[實(shí)用新型]一種裝配式海上樁基沖刷防護(hù)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720353599.6
• 申請(qǐng)日: 2017-04-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207032326U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉潤(rùn);馬鵬程;王樂(lè);李成鳳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E02D31/06
• 分類(lèi)號(hào): E02D31/06;E02D27/12
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)12214
• 代理人: 王秀奎

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及海洋工程中單樁基礎(chǔ)的防沖刷問(wèn)題，特別涉及一種裝配式海上樁基沖刷防護(hù)裝置。

背景技術(shù)

作為最為傳統(tǒng)的基礎(chǔ)形式之一，樁基礎(chǔ)具有承載力高，工作性能穩(wěn)定，沉降量小、機(jī)械化施工水平高等優(yōu)點(diǎn)，因而成為修建各式建筑物所普遍采用的基礎(chǔ)形式。近年來(lái)，隨著海洋工程的蓬勃發(fā)展，樁基礎(chǔ)已成為海洋工程結(jié)構(gòu)物的主要基礎(chǔ)形式。相比于陸地上的樁基結(jié)構(gòu)，海上工程的環(huán)境具有更發(fā)雜多變，不可控因素更多，已有工程經(jīng)驗(yàn)更少，水文等相關(guān)數(shù)據(jù)資料更不完善等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)導(dǎo)致海上樁基的假設(shè)更為困難，尤其是在波流劇烈、海床地質(zhì)條件不理想的工程區(qū)域，樁基周?chē)鷺O易產(chǎn)生嚴(yán)重的局部沖刷，行程底坑，從而影響單樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定，造成樁基結(jié)構(gòu)破壞。

目前，工程中常采用的沖刷防護(hù)措施有兩種，一是護(hù)底減沖防護(hù)措施，護(hù)底減沖防護(hù)措施主要利用以拋石、砂袋為主的防護(hù)層對(duì)樁基周邊沖刷影響區(qū)域進(jìn)行防護(hù)，以達(dá)到折減最大沖刷深度從而保證樁基穩(wěn)定的效果。如專(zhuān)利CN105672369A、CN104480961A以及CN204849741U分別介紹了不同護(hù)底減沖防護(hù)措施的方法。以上所述相關(guān)沖刷防護(hù)措施的技術(shù)比較成熟，具有大量的工程實(shí)例，但該方法存在工程量大，施工難度大等缺點(diǎn)。另一種方法是通過(guò)在樁周安裝防沖刷結(jié)構(gòu)，如專(zhuān)利CN203924088U，介紹了一種漁礁型近海風(fēng)電防沖刷樁基；專(zhuān)利CN106049556A，公布了一種由預(yù)制混凝土墊層和保護(hù)套管構(gòu)成的一種樁基防沖刷磨蝕結(jié)構(gòu)。這種方法的共同點(diǎn)是通過(guò)在樁基外套一個(gè)套管的形式來(lái)說(shuō)保護(hù)樁周土體被沖刷，其體現(xiàn)的樁基沖刷防護(hù)原理與第一種方法沒(méi)有實(shí)質(zhì)性區(qū)別，仍然是利用防護(hù)層對(duì)樁基周邊土體進(jìn)行保護(hù)以抵抗水流沖刷，不能達(dá)到減緩波流流速?gòu)亩鴱母旧峡刂茦痘鶝_刷的效果。

發(fā)明內(nèi)容

因此，為解決海上樁基沖刷問(wèn)題及克服現(xiàn)有樁基沖刷防護(hù)措施的不足，本實(shí)用新型提出一種裝配式海上樁基沖刷防護(hù)裝置。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種裝配式海上樁基沖刷防護(hù)裝置，所述裝配式海上樁基沖刷防護(hù)裝置由三部分結(jié)構(gòu)相同的裝配式結(jié)構(gòu)拼接組合而成，每一部分的裝配式結(jié)構(gòu)均包括以下五個(gè)部分：弧形外壁、第一道環(huán)形加強(qiáng)肋、第二道環(huán)形加強(qiáng)肋、豎向加強(qiáng)肋和扇形負(fù)壓入土筒。扇形負(fù)壓入土筒由頂板、側(cè)板、外筒裙和內(nèi)筒裙組成，弧形外壁的下端與扇形負(fù)壓入土筒的頂板連接，頂板為一個(gè)呈118-120度的扇面結(jié)構(gòu)，在頂板的左右兩側(cè)垂直設(shè)置有兩個(gè)側(cè)板，在頂板的內(nèi)外環(huán)向兩側(cè)分別設(shè)置有內(nèi)筒裙和外筒裙。在弧形外壁內(nèi)表面從上至下沿環(huán)向設(shè)置第一道環(huán)形加強(qiáng)肋和第二道環(huán)形加強(qiáng)肋。在扇形負(fù)壓入土筒頂板上部沿樁長(zhǎng)方向垂直設(shè)置兩道豎向加強(qiáng)肋，加強(qiáng)肋與弧形外壁、扇形負(fù)壓入土筒頂板通過(guò)焊接連接，在所述的三組裝配式套筒結(jié)構(gòu)的連接縫隙內(nèi)填充有混凝土。

所述的弧形外壁上沿的切線與海上樁基軸向平行。

所述的弧形外壁下沿的切線與扇形負(fù)壓入土筒軸向的較大夾角在120°-150°之間

所述的弧形外壁的上沿的內(nèi)徑略大于海上樁基的外徑，所述的弧形外壁的上沿的直徑為1-7米。

所述的弧形外壁的高度由弧形外壁的弧長(zhǎng)及弧度確定，高度為5-30米。

所述的弧形外壁下沿的直徑與扇形負(fù)壓入土筒的直徑相等，具體尺寸通過(guò)綜合考慮所保護(hù)樁基的尺寸、工程的等級(jí)以及樁基面臨的沖刷強(qiáng)度等因素而定，直徑為6-40米。

所述扇形負(fù)壓入土筒的高度為2-8米。

所述的兩道豎向加強(qiáng)肋將頂板的扇面三等分，即三部分裝配套筒拼接在一起后形成的完整套筒結(jié)構(gòu)內(nèi)，六道豎向加強(qiáng)肋中每?jī)傻镭Q向加強(qiáng)肋之間呈60度夾角。所述的六道豎向加強(qiáng)肋圍成的空心圓柱體的直徑、內(nèi)筒裙的直徑以及弧形外壁上沿的直徑相等。

所述裝配式海上樁基沖刷防護(hù)裝置由三部分結(jié)構(gòu)相同的裝配式結(jié)構(gòu)拼接組合而成，具體施工過(guò)程如下：

所述裝配式結(jié)構(gòu)在路上預(yù)制，通過(guò)向所述扇形負(fù)壓入土筒內(nèi)注入高壓空氣使其浮于水面，通過(guò)拖船托運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。

所述裝配式結(jié)構(gòu)在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吸力下沉，即利用負(fù)壓泵將扇形負(fù)壓入土筒內(nèi)高壓氣體抽出，使其在自重作用下沉入水面下，再將筒內(nèi)抽成負(fù)壓狀態(tài)，使裝置插入土中。

所述三組裝配式結(jié)構(gòu)分別入土，協(xié)同調(diào)平后，在結(jié)構(gòu)縫處進(jìn)行水下混凝土澆筑以構(gòu)成完整的防沖刷裝置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

第一、整個(gè)裝置覆蓋樁周土體，直接防護(hù)樁周土體被水流沖刷；

第二、弧形外壁的弧形結(jié)構(gòu)可以改變樁周波流方向，從而減小波流速度，達(dá)到保護(hù)樁基及樁周土體的作用；