[發明專利]一種環筒鋼混組合基礎結構及其施工方法

在審

• 申請號: 201910574017.0
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110424443A
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 張浦陽;許云龍;丁紅巖;樂叢歡;郭耀華
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E02D27/42
• 分類號: E02D27/42;E02D27/52;F03D13/25
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 琪琛

1.一種環筒鋼混組合基礎結構，包括多個相同的鋼筒基礎，其特征在于，多個所述鋼筒基礎按照其中心點連線在水平面上構成圓形進行排布，多個所述鋼筒基礎彼此焊接在一起；多個所述鋼筒基礎頂部共同連接有鋼頂板，所述鋼頂板上部設置有混凝土板；所述鋼頂板中心和所述混凝土板中心均開設有圓形通孔，所述圓形通孔與所述鋼筒基礎在所述鋼頂板和所述混凝土板上的投影不相交；所述混凝土板上部設置有混凝土過渡段，所述混凝土過渡段為圓環截面的直線型薄壁結構，且底部圓環直徑大于頂部圓環直徑；所述混凝土過渡段的上部設置有鋼制塔筒，所述鋼制塔筒底部嵌在所述混凝土過渡段內部；

所述混凝土板頂面設置有外環梁、中環梁、內環梁；所述外環梁位于所述混凝土板頂面的外側邊緣處；所述中環梁位于所述混凝土板頂面的中部，并設置于所述混凝土過渡段下部；所述內環梁設置于所述混凝土板頂面的所述圓形通孔的邊緣處；

所述混凝土板頂面徑向均勻布置有混凝土主梁，所述混凝土主梁由所述內環梁延伸至所述外環梁；所述混凝土板頂面在每兩根相鄰的所述混凝土主梁之間徑向均勻布置有混凝土次梁，所述混凝土次梁由所述中環梁延伸至所述外環梁。

2.根據權利要求1所述的一種環筒鋼混組合基礎結構，其特征在于，所述鋼筒基礎的數量為5-8個，相鄰兩個所述鋼筒基礎通過其筒裙彼此焊接；所述鋼筒基礎的半徑為3-15m，高度為8-15m。

3.根據權利要求1所述的一種環筒鋼混組合基礎結構，其特征在于，所述鋼頂板周邊處設置有向上的鋼制肋板，所述鋼制肋板插入于所述混凝土板和所述外環梁。

4.根據權利要求1所述的一種環筒鋼混組合基礎結構，其特征在于，所述混凝土板與所述鋼頂板的輪廓一致，均為圓形或正多邊形，所述混凝土板的厚度為0.3-1m。

5.根據權利要求1所述的一種環筒鋼混組合基礎結構，其特征在于，所述鋼頂板中心和所述混凝土板的圓形通孔的半徑均為鋼筒基礎1半徑的0.2-1.0倍。

6.根據權利要求1所述的一種環筒鋼混組合基礎結構，其特征在于，所述混凝土過渡段為等厚結構，其壁厚為0.5-1.5m，中間分布有預應力鋼絞線。

7.根據權利要求1所述的一種環筒鋼混組合基礎結構，其特征在于，所述外環梁的外緣與所述混凝土板外緣齊平，且形狀與所述混凝土板的邊緣一致；所述外環梁的寬度為0.5-1.5m，高度為0.8-1.8m；所述中環梁位于所述混凝土板頂面中部，形狀為圓環形，寬度為0.5-1.5m，高度為0.8-1.8m；所述中環梁的半徑為所述鋼制塔筒半徑的1-2倍；所述內環梁的內徑與所述圓形通孔的直徑一致，寬度為0.5-1.5m，高度為0.8-1.8m。

8.根據權利要求1所述的一種環筒鋼混組合基礎結構，其特征在于，所述混凝土主梁的寬度為0.5-1.5m，高度為0.8-1.8m；相鄰所述混凝土主梁之間的夾角為60度；所述混凝土次梁包括12-18根，每兩根相鄰的所述混凝土主梁之間布置有2-3根所述混凝土次梁，相鄰所述混凝土次梁軸線之間的夾角為20-30度。

9.根據權利要求1所述的一種環筒鋼混組合基礎結構，其特征在于，所述鋼制塔筒為變截面等厚鋼管，且底部直徑大于頂部直徑。

10.一種如權利要求1-9所述的環筒鋼混組合基礎結構的施工方法，其特征在于，按照如下步驟進行：

(1)陸上預制多個所述鋼筒基礎，并將多個所述鋼筒基礎按照其中心點連線在水平面上構成圓形進行排布后彼此焊接在一起，之后將多個所述鋼筒基礎與所述鋼頂板進行焊接；

(2)將所述鋼頂板作為所述混凝土板的底面模板，在所述鋼頂板上綁扎鋼筋，對所述混凝土板、所述外環梁、所述中環梁、所述內環梁、所述混凝土主梁、所述混凝土次梁以及所述混凝土過渡段一同進行澆筑施工；

(3)將上述澆筑施工完成的整體結構吊入水中，檢查氣密性，在所述混凝土過渡段上安裝所述鋼制塔筒，并在所述鋼制塔筒上安裝機頭，根據拖航要求調節所述鋼筒基礎的吃水；

(4)將所述環筒鋼混組合基礎結構和所述機頭進行浮運拖航；

(5)將所述環筒鋼混組合基礎結構和所述機頭浮運拖航至到指定海域后，先進行自重下沉，再進行負壓下沉到指定位置；

(6)下沉結束后對所述鋼筒基礎內部的土體進行加固。