下潜可控水力助沉喷浆加固混合式高抗拔力基础的制作方法

文档序号:15799014发布日期:2018-11-02 21:18阅读:215来源:国知局

下潜可控水力助沉喷浆加固混合式高抗拔力基础,综合多项技术,不但成本低,操作性也好,可广泛应用于有高抗拔力要求的基础,如单锚腿式系泊系统基础等,本技术为海洋工程技术领域。



背景技术:

基础及锚是网箱养殖及海洋工程系泊的主要型式,随着海水网箱养殖业的发展,网箱的系泊系统需要有可靠的基础及锚,目前网箱的系泊用基础由于技术的缺失,大量使用简易的水泥墩锚,海南省海洋与渔业厅2011年底发文《关于深水网箱养殖灾后恢复生产的指导性意见》指出水泥墩锚应不小于1.5立方,重不小于3.75 吨,但实践证明承载力远远不够。

本人已授权专利:“基于海洋石油立柱式平台原理的环保型高抗拔力吸力锚”专利号:ZL201420521173.3提出了钢或钢筋混凝土方形或圆形柱,在桩长约1/2处装设隔板,纵剖面成H形,形成上下舱室,上舱室的顶为开敞,但在安装阶段用一端可开启带手柄的盖板临时封闭,使上舱室成为浮力舱,隔板下部的下舱室,其底面开敞,下舱室壁板前端装环形助沉及加固地基的喷管,下沉后将上舱室盖板拉开,往上舱室填充建筑垃圾或其它重质颗粒,甚至可填放高出舱壁的石龙,以取得最大的压重,在重力压重下,桩身会加速贯入泥中。

本人已授权的另一专利:“基于海洋石油立柱式平台原理的下潜可控高抗拔力桩”专利号:ZL201420453116.6,提出了桩体按浮力柱方式,实现垂直可控下潜动作,并且下潜后平稳地立于海床,直至下潜至设定的深度。

本实用新型将延续专利“基于海洋石油立柱式平台原理的环保型高抗拔力吸力锚”及“基于海洋石油立柱式平台原理的下潜可控高抗拔力桩”的正确思路,组合上“打入式水下锚桩”专利号:ZL201320074341.4使结构更合理,施工更简易可控,特别是通过综合措施达到高抗拔力,使其成为网箱养殖优选基础型式。

参考专利文献

[1]“基于海洋石油立柱式平台原理的环保型高抗拔力吸力锚”

专利号:ZL201420521173.3 发明人:古国维

[2]“基于海洋石油立柱式平台原理的下潜可控高抗拔力桩”

专利号:ZL201420453116.6 发明人:古国维

[3]“带鳍板后置压重的环保型重力式基础”

专利号:ZL201520796074.0 发明人:古国维

[4]“打入式水下锚桩”专利号:ZL201320074341.4 发明人:古国维



技术实现要素:

为了使重力式基础成为有高抗拔力的基础型式,而且安装简单,成本低,可靠性好,就必须沿袭本人已授权专利的正确思路,如下潜可控,喷水助沉,水泥加固,同时又有所创新突破。为此,本实用新型采用的技术方案是;

1.钢筋混凝土锥状体,中间为梯形分隔墻,分隔墻顶面中央预埋大拉力连接单锚腿等重载的主吊钩,分隔墻顶面两端预预埋备用吊钩,以应付主吊钩的故障,面上四角预埋辅助吊钩,四面预埋鳍形铁件总成,钢筋混凝土锥状体底部浇筑部分混凝土,钢筋混凝土锥状体下部也局部加厚,以降低重心,钢筋混凝土锥状体自重约为锥状体排水量的3/5,靠近下部一侧开进水孔,钢筋混凝土锥状体底部通过螺栓套接带桩尖、钻有注水孔、焊有锚筋的桩管,钢筋混凝土锥状体纵向两侧预埋注水或水泥浆管,注水或水泥浆管连注水或水泥浆管汇,管汇一端插入桩管,桩管端钻有注水孔

2.用于自浮自安装时,为避免吊放下水后,遇浪打入海底,办法是梯形分隔墻两侧空腔放置匹配浮块,用聚氨酯发泡剂很方便地制作匹配的浮块。

3.结构吊放入水后在水面会自然直立,慢慢拉起匹配的浮块,进水孔自动注水,结构慢慢下潜插入水下泥面中,从而可实现可控下潜,然后往空舱內填充建筑垃圾或石块,甚至在顶面填大石龙,以取得最大的压重。在重力压重下,桩身会加速贯入泥中,直至沉放到指定标高。若出现下沉不顺利则注高压水助沉,最后通过注水孔喷海工用水砂浆加固。

这样本实用新型兼备了压---舱内压重,喷---喷水冲刷助沉,扩---鳍形铁件及桩管锚筋扩大了抗拔承压面,三者一体令基础有较高的抗拔力。本专利的优点是结构合理,可操作性强,避开了海上作业要借助于高昂的浮吊,打桩船的难点,为海洋工程及海水养殖网箱应用高抗拔力基础,提供了一条经济,高效,可靠,并有利于建筑垃圾处理的环保新路。

附图说明

图1是本实用新型竖向剖面构造示意图;

图2是图1中的1-1剖视图,是本实用新型平面布置示意图;

图3是图1中的2-2剖视图,表述了角锥体中部平面布置示意图,特别是鳍形铁件、注水或水泥浆管、进水孔、运输辅助支腿等布置示意图;

图4是图1中的3-3剖视图,表述了桩管与锚筋连接

图5是图1中的4-4剖视图,表述了桩管底部桩尖及喷水或水泥浆孔构造示意图;

图6是图1中的A部放大图,表述了主吊钩构造,特别是强调了其可靠锚固措施;

图7是图1中的B部放大图,表述了吊钩构造,强调其锚固状态;

图8是图1中的C部放大图,表示鳍形铁件构造轴测立体示意图,强调其锚固状态;

图9是图1中的D部放大图,表述了角锥体下部锚固板、连接板、注水或水泥浆管汇桩管布置轴测立体图,

图10是梯形分隔墻两侧空腔放置匹配浮块示意图;

图11结构平置示意图,特别表述了运输辅助支腿作用。

其中:1.钢筋混凝土角锥体.2.主吊钩总成,201.不锈钢圆钢条,202. 锚固板,203.加强板,3.辅助吊钩,4.备用吊鈎,5.进水孔, 6.聚氨酯发泡体,7.聚氨酯发泡体拉手,8.定位胶体,9.鳍形铁件总成,901.鳍板,902.鳍板锚固板,10.注水或水泥浆管汇,11.预埋注水或)水泥浆管,12.锚固板总成,1201.锚固体,1202.螺栓, 1203.锚固板锚筋,13.连接板总成,1301.连接板体,1302.连接板加强板,1303.螺栓孔,1304.管孔,14.桩管,15.桩管锚筋, 16.桩管注水或水泥浆孔,17.桩尖罩,18.桩尖罩加强板,19.注水或水泥浆管快速接头。

具体实施方式

由于抗拔力产生的结构应力不大,角锥体壁厚及配筋按行业的构造要求即可,主要关注主要关注吊鈎2、3、4及鳍形铁件总成9,锚固板总成12在钢筋混凝土中的可靠錨固,主吊鈎为不锈钢材料,吊鈎3、4优先选用不锈钢材料。

由于基础要实现下潜可控,办法是梯形分隔墻两侧空腔放置匹配浮块6,匹配浮块用聚氨酯发泡剂来制作,这过程如同现包裹使用的聚氨酯包装块,办法是先制作上盖,然后空腔铺一层塑料薄膜,盖上上盖后灌注聚氨酯发泡剂。为了防止浮块6 脱离,可在浮块6与空腔壁填塞一些弹性材料小块8。

桩管采用钢管,依入土深度及使用年限确定桩径及壁厚,上端焊上与锚固板总成12对应的连接板,连接板的螺栓孔1303,管孔1304,都应比匹配的螺栓1202及管10直径大10%,桩尖用钢板冲焊成尖锥形罩,在靠近尖锥形罩上方开孔,孔径>=4mm沿管周向均匀布置,管身开孔用专用胶塞塞好。

桩管的结构的防腐蚀因为泥土中腐蚀要小,即使表面作处理,贯入中也会被泥砂刮伤,失去防护作用,所以适当加厚即可。

海上安装时拉起手把7,让浮块6完全松动,海水从进水孔5涌入顶起浮块6,基础也慢慢下潜,从而实现可控下潜。就位后填灌砂石,或建筑垃圾,若出现下沉不顺利,则开动辅助作业船水泵注水冲刷助沉,是否喷水泥浆,这要由抗拔要求,土质好坏,及业主经济投入而定,由潜水员卸下输水软管,本阶段工程即告结束,下阶段连接上浮体系泊缆即可。

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