推進器(28)，所述聲納定位系統(tǒng)(30)位于船底中部遠離所述全回轉(zhuǎn)推進器(28)的位置，所述聲納信號接收器(20)設(shè)于海底泥面上；所述風(fēng)速計(32)和差分gps(31)均位于桅桿上；艏向傳感器(33)設(shè)于動力定位船筏(8)的的船首尾線上；運動傳感器(34)設(shè)于船艙內(nèi)靠近船重心的位置；船筏水準尺(35)設(shè)于船舷上。

9、第二方面，本發(fā)明還提供了一種上述浮力式海洋樁基抗拔檢測裝置的安裝方法，包括以下步驟：

10、s1：內(nèi)箍安裝，將所述內(nèi)箍(12)吊裝至樁基外側(cè)的預(yù)定位置后，并將兩個半圓的所述內(nèi)箍12采用螺母和螺桿連接；

11、s2：外箍安裝，將所述彈簧(14)一端放入內(nèi)箍外側(cè)凹槽，其次將所述外箍(13)吊放至與所述內(nèi)箍(12)平行的位置，同時將所述彈簧(14)另一端安裝至外箍內(nèi)側(cè)凹槽，再次以船為固定不動點采用6～9組千斤頂水平等力地同時將兩個對稱的所述外箍(13)通過壓緊所述彈簧(14)抱緊所述內(nèi)箍(12)，然后采用螺母和螺桿連接兩個半圓的所述外箍(13)，最后將所述鋼筋(5)安裝在固定套筒(11)上；

12、s3：圓盤安裝，在兩個所述動力定位船筏(8)之前架設(shè)所述大梁(3)，在所述大梁(3)上表面中心與樁基同軸位置放置所述圓盤(4)，其次將所述鋼筋(5)穿過通孔，然后采用所述梁墊(7)調(diào)節(jié)所述大梁(3)至合適的高度，最后將所述鋼筋(5)頂端通過所述套筒(22)固定；

13、s4：動力定位船筏定位，首先在海底泥面上放置聲納信號接收器(20)，然后使用差分gps(31)和聲納定位系統(tǒng)(30)進行精準定位于待測樁附近，接著打開艏向傳感器(33)、風(fēng)速計(32)和運動傳感器(34)，根據(jù)各類傳感器測得數(shù)據(jù)控制艏側(cè)推(28)和全回轉(zhuǎn)推進器(29)，最后開始觀測船筏水準尺(35)。

14、s5：抽出海水存儲倉的海水，兩艘所述動力定位船筏8通過所述抽水泵(10)等量地將海水從所述海水存儲倉(9)抽出；

15、s6：若需對所述抱箍裝置(2)拆卸，首先以所述動力定位船筏(8)為固定不動點采用多組千斤頂水平等力地同時對兩個的所述外箍(13)施加外力，之后卸除螺桿和螺母，再以所述動力定位船筏(8)為固定不動點將多組千斤頂水平同時慢慢均勻的卸力，當(dāng)所述彈簧(14)彈力卸載完畢后，拆除所述外箍(13)，最后再根據(jù)順序拆除所述彈簧(14)和所述內(nèi)箍(12)。

16、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具備以下有益效果：

17、1、本發(fā)明通過使用船舶浮力的原理，將動力定位船筏上的海水通過抽水泵抽出，增大船筏的浮力進行抗拔樁的檢測，采取這樣海上樁基抗拔檢測的方法，解決傳統(tǒng)錨樁法需要在待檢測樁基附近打入四根錨樁而帶來的造價高、施工周期長、污染大等問題，也可以解決自平衡法不可以重復(fù)使用檢測裝置的問題，降低施工成本、加快工程進度；

18、2、本發(fā)明由樁基彈簧型抱箍裝置抱緊樁基，壓緊的彈簧在內(nèi)箍外側(cè)與外箍內(nèi)側(cè)之間產(chǎn)生作用力，產(chǎn)生在內(nèi)箍外側(cè)的作用力增加了內(nèi)箍和樁之間的摩擦力，有效解決傳統(tǒng)的單抱箍檢測裝置中樁和抱箍裝置發(fā)生相對滑動的問題，并且該裝置適用范圍廣，適用于混凝土樁基、管樁等，特別對于海上樁基抗拔檢測，可以有效減小海水浸潤對抗拔檢測過程的影響；

19、3、本發(fā)明采用船筏動力定位系統(tǒng)，動力定位系統(tǒng)是根據(jù)船舶各類傳感器測得的外部環(huán)境數(shù)據(jù)，計算出船舶所受的擾動外力，然后通過各個推進器單元產(chǎn)生推力，產(chǎn)生的推力使得船舶保持或者靠近目標位置，對于海況比較惡劣的條件下也依然能進行樁基抗拔承載力的檢測。