一种带防冲刷孔的水下桩基础冲刷防护装置

本发明涉及水下桩基础防护技术领域，更具体地说，涉及一种带防冲刷孔的水下桩基础冲刷防护装置。

背景技术：

海上风电是一个技术复杂程度较高的领域，加之海上风电环境的复杂性使得其技术难度进一步提高。从其环境来讲，海上风电的环境影响因素主要是指风、浪、流等气象水文条件因素。在风电场建成后，浪、流等水动力作用会对风机基础单桩产生严重的局部冲刷，从而影响风机基础单桩的稳定性，海上基桩的防护又与河下基桩防护有所不同，河水流动方向相对固定，而海水流动的方向不确定性较强。为了提高海上风电场的防冲刷能力进而提高其结构稳定性，就需要对海上风电场进行防冲刷防护处理，现实中海上风电场防护面临如下问题：

1.以淤泥、粉质砂土等为主的海床地质条件的海床土壤易液化，海底的浪、流会在基础单桩的周围冲刷形成底坑，影响了基础单桩的稳定性。

2.海水在流动的过程中会对基础单桩进行冲刷，长此以往基础单桩外部会受到严重腐蚀。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种带防冲刷孔的水下桩基础冲刷防护装置，以解决上述背景技术中提出的问题：

基础单桩周围底质土容易被海水冲刷带走且基础单桩外侧易受海水腐蚀的问题。

2.技术方案

一种带防冲刷孔的水下桩基础冲刷防护装置，包括基础单桩，所述基础单桩的下半部埋在底质土内，所述基础单桩的上半部浸泡在水内，所述基础单桩的上半部外侧套设有防护网，所述防护网的底部安装有固定装置，且所述固定装置套设在基础单桩的外侧，所述基础单桩的下半部外侧套设有固土装置，且所述固土装置的顶部与固定装置连接，所述固土装置的内部安装有连接装置。

优选地，所述固定装置包括固定圈，所述固定圈套设在基础单桩的外侧，所述固定圈的外侧焊接有六个连接杆，所述连接杆的内部焊接有连接环，所述连接环设置有多个，且多个所述连接环的圆心位于同一点。

优选地，所述防护网包括四个一号杆，所述一号杆焊接在连接环的顶部，所述连接环的顶部焊接有八个二号杆，且所述二号杆位于一号杆的外侧，所述连接环的顶部焊接有八个三号杆，且所述三号杆位于二号杆的外侧，所述连接环的顶部焊接有四个四号杆，且所述四号杆位于三号杆的外侧，所述一号杆的外侧焊接有多个一号环，所述二号杆的外侧焊接有多个二号环，且所述二号环位于一号环的下方，所述三号杆的外侧焊接有多个三号环，且所述三号环位于二号环的下方，所述四号杆的外侧焊接有多个四号环，且所述四号环位于三号环的下方。

优选地，所述固土装置包括固土模块，所述固土模块设置有多个，所述固土模块的内部开设有冲刷孔，所述固土模块的外侧焊接有数个固定槽，所述固定槽的内侧开设有移动槽，所述移动槽的内部填充有弹性橡胶，所述弹性橡胶的外侧连接有固定球，所述固定槽的顶部开设有螺纹孔，所述固土模块的底部设有尖端。

优选地，所述连接装置包括连接板，所述连接板插设在固定槽的内部，所述连接板的顶部焊接有固定块，且所述固定块与螺纹孔螺纹连接，所述连接板的边缘外侧设有固定孔，且所述固定孔与固定球嵌合，所述连接板的底部设有切刀，所述连接装置还包括固定板，所述固定板的顶部与固定圈的底部螺纹连接，所述固定板的底部焊接在连接板的顶部。

优选地，所述固土装置还包括辅助装置，所述辅助装置包括辅助模块，所述辅助模块的内部开设有辅助孔，所述辅助孔的内部插设有固土模块，所述辅助模块为六边形，所述辅助模块的其中三个边外侧焊接有卡件，另外三个边外侧设有卡槽，所述卡件和卡槽的内部均开设有插孔，所述插孔的内部插设有插销。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

1、本发明利用防护网对基础单桩周围的海流进行缓冲和导向，具体为：防护网的内层使用金属固定形状，外层涂抹树脂材料防止海水腐蚀，防护网包括四个一号杆，一号杆焊接在连接环的顶部，连接环的顶部焊接有八个二号杆，且二号杆位于一号杆的外侧，连接环的顶部焊接有八个三号杆，且三号杆位于二号杆的外侧，连接环的顶部焊接有四个四号杆，且四号杆位于三号杆的外侧，一个一号杆、两个二号杆、两个三号杆以及一个四号杆组成一组导流组，共四个导流组，导流组俯视连线形状为弧形，可以在海水从正面冲刷基础单桩时对其起到一定的导向作用，使海水从四号杆位置向外偏离，从而降低海水对基础单桩的撞击力度，达到保护基础单桩的目的，一号杆的外侧焊接有多个一号环，二号杆的外侧焊接有多个二号环，且二号环位于一号环的下方，三号杆的外侧焊接有多个三号环，且三号环位于二号环的下方，四号杆的外侧焊接有多个四号环，且四号环位于三号环的下方，一号环、二号环、三号环、四号环各一个组成一组缓冲组，缓冲组设置有多个，多个缓冲组组成的防护网可以对在海水与基础单桩之间起到缓冲的作用，防止海水流速过快冲刷基础单桩对其造成损害，各个缓冲组上的环由外到内高度逐渐增加，这样在缓冲的同时也能起到一定的向上导向作用，防止海水向下流动将单桩外侧的底质土带走，从而造成单桩稳定性降低的现象发生。

2、本发明利用固土装置将基础单桩底部外侧的底质土固定住，防止海底的浪、流冲刷基础单桩的周围形成底坑，影响基础单桩的稳定性，固土装置由多个固土模块组成，固土模块外用六边形的设计，稳定性强且易于拼装，固土模块的内部开设有冲刷孔，冲刷孔可以将底质土围住进行保护，防止海流冲刷将其带走，固土模块的外侧焊接有数个固定槽，固定槽用于两个固土模块之间的连接，移动槽的内部填充有弹性橡胶，弹性橡胶的外侧连接有固定球，固定槽的顶部开设有螺纹孔，连接板插设在固定槽的内部，连接板的顶部焊接有固定块，且固定块与螺纹孔螺纹连接，连接板的边缘外侧设有固定孔，且固定孔与固定球嵌合，使用时现将固土模块插入土中，其底部的尖端方便固土模块的插入，然后将连接板插入固定槽的内部，在下插的过程中，固定球会在连接板的挤压作用下不断收缩，直至连接板插入至底部，此时固定球和固定孔处于同一位置，且固定球的半径与圆形固定孔的半径相同，固定球与固定孔嵌合实现固定，然后利用螺栓将固定块与螺纹孔连接，即完成了两个固土模块之间的连接，三个固土模块连接处的三块连接板可以形成正三角形，具有很强的稳定性，连接装置还包括固定板，固定板的顶部与固定圈的底部螺纹连接，固定板的底部焊接在连接板的顶部，这样能够将固土装置与防护网连接在一起，保证防护网的稳定性，采用拼接的方式便于运输和安装，且固土效果好。

3、本发明利用辅助装置辅助固土模块的安装，具体为：辅助装置包括辅助模块，辅助模块的内部开设有辅助孔，辅助孔为六边形，可以恰好让固土模块插入，对其位置进行限定，辅助模块为六边形，辅助模块的其中三个边外侧焊接有卡件，另外三个边外侧设有卡槽，卡件和卡槽的内部均开设有插孔，插孔的内部插设有插销，本装置在安装时，先将多个辅助模块拼接在水下桩的周围，将插件插入到插孔的内部，然后将插销插入到插孔内及完成固定，然后将固土模块沿着辅助孔插入到底质土内，待固土模块安装完毕之后取走辅助装置并且安装连接装置即可，利用辅助装置能够快速且准确的将固土模块安装在指定位置。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的防护网一至四号杆位置俯视图；

图3为本发明的防护网一至四号环位置示意图；

图4为本发明的固定圈连接处示意图；

图5为本发明的辅助装置使用方法示意图；

图6为本发明的固土装置及连接装置示意图；

图7为本发明的固定球内部示意图；

图8为本发明的辅助装置示意图；

图中标号说明：1、基础单桩；2、防护网；201、一号杆；202、二号杆；203、三号杆；204、四号杆；205、一号环；206、二号环；207、三号环；208、四号环；3、固定装置；301、固定圈；302、连接杆；303、连接环；4、固土装置；401、固土模块；402、冲刷孔；403、固定槽；404、固定球；405、螺纹孔；406、尖端；407、移动槽；408、弹性橡胶；5、连接装置；501、连接板；502、固定块；503、固定孔；504、切刀；505、固定板；6、辅助装置；601、辅助模块；602、辅助孔；603、卡件；604、插孔；605、卡槽；606、插销。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅1-3图，一种带防冲刷孔的水下桩基础冲刷防护装置，包括基础单桩1，基础单桩1的下半部埋在底质土内，基础单桩1的上半部浸泡在水内，基础单桩1的上半部外侧套设有防护网2，防护网2的底部安装有固定装置3，且固定装置3套设在基础单桩1的外侧，基础单桩1的下半部外侧套设有固土装置4，且固土装置4的顶部与固定装置3连接，固土装置4的内部安装有连接装置5。

固定装置3包括固定圈301，固定圈301套设在基础单桩1的外侧，固定圈301的外侧焊接有六个连接杆302，连接杆302的内部焊接有连接环303，连接环303设置有多个，且多个连接环303的圆心位于同一点。

防护网2包括四个一号杆201，一号杆201焊接在连接环303的顶部，连接环303的顶部焊接有八个二号杆202，且二号杆202位于一号杆201的外侧，连接环303的顶部焊接有八个三号杆203，且三号杆203位于二号杆202的外侧，连接环303的顶部焊接有四个四号杆204，且四号杆204位于三号杆203的外侧，一号杆201的外侧焊接有多个一号环205，二号杆202的外侧焊接有多个二号环206，且二号环206位于一号环205的下方，三号杆203的外侧焊接有多个三号环207，且三号环207位于二号环206的下方，四号杆204的外侧焊接有多个四号环208，且四号环208位于三号环207的下方。

本发明利用防护网2对基础单桩1周围的海流进行缓冲和导向，具体为：防护网2的内层使用金属固定形状，外层涂抹树脂材料防止海水腐蚀，防护网2包括四个一号杆201，一号杆201焊接在连接环303的顶部，连接环303的顶部焊接有八个二号杆202，且二号杆202位于一号杆201的外侧，连接环303的顶部焊接有八个三号杆203，且三号杆203位于二号杆202的外侧，连接环303的顶部焊接有四个四号杆204，且四号杆204位于三号杆203的外侧，一个一号杆201、两个二号杆202、两个三号杆203以及一个四号杆204组成一组导流组，共四个导流组，导流组俯视连线形状为弧形，可以在海水从正面冲刷基础单桩1时对其起到一定的导向作用，使海水从四号杆204位置向外偏离，从而降低海水对基础单桩1的撞击力度，达到保护基础单桩1的目的，一号杆201的外侧焊接有多个一号环205，二号杆202的外侧焊接有多个二号环206，且二号环206位于一号环205的下方，三号杆203的外侧焊接有多个三号环207，且三号环207位于二号环206的下方，四号杆204的外侧焊接有多个四号环208，且四号环208位于三号环207的下方，一号环205、二号环206、三号环207、四号环208各一个组成一组缓冲组，缓冲组设置有多个，多个缓冲组组成的防护网2可以对在海水与基础单桩1之间起到缓冲的作用，防止海水流速过快冲刷基础单桩1对其造成损害，各个缓冲组上的环由外到内高度逐渐增加，这样在缓冲的同时也能起到一定的向上导向作用，防止海水向下流动将单桩外侧的底质土带走，从而造成单桩稳定性降低的现象发生。

实施例2：

请参阅4-7图，结合实施例1的基础有所不同之处在于，固土装置4包括固土模块401，固土模块401设置有多个，固土模块401的内部开设有冲刷孔402，固土模块401的外侧焊接有数个固定槽403，固定槽403的内侧开设有移动槽407，移动槽407的内部填充有弹性橡胶408，弹性橡胶408的外侧连接有固定球404，固定槽403的顶部开设有螺纹孔405，固土模块401的底部设有尖端406。

连接装置5包括连接板501，连接板501插设在固定槽403的内部，连接板501的顶部焊接有固定块502，且固定块502与螺纹孔405螺纹连接，连接板501的边缘外侧设有固定孔503，且固定孔503与固定球404嵌合，连接板501的底部设有切刀504，连接装置5还包括固定板505，固定板505的顶部与固定圈301的底部螺纹连接，固定板505的底部焊接在连接板501的顶部。

本发明利用固土装置4将基础单桩1底部外侧的底质土固定住，防止海底的浪、流冲刷基础单桩1的周围形成底坑，影响基础单桩的稳定性，固土装置4由多个固土模块401组成，固土模块401外用六边形的设计，稳定性强且易于拼装，固土模块401的内部开设有冲刷孔402，冲刷孔402可以将底质土围住进行保护，防止海流冲刷将其带走，固土模块401的外侧焊接有数个固定槽403，固定槽403用于两个固土模块401之间的连接，移动槽407的内部填充有弹性橡胶408，弹性橡胶408的外侧连接有固定球404，固定槽403的顶部开设有螺纹孔405，连接板501插设在固定槽403的内部，连接板501的顶部焊接有固定块502，且固定块502与螺纹孔405螺纹连接，连接板501的边缘外侧设有固定孔503，且固定孔503与固定球404嵌合，使用时现将固土模块401插入土中，其底部的尖端406方便固土模块401的插入，然后将连接板501插入固定槽403的内部，在下插的过程中，固定球404会在连接板501的挤压作用下不断收缩，直至连接板501插入至底部，此时固定球404和固定孔503处于同一位置，且固定球404的半径与圆形固定孔503的半径相同，固定球404与固定孔503嵌合实现固定，然后利用螺栓将固定块502与螺纹孔405连接，即完成了两个固土模块401之间的连接，三个固土模块401连接处的三块连接板501可以形成正三角形，具有很强的稳定性，连接装置5还包括固定板505，固定板505的顶部与固定圈301的底部螺纹连接，固定板505的底部焊接在连接板501的顶部，这样能够将固土装置4与防护网2连接在一起，保证防护网的稳定性，采用拼接的方式便于运输和安装，且固土效果好。

实施例3：

请参阅8图，结合实施例1、2的基础有所不同之处在于，固土装置4还包括辅助装置6，辅助装置6包括辅助模块601，辅助模块601的内部开设有辅助孔602，辅助孔602的内部插设有固土模块401，辅助模块601为六边形，辅助模块601的其中三个边外侧焊接有卡件603，另外三个边外侧设有卡槽605，卡件603和卡槽605的内部均开设有插孔604，插孔604的内部插设有插销606。

本发明利用辅助装置6辅助固土模块401的安装，具体为：辅助装置6包括辅助模块601，辅助模块601的内部开设有辅助孔602，辅助孔602为六边形，可以恰好让固土模块401插入，对其位置进行限定，辅助模块601为六边形，辅助模块601的其中三个边外侧焊接有卡件603，另外三个边外侧设有卡槽605，卡件603和卡槽605的内部均开设有插孔604，插孔604的内部插设有插销606，本装置在安装时，先将多个辅助模块601拼接在基础单桩1的周围，将插件603插入到插孔604的内部，然后将插销606插入到插孔604内及完成固定，然后将固土模块401沿着辅助孔602插入到底质土内，待固土模块401安装完毕之后取走辅助装置6并且安装连接装置5即可，利用辅助装置6能够快速且准确的将固土模块401安装在指定位置。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明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发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。