本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于磁性漿液的圍堰及其施工方法。

背景技術(shù)：

1、隨著我國(guó)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展以及在全球化、經(jīng)濟(jì)化的需求下，我國(guó)在沿海以及海洋區(qū)域的活動(dòng)增加，在復(fù)雜和極端的水下環(huán)境中進(jìn)行大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)也逐漸被重視起來(lái)。而水下打樁是一個(gè)關(guān)鍵的水下工程技術(shù)，用于在水下環(huán)境中進(jìn)行樁基礎(chǔ)的打入。這項(xiàng)技術(shù)在海洋和河流等水域的工程項(xiàng)目中尤為重要，例如橋梁、碼頭、海上平臺(tái)和風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)。一般圍堰的使用雖然可以暫時(shí)解決難題，但是如何更好的克服水深、水流、地質(zhì)的影響以及水環(huán)境的腐蝕卻成了困擾工作人員的問(wèn)題。

2、動(dòng)水、流水的沖刷導(dǎo)致澆筑混凝土漿液被沖走，無(wú)法使鋼筋與混凝土砂漿結(jié)合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種基于磁性漿液的圍堰結(jié)構(gòu)及其施工方法，本發(fā)明中待漿液吸附后圍成封閉空間，將海水隔絕在外，動(dòng)水變成靜水再放置鋼筋籠，在進(jìn)行澆樁，可以使鋼筋與混凝土砂漿緊密的結(jié)合，澆樁完成后可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)解鎖連接器拆卸圍堰。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述的技術(shù)特征，本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種基于磁性漿液的圍堰結(jié)構(gòu)，包括不同形狀的內(nèi)圍結(jié)構(gòu)和外圍結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)圍結(jié)構(gòu)包括錨桿，并通過(guò)打錨機(jī)打入水底，地面以下部分的錨桿與地面以上部分的支護(hù)桿通過(guò)連接器連接，支護(hù)桿內(nèi)部套有銣鐵硼磁棒，外層包裹塑料材料層，磁性漿液吸附外層包裹在塑料材料層上；或者銣鐵硼磁棒外部包裹著一層塑料材料層，通過(guò)連接器與打入地下的錨頭直接相連，磁性漿液吸附在塑料材料層上；磁性漿液吸附凝固后圍成封閉空間，再進(jìn)行澆樁，澆樁完成后旋轉(zhuǎn)解鎖連接器，拆卸封閉空間由磁性漿液構(gòu)成圍堰；所述外圍結(jié)構(gòu)是與內(nèi)圍結(jié)構(gòu)是采用相同方式做成的封閉防護(hù)結(jié)構(gòu)。

3、所述錨桿在連接器以下，即地面以下部分叫錨桿，連接器以上即地面以上部分為支護(hù)桿。

4、所述錨桿使用gps確定其位置，使用打錨機(jī)將錨桿的頭部打入水底且部分錨桿也插入地底或者將錨頭打入水底用連接器連接銣鐵硼磁棒，圍成圓形、h形或x形圖形。

5、所述支護(hù)桿通過(guò)安置合頁(yè)型可轉(zhuǎn)動(dòng)的鋼板固定，鋼板焊接有一個(gè)空心圓柱孔，通過(guò)將支護(hù)桿套入孔中，并灌入磁性漿液加固，并預(yù)留一定的長(zhǎng)度與下一個(gè)鋼板通過(guò)凝固后的磁性漿液連接。

6、所述鋼板所處的水質(zhì)若為鹽水，則需要考慮氯離子的對(duì)鋼筋的腐蝕影響，通過(guò)在鋼板一側(cè)放置永磁鐵，在另一側(cè)澆筑磁性漿液，從而吸引磁性漿液吸附填滿鋼板的內(nèi)壁，將水和空氣隔絕在外。

7、所述塑料材料層選用pvc，根據(jù)地質(zhì)情況，若為堅(jiān)硬地質(zhì)，則不打入支護(hù)桿，直接將pvc套在銣鐵硼磁棒外面；若為軟弱地質(zhì)，則使用支護(hù)桿，外層包裹pvc，將銣鐵硼磁棒套在錨桿內(nèi)部。

8、所述銣鐵硼磁棒在軟弱地質(zhì)中，套在支護(hù)桿內(nèi)部，通過(guò)其強(qiáng)磁性將磁性漿液吸附；若為堅(jiān)硬地質(zhì)，直接使用銣鐵硼磁棒與打入地下的錨頭用連接器連接。

9、所述磁性漿液中的添加劑選用70%水玻璃溶液，由水、水泥、70%水玻璃溶液和鐵磁性礦物粉組合，對(duì)應(yīng)重量比例設(shè)為1：2~2.2：1：0.4~0.5；

10、所述磁性漿液通過(guò)澆注管將磁性漿液澆注到支護(hù)桿或者銣鐵硼磁棒的周圍吸附，待磁性漿液凝固后，最終形成封閉空間；

11、所述封閉空間根據(jù)水流向、流速，選擇性的在水流沖擊面布置支護(hù)桿，形成圓弧形或者長(zhǎng)方形，在封閉空間外側(cè)形成第一道防護(hù)。

12、所述封閉空間在深水位時(shí)，支護(hù)桿或者銣鐵硼磁棒長(zhǎng)度有限，通過(guò)先形成一定高度的封閉空間，同時(shí)取出銣鐵硼磁棒，供下一高度的封閉空間繼續(xù)使用，這時(shí)此高度以下的水為靜水，用導(dǎo)管法分段澆筑混凝土漿液，先澆筑此高度以內(nèi)的混凝土砂漿，然后繼續(xù)往上形成封閉空間，再澆筑，以此類推，做到邊做圍堰邊施工；

13、所述連接器是能夠旋轉(zhuǎn)解鎖拆卸的，為金屬制品，外層套有pvc材料，用于連接錨桿和支護(hù)桿以及銣鐵硼磁棒與錨頭，待澆樁完成后，旋轉(zhuǎn)拆卸地面以上部分的圍堰。

14、一種基于磁性漿液的圍堰結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟：

15、第一種方法：

16、step1：材料準(zhǔn)備，做內(nèi)圍結(jié)構(gòu)和外圍結(jié)構(gòu)，包括錨桿，塑料材料層，磁性漿液，銣鐵硼磁棒，連接器，支護(hù)桿；

17、step2：預(yù)先準(zhǔn)備工作，在軟弱地質(zhì)時(shí)，在支護(hù)桿內(nèi)部套有銣鐵硼磁棒，外部包裹著一層塑料材料層；在堅(jiān)硬地質(zhì)時(shí)，不使用支護(hù)桿，直接在銣鐵硼磁棒外部包裹著一層塑料材料層，所述塑料材料層為pvc；

18、step3：

19、方案一：打入錨桿，安裝連接器，使用gps技術(shù)確定位置，在軟弱地質(zhì)時(shí)，使用打錨機(jī)將錨桿打入水底，用連接器連接錨桿和支護(hù)桿，支護(hù)桿之間間距小，打入的支護(hù)桿較多，最終圍成圓形、h形或x形圖形；

20、方案二：打入錨頭，安裝連接器，在堅(jiān)硬地質(zhì)時(shí)，直接使用銣鐵硼磁棒通過(guò)連接器與打入地下的錨頭連接，最終圍成圓形、h形或x形圖形；

21、step4：制備磁性漿液，將水泥、水玻璃和鐵磁性礦物粉按比例需求組合，制成具有磁性的且可控制固化時(shí)間的流動(dòng)漿液；

22、step5：澆筑磁性漿液，通過(guò)澆注管將磁性漿液澆注到支護(hù)桿或者銣鐵硼磁棒周圍吸附，待磁性漿液凝固后，形成封閉空間；

23、step6：加強(qiáng)防護(hù)，封閉空間能夠根據(jù)水流向、流速，選擇性的在水流沖擊面布置支護(hù)桿，形成圓弧形或者長(zhǎng)方形，在封閉空間外側(cè)形成第一道防護(hù)；

24、step7：拆卸封閉空間，待澆樁完成后，旋轉(zhuǎn)解鎖地面以上支護(hù)桿或者銣鐵硼磁棒的連接器，將地面以上材料取回重復(fù)利用；

25、第二種方法：

26、step1：材料準(zhǔn)備，做內(nèi)圍結(jié)構(gòu)，包括錨桿，塑料材料層，磁性漿液，連接器，支護(hù)桿，鋼板；

27、step2：預(yù)先準(zhǔn)備工作，在支護(hù)桿外部包裹著一層塑料材料層；

28、step3：制備磁性漿液，將水泥、水玻璃和鐵磁性礦物粉按比例需求組合，制成具有磁性的且可控制固化時(shí)間的流動(dòng)漿液；

29、step4：打入錨桿，放置鋼板，安裝連接器，使用gps技術(shù)確定位置，使用打錨機(jī)將錨桿打入水底，用連接器連接錨桿和支護(hù)桿，調(diào)整好鋼板的角度，將支護(hù)桿套入鋼板的空心圓柱孔中，鋼板預(yù)留一定的長(zhǎng)度與下一個(gè)鋼板通過(guò)磁性漿液連接，擴(kuò)大支護(hù)桿間的間距，從而減少支護(hù)桿打入量；

30、step5：防腐措施，鋼板所處的水質(zhì)若為鹽水，則需要考慮氯離子的對(duì)鋼筋的腐蝕影響，在鋼板一側(cè)放置永磁鐵，在另一側(cè)澆筑磁性漿液，從而吸引磁性漿液吸附填滿鋼板的內(nèi)壁，將水和空氣隔絕在外；

31、step6：拆卸封閉空間，待澆樁完成后，旋轉(zhuǎn)解鎖連接錨桿與支護(hù)桿的連接器，取回地面上支護(hù)桿和拔出鋼板重復(fù)利用。

32、本發(fā)明有如下有益效果：

33、1、對(duì)于動(dòng)水、流水的沖刷導(dǎo)致澆筑混凝土漿液被沖走，無(wú)法使鋼筋與混凝土砂漿結(jié)合。利用磁性漿液的自匯聚能力，在錨桿或者銣鐵硼磁棒周圍吸附，形成封閉空間，將動(dòng)水變成靜水，把海水隔絕在外，再放置鋼筋籠，使鋼筋與混凝土砂漿可以緊密的結(jié)合，最終完成水下澆樁。相比于傳統(tǒng)的水下澆樁，本發(fā)明解決了鋼筋腐蝕以及混凝土漿液無(wú)法有效澆筑等問(wèn)題。

34、2、通過(guò)采用本發(fā)明的方法，可以將地面以上的銣鐵硼磁棒、支護(hù)桿、鋼板拆卸重復(fù)使用，節(jié)約成本。澆樁完成后，可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)解鎖連接器將地面以上的圍堰拆除。并通過(guò)在錨桿或者在銣鐵硼磁棒外層套上pvc材料的方式，使磁性漿液吸附在外層的pvc上凝固，可以將銣鐵硼磁棒或者錨桿從pvc中抽出，供下次使用，節(jié)約了使用成本。

35、3、通過(guò)采用本發(fā)明的方法，可以承受更大的沖擊力，保護(hù)樁體不受沖擊。打入錨桿或者銣鐵硼磁棒與錨頭結(jié)合，吸附磁性漿液凝固后，最終圍成封閉空間，并且在水流沖擊面布置布置錨桿，形成圓弧形或者長(zhǎng)方形，在封閉空間外側(cè)形成第一道防護(hù)。

36、4、本發(fā)明相比于與傳統(tǒng)的圍堰施工更方便快捷，容易上手，只需要打錨桿、錨頭、澆筑漿液等一系列簡(jiǎn)單的操作?？梢赃叿忾]邊施工，在短時(shí)間形成一定高度的封閉圍擋后，就可以進(jìn)行澆樁。材料重量不大，容易搬運(yùn)，省力。

37、5、本發(fā)明相比于與傳統(tǒng)的圍堰造價(jià)更便宜，只需要錨桿（支護(hù)桿），錨頭，少量銣鐵硼磁棒，pvc，一定量的磁性漿液等，最后通過(guò)連接器可以將地面以上的錨桿銣鐵硼磁棒回收使用。

38、6、本發(fā)明相比于與傳統(tǒng)的圍堰環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)，方法更多樣化，在堅(jiān)硬、軟弱地基都有對(duì)應(yīng)的施工方法，在堅(jiān)硬地質(zhì)中使用錨頭與銣鐵硼磁棒組合；在不堅(jiān)硬、軟弱地質(zhì)中使用錨頭錨桿（支護(hù)桿）和銣鐵硼磁棒，錨桿用來(lái)提高穩(wěn)定性；可以通過(guò)安置鋼板的方式，擴(kuò)大支護(hù)桿之間的間距，減少支護(hù)桿的打入量，但鋼板的放置相比于打入支護(hù)桿較為麻煩。