[發明專利]一種減小波浪力和海水腐蝕的鋼管組合樁

有效

• 申請號: 201410338526.0
• 申請日: 2014-07-17
• 公開（公告）號: CN104153387A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 黃挺;鄭金海
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02D27/16
• 分類號: E02D27/16;E02D31/06;E02B3/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術領域

本發明涉及一種減小波浪力和海水腐蝕的鋼管組合樁，屬于近海建筑用鋼管樁基礎領域。

背景技術

鋼管樁因其具有重量輕、剛性好、運輸便利和易于打入、接長、切割施工等優點，作為近海海域建筑物基礎得到廣泛運用。然而近海海況復雜多變，波浪作用劇烈，鋼管樁基礎在實際運用中存在一些問題：目前近海建筑物采用的鋼管樁多為大直徑鋼管樁，較大的迎水面積常使波浪力成為鋼管樁基礎的實際最大承受荷載，加上鋼管樁圓形截面引發的有序水流漩渦脫落，進而引起鋼管樁基礎強烈的擺動；由于波浪力引發的樁身彎矩會在海床下接近表面附近達到峰值，考慮到普通鋼管樁的強度沿樁長不變，因此海床面附近容易發生樁身斷裂現象；此外，海水對鋼材具有顯著的腐蝕作用，鋼管壁腐蝕則會逐漸削弱樁基礎承載性能。

作為近海海域建筑物的基礎，鋼管樁基礎因波浪力作用而產生的擺動、斷裂直接影響上部結構的正常使用與工程安全，而海水對鋼管樁基礎的腐蝕弱化也是一個不可忽視的隱患。

發明內容

為了解決上述存在的問題，本發明公開了一種減小波浪力和海水腐蝕的鋼管組合樁，本發明能有效減小波浪對樁基礎的作用力，增強樁基礎抵抗波浪彎矩的能力，降低海水對樁基礎的腐蝕，提升了鋼管樁基礎在惡劣海況中的適用性和安全性。

一種減小波浪力和海水腐蝕的鋼管組合樁，包括大直徑鋼管樁和若干根小直徑鋼管樁，所述的大直徑鋼管樁的底部安裝在海床面以下，大直徑鋼管樁的頂部高出海床面，所述的若干根小直徑鋼管樁均勻地豎直焊接在大直徑鋼管樁內部，小直徑鋼管樁頂部高出海面，小直徑鋼管樁底部位于海床面以下，每根小直徑鋼管樁四周均套有消渦裝置，相鄰的小直徑鋼管樁之間設置有防腐蝕裝置。

所述的消渦裝置包括套在小直徑鋼管樁四周的套管、沿套管外周螺旋設置的螺旋板和焊接于套管上下兩端的端座，小直徑鋼管樁穿過端座的中心開孔。

所述的大直徑鋼管樁的頂部設有下頂板，套管頂端設置有上頂板，消渦裝置和防腐蝕裝置位于下頂板和上頂板之間。

所述的防腐蝕裝置置于下頂板表面，位于套管上下兩端的端座分別抵壓著上頂板和下頂板，上頂板下頂板與端座接觸表面設置有凸塊，凸塊卡接在端座（21）對應的凹槽中。

所述的防腐蝕裝置為犧牲陽極防腐蝕裝置。

所述的大直徑鋼管樁內設置有相互貼緊固定的上法蘭盤和下法蘭盤，小直徑鋼管樁底部與上法蘭盤焊接固定。

所述的小直徑鋼管樁的底部四周焊接有若干個連接到上法蘭盤的肋板A，下法蘭盤的四周焊接有若干個連接到大直徑鋼管樁內壁的肋板C。

所述的大直徑鋼管樁頂部四周設有加強環，加強環的外側邊緣設有豎直向上延伸的圍擋，加強環的下表面設有焊接到大直徑鋼管樁外壁的肋板B。

所述的大直徑鋼管樁頂端設置有施工護筒，施工護筒罩住位于大直徑鋼管樁上方的小直徑鋼管樁，施工護筒的底部位于圍擋內。

所述的下頂板與上法蘭盤之間設置有一個以上被小直徑鋼管樁貫穿的隔板。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1.?本發明采用多根小直徑鋼管樁，相比普通不變直徑的大直徑鋼管樁，在保證樁基礎豎向剛度的同時，顯著降低了樁基的迎水面，從而可以有效減少作用在樁身上的波浪力。此外，小直徑鋼管樁外側設置消渦裝置，相比普通的圓柱體鋼管樁，消渦裝置上的螺旋板可以有效分散水流漩渦，從而進一步減少波浪力對本發明的作用。

2.?本發明的小直徑鋼管在大直徑鋼管樁內壁設置的方式有效增強了泥面附近樁基礎抗彎剛度，相比剛度沿樁縱向方向不變的普通鋼管樁，能夠降低波浪彎矩峰值處樁身破壞的發生概率，且相比縱向全部增加鋼管樁壁厚的方法，該局部加強的方法用鋼量少，減少工程投資，具有顯著的經濟效益。

3.?本發明的消渦裝置可以對小直徑鋼管樁進行防腐保護，下頂板上表面的防腐蝕裝置可以對海床面附近的樁身結構進行防腐保護。相比普通鋼管樁，消渦裝置和防腐蝕裝置可以形成有效防腐保護，并且消渦裝置和防腐蝕裝置安裝無需采用水下施工，進而降低了施工成本，提高了施工速度。

附圖說明

圖1為本發明樁基施工完成后的縱剖視圖，

圖2為圖1中A-A的剖視圖，

圖3為圖2中Ⅱ的局部放大圖，

圖4為圖1中B-B的剖視圖，

圖5為圖1中C-C的剖視圖，

圖6為圖1中Ⅰ的局部放大圖，

圖7為本發明樁基打入施工時的縱剖視圖，