本实用新型涉及水下桩基检测加固结构技术领域，具体地指一种装配式可重复利用单桩水下检测加固套箱。
背景技术：
桥梁水下桩基常发生不同程度的病害，危害着桥梁的安全正常运行，因此对既有桥梁水下桩基展开定期检测和维修显得十分必要。桥梁水下桩基的病害因其特殊的位置特点，存在病害隐蔽性强、检测维修困难等特点。主要病害形式有河床冲刷、桩身颈缩、钢筋锈蚀、混凝土劣化、断桩、质量缺陷及非均匀沉降几大类，其多数病害体现在桩身表面，通过目视或水下摄像的方法能发现并判别病害。目前水下桩基检测方法主要有水下目测、水下摄像、围堰法、旁孔透射波法、钻孔雷达法、多通道拾振放射波法等，主要的维修方法是围堰法。
现有的技术中，水下目测法是依靠潜水员目力水下观测并判别桩基病害，适用于水深较浅的桩，且对水质和潜水员专业能力有较高的要求；水下摄像法由潜水员或水下机器人携带专业设备记录水下结构的状态，对水质要求较高，且混水条件下不能成像；传统的围堰法采用拼装式钢围堰将一个桥墩的所有桩基包围起来，抽水形成无水环境再进行桩基检测或者维修加固，该方法技术成熟，但工期长、成本高；旁孔透射波法和钻孔雷达法是比较快捷简便的检测方法，其病害判别方式是将采集到的信号波形与大量已知桩基病害的信号波形进行对比，收集桩基病害波形是一项较为庞大的工作；多通道拾振反射波法是类似小应变检测的方法，根据不同的理论，其信号采集点的布置方式有较大差异，该方法应用时受上部横向构件干扰严重，部分方法的测点需要桩身有较长一端露出水面，使用受限制。
专利号为“cn201420372665.0”的名为“桥梁水中桩基检测与维修拼装套箱装置”的中国实用新型专利介绍了一种检修装置，该结构包括抗浮牛腿，桩基外套设有与桩基同轴的呈筒体状的节间标准节段，桩基与节间标准节段之间设有间隙，节间标准节段的顶部与抗浮牛腿固定连接，节间标准节段的底部通过止水模块与桩基密封连接。这种结构通过过个节间标准节段拼装而成，维修人员在节间标准节段与桩基之间的间隙内进行操作，装置结构简单，能够适应对桩基检修的目的。但是由于该结构的节间标准节段之间的连接并无任何的隔水结构，在使用过程中容易出现漏水问题，同时节间标准节段在水下抗压能力有限，不能很好使用于深水桩基的检修。基于桥梁水下桩基病害现状及检测维修技术的发展情况，行业内迫切需求一种即经济又简便的水下桩基检测及表观病害修复方法。以实现桥梁桩基无水条件检测和表观病害修复，并克服传统钢围堰施工周期长、成本高、易锈蚀等缺点。
技术实现要素：
本实用新型的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种装配式可重复利用单桩水下检测加固套箱。
本实用新型的技术方案为：一种装配式可重复利用单桩水下检测加固套箱，其特征在于：包括多个沿竖向依次套设在桩基外侧的环状标准层套箱单元，标准层套箱单元与桩基之间留有工作间隙，相邻标准层套箱单元之间通过第一止水结构密封连接；处于最上层的标准层套箱单元通过固定结构与桩基固定连接，处于最下层的标准层套箱单元上设置有底层套箱单元；所述底层套箱单元环绕在桩基外侧，一端密封固定于处于最下层的标准层套箱单元内侧，另一端延伸至桩基外侧并通过第二止水结构与桩基外侧密封连接。
进一步的所述第一止水结构包括第一止水胶囊；所述标准层套箱单元上端开设有容纳第一止水胶囊的第一凹槽，与该标准层套箱单元连接的相邻标准层套箱单元下端设置有对应第一凹槽的第一凸台；所述第一止水胶囊为可充放气的囊状结构，第一止水胶囊在第一凸台卡合在第一凹槽内时充填在两者间隙内形成止水结构。
进一步的所述第二止水结构包括第二止水胶囊；所述底层套箱单元邻近桩基一侧开设有容纳第二止水胶囊的第二凹槽；所述第二止水胶囊为卡合在第二凹槽内可进行充放气的囊状结构。
进一步的所述固定结构包括通过预埋件固定在桩基外侧的抱箍；所述抱箍与处于最上层的标准层套箱单元之间设置有多根沿桩基周向间隔布置的斜撑；所述斜撑两端分别连接于处于最上层的标准层套箱单元上端与抱箍上。
进一步的所述斜撑上下两端分别可绕水平轴线转动地铰接连接于处于最上层的标准层套箱单元上端与抱箍上。
进一步的所述标准层套箱单元包括多个侧部单元；所述侧部单元为圆弧形板状结构，多个侧部单元沿桩基周向拼装形成环状标准层套箱单元，侧部单元的周向两侧设置有沿桩基轴向布置的竖向法兰、轴向两端设置有沿周向布置的环向法兰，相邻侧部单元通过竖向法兰连接为一体，相邻标准层套箱单元通过环向法兰连接为一体。
进一步的所述侧部单元包括侧板以及固定在侧板内侧的沿周向布置的环向肋、沿轴向布置的竖向肋；所述环向肋和竖向肋交叉布置于侧板内侧。
进一步的所述底层套箱单元包括多块底部单元；所述底部单元沿周向依次拼装连接形成整体结构，底部单元周向两侧设置有沿径向布置的径向法兰，相邻底部单元通过径向法兰连接为一体。
进一步的所述底部单元包括底板以及固定在底板上端面的沿周向布置的环状肋、沿径向布置的径向肋；所述环状肋与径向肋交叉布置，环状肋与标准层套箱单元内侧之间设置有沿桩基轴向倾斜的支撑肋。
本实用新型的优点有：1、通过在相邻标准层套箱单元之间设置第一止水结构，确保相邻标准层套箱单元之间不会出现漏水情况，整个结构密封性更好，施工操作更加安全；
2、通过第一止水胶囊、第一凹槽和第一凸台的组合结构，能够对相邻标准层套箱单元之间连接处进行良好的密封，确保连接处不会发生漏水问题，结构简单，安装方便，密封性好；
3、通过第二止水胶囊和第二凹槽的组合结构，能够确保整个套箱结构底部与桩基之间密封连接，连接结构简单，密封效果好，且为柔性连接，避免产生刚性碰撞；
4、通过抱箍结构作为与桩基的固定结构，用于消除套箱结构的上浮作用力，抱箍结构稳定，安装方便，抗浮效果好；
5、标准层设有竖向和环向加劲肋，抗压能力更强，同时能够根据桩的长度增减标准层，对于不同长度的桩基础，特别是深水桩基础的检测加固作业具有良好的适应性。
6、通过将标准层套箱单元和底层套箱单元设置为组合结构，方便拼装施工，有利于快速组装，极大程度提高施工效率；
7、套箱是以玻璃钢或纤维复合材料为主要材料制作而成，结构轻巧、耐腐蚀，可重复利用，受用寿命长，综合成本低；
8、套箱为一层层的拼接而成，可快速实现桥梁水下桩基无水检测维修环境，检测结果可靠性更高，加固质量更易保证；
9、工作套箱为模块化、可拼装的结构，安拆及搬运方便快捷。
本实用新型的套箱结构简单，安装方便，密封性能好，模块化结构便于拼装、拆卸和搬运，具有极大的推广价值。
附图说明
图1：本实用新型的套箱与桩基连接结构示意图；
图2：本实用新型的侧部单元结构示意图；
图3：本实用新型的底部单元结构示意图；
图4：本实用新型的套箱外部安装结构示意图；
图5：本实用新型的第一止水结构示意图；
图6：本实用新型的第二止水结构示意图；
图7：本实用新型的抱箍与桩基连接结构示意图；
图8：本实用新型的抱箍与标准层套箱单元连接结构示意图；
其中：1—标准层套箱单元；1.1—侧板；1.2—环向肋；1.3—竖向肋；1.4—竖向法兰；1.5—环向法兰；1.6—第一止水胶囊；1.7—第一凹槽；1.8—第一凸台；2—底层套箱单元；2.1—底板；2.2—环状肋；2.3—径向肋；2.4—支撑肋；2.5—径向法兰；2.6—第二止水胶囊；2.7—第二凹槽；3—抱箍；4—斜撑；5—预埋件；6—桩基。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1～8，一种装配式可重复利用单桩水下检测加固套箱，本实施例的套箱结构为拼装式模块化结构，包括多个沿竖向依次密封连接的标准层套箱单元1，标准层套箱单元1为环状结构，套设在桩基6外侧，标准层套箱单元1与桩基6之间留有工作间隙，施工时，施工人员进入到工作间隙内，对桩基6进行检查进行维修。处于最上层的标准层套箱单元1通过固定结构与桩基6固定连接，处于最下层的标准层套箱单元1上设置有底层套箱单元2。标准层套箱单元1与底层套箱单元2组合形成上端开口、下端封底的筒状结构，本实施例的标准层套箱单元1和底层套箱单元2均为模块化结构。
如图1、2和4所示，标准层套箱单元1包括多个侧部单元，侧部单元为圆弧形板状结构，侧部单元包括侧板1.1以及固定在侧板1.1内侧的沿周向布置的环向肋1.2、沿轴向布置的竖向肋1.3，环向肋1.2和竖向肋1.3交叉布置于侧板1.1内侧。
多个侧部单元沿桩基6周向拼装形成环状标准层套箱单元1，侧部单元的周向两侧设置有沿桩基6轴向布置的竖向法兰1.4、轴向两端设置有沿周向布置的环向法兰1.5，相邻侧部单元通过竖向法兰1.4连接为一体，相邻标准层套箱单元1通过环向法兰1.5连接为一体。
如图3和4所示，底层套箱单元2包括多块底部单元，底部单元沿周向依次拼装连接形成整体结构。底部单元包括底板2.1以及固定在底板2.1上端面的沿周向布置的环状肋2.2、沿径向布置的径向肋2.3，环状肋2.2与径向肋2.3交叉布置，环状肋2.2与环向肋1.2之间设置有沿桩基6轴向倾斜的支撑肋2.4，支撑肋2.4的上下两端分别固定在环向肋1.2与环状肋2.2上。
本实施例的底层套箱单元2通过多个底部单元拼装而成，如图4所示，底部单元周向两侧设置有沿径向布置的径向法兰2.5，相邻底部单元通过径向法兰2.5连接为一体。
本实施例的套箱上端时固定在桩基6上的，如图1所示，处于最上层的标准层套箱单元1通过固定结构与桩基6固定连接，固定结构包括通过预埋件5固定在桩基外侧的抱箍3，如图7～8所示，抱箍3与处于最上层的标准层套箱单元1之间设置有多根沿桩基周向间隔布置的斜撑4，斜撑4上下两端分别可绕水平轴线转动地铰接连接于处于最上层的标准层套箱单元1上端与抱箍3上。实际安装结构为处于最上层的标准层套箱单元1上端与抱箍3上设置有对应的耳板，耳板上穿设有沿水平方向布置的销轴，销轴穿过斜撑4和耳板，即可使斜撑4铰接连接于处于最上层的标准层套箱单元1上端与抱箍3上。
为了避免整个套箱结构漏水，本实施例设置有两种止水结构，包括相邻标准层套箱单元1之间的第一止水结构，以及底层套箱单元2与桩基6之间的第二止水结构。如图5所示，第一止水结构包括第一止水胶囊1.6，标准层套箱单元1上端开设有容纳第一止水胶囊1.6的第一凹槽1.7，与该标准层套箱单元1连接的相邻标准层套箱单元1下端设置有对应第一凹槽1.7的第一凸台1.8，第一止水胶囊1.6为可充放气的囊状结构，第一止水胶囊1.6在第一凸台1.8卡合在第一凹槽1.7内时充填在两者间隙内形成止水结构。
如图6所示，第二止水结构包括第二止水胶囊2.6，底层套箱单元2邻近桩基一侧开设有容纳第二止水胶囊2.6的第二凹槽2.7，第二止水胶囊2.6为卡合在第二凹槽2.7内可进行充放气的囊状结构。
实际使用时，按照设计要求，在桩基6外侧将底层套箱单元1和若干个标准层套箱单元1拼装成套箱，吊装拼装好的套箱缓慢下放至设计施工位置，安装抱箍3，并通过斜撑4将套箱固定在抱箍3上，对第一止水胶囊1.6和第二止水胶囊2.6充气，使相邻标准层套箱单元1密封连接，底层套箱单元2与桩基6外侧密封连接，将套箱内侧的水抽干，形成干施工环境，便于施工人员操作施工。
施工完成后，对第一止水胶囊1.6和第二止水胶囊2.6放气，将套箱进行拆除，将套箱分割成模块化的侧部单元和底层单元，拆除抱箍3结构，对拆除的部件进行回收，以便于下一次继续组装使用。
如图1所示，本实施例的周向指图1中的绕桩基6轴线的圆周方向，轴向指图1中的上下方向，径向方向指图1中以桩基6的轴线为中心线沿水平方向向四周发散的方向。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
1.一种装配式可重复利用单桩水下检测加固套箱，其特征在于：包括多个沿竖向依次套设在桩基(6)外侧的环状标准层套箱单元(1)，标准层套箱单元(1)与桩基之间留有工作间隙，相邻标准层套箱单元(1)之间通过第一止水结构密封连接；处于最上层的标准层套箱单元(1)通过固定结构与桩基(6)固定连接，处于最下层的标准层套箱单元(1)上设置有底层套箱单元(2)；所述底层套箱单元(2)环绕在桩基(6)外侧，一端密封固定于处于最下层的标准层套箱单元(1)内侧，另一端延伸至桩基(6)外侧并通过第二止水结构与桩基(6)外侧密封连接。
2.如权利要求1所述的一种装配式可重复利用单桩水下检测加固套箱，其特征在于：所述第一止水结构包括第一止水胶囊(1.6)；所述标准层套箱单元(1)上端开设有容纳第一止水胶囊(1.6)的第一凹槽(1.7)，与该标准层套箱单元(1)连接的相邻标准层套箱单元(1)下端设置有对应第一凹槽(1.7)的第一凸台(1.8)；所述第一止水胶囊(1.6)为可充放气的囊状结构，第一止水胶囊(1.6)在第一凸台(1.8)卡合在第一凹槽(1.7)内时充填在两者间隙内形成止水结构。
3.如权利要求1所述的一种装配式可重复利用单桩水下检测加固套箱，其特征在于：所述第二止水结构包括第二止水胶囊(2.6)；所述底层套箱单元(2)邻近桩基一侧开设有容纳第二止水胶囊(2.6)的第二凹槽(2.7)；所述第二止水胶囊(2.6)为卡合在第二凹槽(2.7)内可进行充放气的囊状结构。
4.如权利要求1所述的一种装配式可重复利用单桩水下检测加固套箱，其特征在于：所述固定结构包括通过预埋件(5)固定在桩基外侧的抱箍(3)；所述抱箍(3)与处于最上层的标准层套箱单元(1)之间设置有多根沿桩基周向间隔布置的斜撑(4)；所述斜撑(4)两端分别连接于处于最上层的标准层套箱单元(1)上端与抱箍(3)上。
5.如权利要求4所述的一种装配式可重复利用单桩水下检测加固套箱，其特征在于：所述斜撑(4)上下两端分别可绕水平轴线转动地铰接连接于处于最上层的标准层套箱单元(1)上端与抱箍(3)上。
6.如权利要求1～5任一所述的一种装配式可重复利用单桩水下检测加固套箱，其特征在于：所述标准层套箱单元(1)包括多个侧部单元；所述侧部单元为圆弧形板状结构，多个侧部单元沿桩基(6)周向拼装形成环状标准层套箱单元(1)，侧部单元的周向两侧设置有沿桩基(6)轴向布置的竖向法兰(1.4)、轴向两端设置有沿周向布置的环向法兰(1.5)，相邻侧部单元通过竖向法兰(1.4)连接为一体，相邻标准层套箱单元(1)通过环向法兰(1.5)连接为一体。
7.如权利要求6所述的一种装配式可重复利用单桩水下检测加固套箱，其特征在于：所述侧部单元包括侧板(1.1)以及固定在侧板(1.1)内侧的沿周向布置的环向肋(1.2)、沿轴向布置的竖向肋(1.3)；所述环向肋(1.2)和竖向肋(1.3)交叉布置于侧板(1.1)内侧。
8.如权利要求1～5任一所述的一种装配式可重复利用单桩水下检测加固套箱，其特征在于：所述底层套箱单元(2)包括多块底部单元；所述底部单元沿周向依次拼装连接形成整体结构，底部单元周向两侧设置有沿径向布置的径向法兰(2.5)，相邻底部单元通过径向法兰(2.5)连接为一体。
9.如权利要求8所述的一种装配式可重复利用单桩水下检测加固套箱，其特征在于：所述底部单元包括底板(2.1)以及固定在底板(2.1)上端面的沿周向布置的环状肋(2.2)、沿径向布置的径向肋(2.3)；所述环状肋(2.2)与径向肋(2.3)交叉布置，环状肋(2.2)与标准层套箱单元(1)内侧之间设置有沿桩基(6)轴向倾斜的支撑肋(2.4)。
技术总结