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一种用于水力沉桩的射流结构
申请号	CN201710540341.1	申请日	2017-07-05	公开(公告)号	CN107366287A	公开(公告)日	2017-11-21
申请人	浙江宏力阳生态建设股份有限公司;			发明人	朱鸿鸣; 张志建; 孙张波; 陈日平; 肇竹;
摘要	本发明公开了一种用于水力沉桩的射流结构，其特征在于包括若干个竖直设置的过水管和与过水管连接的喷射管，喷射管具有进水端面和出水端面，过水管的进水口通入压力水或流动液体流，过水管的出水口与喷射管的进水端面连接，喷射管的出水端面均匀喷射出压力水或流动液体流以切割地层、清除异物；优点是其结构简单、成本低、适应性强，能够使沉桩水或流动液体能量损失小，且使沉桩速度快以形成稳定的整体连续体，其在不同的工况中，能够满足实际不同工况的施工作业要求，能够保证水力沉桩过程高质、高效地顺利完成。
权利要求	1.一种用于水力沉桩的射流结构，其特征在于包括若干个竖直设置的过水管和与所述的过水管连接的喷射管，所述的喷射管具有进水端面和出水端面，所述的过水管的进水口通入压力水或流动液体流，所述的过水管的出水口与所述的喷射管的进水端面连接，所述的喷射管的出水端面均匀喷射出压力水或流动液体流以切割地层、清除异物。 2.根据权利要求1所述的一种用于水力沉桩的射流结构，其特征在于所述的过水管竖直贯穿设置于水力沉桩的桩体内，所述的喷射管连接于水力沉桩的桩体的头部上。 3.根据权利要求2所述的一种用于水力沉桩的射流结构，其特征在于所述的喷射管呈筒状，所述的喷射管水平连接于水力沉桩的桩体的头部上。 4.根据权利要求3所述的一种用于水力沉桩的射流结构，其特征在于水力沉桩的桩体内竖直贯穿设置有一根所述的过水管，所述的过水管的出水口与所述的喷射管的进水端面的中间位置连接。 5.根据权利要求2所述的一种用于水力沉桩的射流结构，其特征在于所述的喷射管呈筒状，所述的喷射管倾斜连接于水力沉桩的桩体的头部上。 6.根据权利要求5所述的一种用于水力沉桩的射流结构，其特征在于所述的过水管的中心轴线与所述的喷射管的出水端面相交的角度大于0度且小于180度；水力沉桩的桩体内竖直贯穿设置有一根所述的过水管，所述的过水管的出水口与所述的喷射管的进水端面的中间位置连接。 7.根据权利要求2所述的一种用于水力沉桩的射流结构，其特征在于所述的喷射管的轴向截面呈V型使其进水端面分为两个子进水端面、使其出水端面分为两个子出水端面，且V型角度为大于20度且小于180度。 8.根据权利要求7所述的一种用于水力沉桩的射流结构，其特征在于水力沉桩的桩体内竖直贯穿设置有一根所述的过水管，所述的过水管的出水口与所述的喷射管的进水端面的中间位置连接；或水力沉桩的桩体内竖直贯穿设置有一根所述的过水管，所述的过水管的出水口上连接有一个三通管，所述的三通管的两个出水端上各连接有一根过水分管，一根所述的过水分管的出水口与所述的喷射管的一个所述的子进水端面的中间位置连接，或一根所述的过水分管的出水口与所述的喷射管的一个所述的子进水端面的外侧边缘位置连接。 9.根据权利要求2至8中任一项所述的一种用于水力沉桩的射流结构，其特征在于所述的喷射管的进水端面上开设有进水孔，所述的过水管的出水口与所述的进水孔对应连通，所述的喷射管的出水端面上以阵列方式开设有数个喷射孔，所述的喷射管通过所述的喷射孔喷射出压力水或流动液体流。 10.根据权利要求9所述的一种用于水力沉桩的射流结构，其特征在于所述的喷射管的外周壁或进水端面上设置有连接构件，所述的连接构件的上部与水力沉桩的桩体的头部连接。
说明书全文	一种用于水力沉桩的射流结构技术领域 [0001] 本发明涉及一种水力沉桩技术，尤其是涉及一种用于水力沉桩的射流结构，其在不同的工况中，能够满足实际不同工况的施工作业要求，能够保证水力沉桩过程高质、高效地顺利完成，且能够使桩快速沉入土壤中，形成稳定的整体连续体。背景技术 [0002] 目前，在现有的水力沉桩施工中，由于作业环境恶劣，时常受风浪、水深及地质情况影响，且桩结构的形状复杂、规格不同、横断面积大、壁薄，因此致使现有的水力沉桩施工，存在桩沉入困难、水或流动液体能量损失大、切割地层有盲区等问题尤为突出，一直没有得到很好地解决。为了适应桩的不同形状、规格，特别是横断面积大的桩的工程建设的需要；为了合理地分配水或流动液体，以减少沉桩水或流动液体能量损失，使水或流动液体能量有效地发挥；为了使切割地层无盲区、能力大，使桩快速沉入土壤中，形成稳定的整体连续体；为了高质、高效地完成水力沉桩，满足工程建设要求，为水力沉桩装备和桩结构提供可遵循的依据，有必要研究一种用于水力沉桩的能够实现上述一个或多个目的辅助结构。发明内容 [0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、适应性强，能够使沉桩水或流动液体能量损失小，且使沉桩速度快，以形成稳定的整体连续体的用于水力沉桩的射流结构，其在不同的工况中，能够满足实际不同工况的施工作业要求，能够保证水力沉桩过程高质、高效地顺利完成。 [0004] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于水力沉桩的射流结构，其特征在于包括若干个竖直设置的过水管和与所述的过水管连接的喷射管，所述的喷射管具有进水端面和出水端面，所述的过水管的进水口通入压力水或流动液体流，所述的过水管的出水口与所述的喷射管的进水端面连接，所述的喷射管的出水端面均匀喷射出压力水或流动液体流以切割地层、清除异物。 [0005] 所述的过水管竖直贯穿设置于水力沉桩的桩体内，所述的喷射管连接于水力沉桩的桩体的头部上。 [0006] 所述的喷射管呈筒状，所述的喷射管水平连接于水力沉桩的桩体的头部上。这种结构的喷射管的出水端面喷射出的压力水或流动液体流是呈扇面向下的，能够切割桩体正下方的地层。 [0007] 水力沉桩的桩体内竖直贯穿设置有一根所述的过水管，所述的过水管的出水口与所述的喷射管的进水端面的中间位置连接。这样过水管的出水口流出的压力水或流动液体流能够均匀分布到喷射管的内腔中，从而能够使喷射管的出水端面喷射出的压力水或流动液体流更为均匀。 [0008] 所述的喷射管呈筒状，所述的喷射管倾斜连接于水力沉桩的桩体的头部上。这种结构的喷射管的出水端面为一个斜切面，不仅更容易插入土壤中，而且出水端面喷射出的压力水或流动液体流是呈扇面与出水端面的法线方向一致的，能够切割桩体正下方和一侧的地层，更有利于快速沉桩。 [0009] 所述的过水管的中心轴线与所述的喷射管的出水端面相交的角度大于0度且小于180度；水力沉桩的桩体内竖直贯穿设置有一根所述的过水管，所述的过水管的出水口与所述的喷射管的进水端面的中间位置连接。在此，过水管与喷射管的出水端面相交的具体角度可根据实际情况确定，一般情况下，可将过水管的中心轴线与喷射管的出水端面相交的角度设计为60度；使过水管的出水口与喷射管的进水端面的中间位置连接，这样过水管的出水口流出的压力水或流动液体流能够均匀分布到喷射管的内腔中，从而能够使喷射管的出水端面喷射出的压力水或流动液体流更为均匀。 [0010] 所述的喷射管的轴向截面呈V型使其进水端面分为两个子进水端面、使其出水端面分为两个子出水端面，且V型角度为大于20度且小于180度。这种V型结构的喷射管的出水端面呈V型，出水端面的中间形成尖角，尖角使得更容易插入土壤中，而且出水端面向两侧喷射出压力水或流动液体流，能够切割桩体正下方和周围的地层，使得沉桩效果最好；V型角度具体可根据实际情况确定，一般情况下，可将V型角度设计为120度。 [0011] 水力沉桩的桩体内竖直贯穿设置有一根所述的过水管，所述的过水管的出水口与所述的喷射管的进水端面的中间位置连接，直接将过水管连接于喷射管的V型的进水端面的中间位置上，连接更为方便。或水力沉桩的桩体内竖直贯穿设置有一根所述的过水管，所述的过水管的出水口上连接有一个三通管，所述的三通管的两个出水端上各连接有一根过水分管，一根所述的过水分管的出水口与所述的喷射管的一个所述的子进水端面的中间位置连接，或一根所述的过水分管的出水口与所述的喷射管的一个所述的子进水端面的外侧边缘位置连接。通过增设三通管，可将过水管的出水口流出的压力水或流动液体流一体分二进入两根过水分管内，再由两根过水分管将压力水或流动液体流输入喷射管的两个子腔中，使得喷射管的出水端面喷射出的压力水或流动液体流均匀性更好。 [0012] 所述的喷射管的进水端面上开设有进水孔，所述的过水管的出水口与所述的进水孔对应连通，所述的喷射管的出水端面上以阵列方式开设有数个喷射孔，所述的喷射管通过所述的喷射孔喷射出压力水或流动液体流。 [0013] 所述的喷射管的外周壁或进水端面上设置有连接构件，所述的连接构件的上部与水力沉桩的桩体的头部连接。 [0014] 与现有技术相比，本发明的优点在于： [0015] 1)这种射流结构仅由过水管和喷射管组合成，结构简单，且成本低。 [0016] 2)这种射流结构可以根据桩的形状、规格将喷射管设计成不同的结构形状，能够适应不同形状、不同规格，特别是横断面积大的桩的工程建设的需要，适应性强。 [0017] 3)这种射流结构先将过水管通入的压力水或流动液体流通入喷射管的内腔中，再由喷射管的出水端面均匀喷射出，因此能够合理地分配压力水或流动液体流，从而能够减少压力水或流动液体流能量损失，使压力水或流动液体流能量有效地发挥；另一方面，使得切割地层无盲区、能力大，从而能够使桩快速沉入土壤中，形成稳定的整体连续体。 [0018] 4)过水管的出水端与喷射管的进水端面可采用螺接或插接方式连接，这样在桩沉入地层后，可取出过水管，使过水管能重复使用，有效地降低了成本。附图说明 [0019] 图1为实施例一的用于水力沉桩的射流结构示意图； [0020] 图2为实施例二的用于水力沉桩的射流结构示意图； [0021] 图3为实施例三的用于水力沉桩的射流结构示意图； [0022] 图4为实施例四的用于水力沉桩的射流结构示意图； [0023] 图5为实施例五的用于水力沉桩的射流结构示意图； [0024] 图6为各个实施例的用于水力沉桩的射流结构中的喷射管的喷射角度示意图。具体实施方式 [0025] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。 [0026] 实施例一： [0027] 本实施例提出的一种用于水力沉桩的射流结构，如图1所示，其包括一个竖直贯穿设置于水力沉桩的桩体1内的过水管2和一个连接于水力沉桩的桩体1的头部上的喷射管3，喷射管3具有进水端面31和出水端面32，过水管2的进水口通入压力水或流动液体流，过水管2的出水口与喷射管3的进水端面31连接，喷射管3的出水端面32均匀喷射出压力水或流动液体流以切割地层、清除异物。这种射流结构仅由过水管2和喷射管3组合成，结构简单，且成本低；可以根据桩的形状、规格将喷射管3设计成不同的结构形状，能够适应不同形状、不同规格，特别是横断面积大的桩的工程建设的需要，适应性强；这种射流结构先将过水管2通入的压力水或流动液体流通入喷射管3的内腔中，再由喷射管3的出水端面32均匀喷射出，因此能够合理地分配压力水或流动液体流，从而能够减少压力水或流动液体流能量损失，使压力水或流动液体流能量有效地发挥；另一方面，使得切割地层无盲区、能力大，从而能够使桩快速沉入土壤中，形成稳定的整体连续体。 [0028] 在本实施例中，喷射管3呈筒状，喷射管3水平连接于水力沉桩的桩体1的头部上，这种结构的喷射管3的出水端面32喷射出的压力水或流动液体流是呈扇面向下的，能够切割桩体1正下方的地层。 [0029] 在本实施例中，过水管2的出水口与喷射管3的进水端面31的中间位置连接，这样过水管2的出水口流出的压力水或流动液体流能够均匀分布到喷射管3的内腔中，从而能够使喷射管3的出水端面32喷射出的压力水或流动液体流更为均匀。 [0030] 在本实施例中，喷射管3的进水端面31上开设有一个进水孔311，过水管2的出水口与进水孔311对应连通，喷射管3的出水端面32上以阵列方式开设有数个喷射孔321，喷射管3通过喷射孔321喷射出压力水或流动液体流。在此，阵列方式可以根据喷射管3的具体形状而确定，如可采用环形阵列、菱形阵列或矩形阵列方式；实际上，只要求喷射孔321等距、多排、交错均匀分布，以达到均匀喷射压力水或流动液体流的目的。 [0031] 在本实施例中，喷射管3的外周壁或进水端面31上设置有连接构件4，连接构件4的上部与水力沉桩的桩体1的头部连接。 [0032] 实施例二： [0033] 本实施例提出的一种用于水力沉桩的射流结构，如图2所示，其结构与实施例一的射流结构基本相同，不同之处仅在于：喷射管3呈筒状，喷射管3倾斜连接于水力沉桩的桩体1的头部上，这种结构的喷射管3的出水端面32变为一个斜切面，不仅更容易插入土壤中，而且出水端面32喷射出的压力水或流动液体流是呈扇面与出水端面32的法线方向一致的，能够切割桩体1正下方和一侧的地层，更有利于快速沉桩。 [0034] 在本实施例中，过水管2的中心轴线与喷射管3的出水端面32相交的锐角为60度，过水管2的出水口与喷射管3的进水端面31的中间位置连接。使过水管2的出水口与喷射管3的进水端面31的中间位置连接，这样过水管2的出水口流出的压力水或流动液体流能够均匀分布到喷射管3的内腔中，从而能够使喷射管3的出水端面32喷射出的压力水或流动液体流更为均匀。 [0035] 实施例三： [0036] 本实施例提出的一种用于水力沉桩的射流结构，如图3所示，其结构与实施例一的射流结构或实施例二的射流结构基本相同，不同之处仅在于：喷射管3的轴向截面呈V型使其进水端面31分为两个子进水端面312、使其出水端面32分为两个子出水端面322，且V型角度为120度，这种V型结构的喷射管3的出水端面32呈V型，出水端面32的中间形成尖角，尖角使得更容易插入土壤中，而且出水端面32向两侧喷射出压力水或流动液体流，能够切割桩体1正下方和周围的地层，相比实施例一的射流结构和实施例二的射流结构的沉桩效果，本实施例的射流结构的沉桩效果最好。 [0037] 在本实施例中，过水管2的出水口与喷射管3的进水端面31的中间位置连接，直接将过水管2连接于喷射管3的V型的进水端面31的中间位置上，连接更为方便。 [0038] 实施例四： [0039] 本实施例提出的一种用于水力沉桩的射流结构，如图4所示，其结构与实施例三的射流结构基本相同，不同之处仅在于：过水管2的出水口上连接有一个三通管5，三通管5的两个出水端上各连接有一根过水分管6，一根过水分管6的出水口与喷射管3的一个子进水端面312的中间位置连接。通过增设三通管5，可将过水管2的出水口流出的压力水或流动液体流一体分二进入两根过水分管6内，再由两根过水分管6将压力水或流动液体流打入喷射管3的两个子腔中，使得喷射管3的出水端面32喷射出的压力水或流动液体流在均匀性方面更好，即实施例四的射流结构相比实施例三的射流结构，喷射出的压力水或流动液体流的均匀性好。 [0040] 实施例五： [0041] 本实施例提出的一种用于水力沉桩的射流结构，如图5所示，其结构与实施例四的射流结构基本相同，不同之处仅在于：一根过水分管6的出水口与喷射管3的一个子进水端面312的外侧边缘位置连接。过水分管6的出水口与喷射管3的一个子进水端面312的外侧边缘位置连接时，均匀性相比过水分管6的出水口与喷射管3的一个子进水端面312的中间位置连接时的均匀性更好。 [0042] 上述各个实施例中，在过水管2的进水口上连接有供水管7；在喷射管3的出水端面32上可设置切割器具(图中未示出)；喷射孔321的孔径一般设计为1～25毫米，如可设计为 10毫米；喷射管的喷射角度如图6所示，一般可设计为大于0度且小于180度，如可设计为120度；供水管7的供水压力和供水流量、过水管2的内径和壁厚、喷射管3的内部空间和壁厚、喷射孔321的阵列方式和数目的具体数值均可根据实际施工和工程建设要求调试确定。 [0043] 上述各个实施例中，水力沉桩的桩体1中可以设置有多个竖直贯穿于水力沉桩的桩体1内的过水管2和连接于水力沉桩的桩体1的头部上的喷射管3。 [0044] 上述各个实施例中，水力沉桩的桩体1可以为混凝土结构，或为钢体结构，或为非金属结构。 [0045] 上述五种不同的射流结构可适应不同工况，使得在桩的不同规格，特别是遇桩结构形状复杂、横断面积大、壁薄、障碍物等特殊情况下，能正常施工。 [0046] 上述实施例提出的用于水力沉桩的射流结构沉桩的实施过程为： [0047] 在具体的实施过程中，水力沉桩的射流结构情形，视实际施工和工程建设要求确定。 [0048] 1、水力沉桩施工时，将水力沉桩设备就位于施工作业水域，连接供水管，启动供水或流动液体设备，压力水或流动液体流从供水管进入过水管，通过过水管进入喷射管，自喷射管的出水端面喷出，在压力水或流动液体流的能量作用下切割地层，使桩快速沉入土壤，达到工程建设沉桩的沉入深度要求时，停止供水或流动液体设备，断开供水管，完成一桩的沉入。 [0049] 2、如此循环，进行下一桩的沉入，最终完成水力沉桩，形成稳定的整体连续体工程的施工作业。 [0050] 上述实施例提出的用于水力沉桩的射流结构可设置于水力沉桩的桩体外部，即与水力沉桩的桩体靠近且独立设置。

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