[發明專利]一種用于大型海上電氣平臺的分體式高樁承臺基礎及建立方法

有效

• 申請號: 202010769992.X
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN114059572B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 俞華鋒;孫震洲;呂國兒;張寶峰;陳杰峰;黃珊珊;王定仕
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: E02D27/12
• 分類號: E02D27/12;E02D27/14;E02D27/52;E02D5/34
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 吉靖;劉曉春

1.一種用于大型海上電氣平臺的分體式高樁承臺基礎，其特征在于：所述用于大型海上電氣平臺的分體式高樁承臺基礎包括至少兩個高樁承臺，所述高樁承臺由至少一個豎向樁和至少兩個斜向樁支撐，所述斜向樁的樁頂埋入至高樁承臺的混凝土內，多個斜向樁形成對豎向樁向中心處的支撐，所述高樁承臺上方設有支撐上部組塊的豎向柱，所述豎向樁由下至上穿過高樁承臺并與豎向柱焊接；所述高樁承臺之間不設置連接構件以形成進船空間；

所述豎向樁的樁身上設置加勁環，所述加勁環設置在豎向樁位于高樁承臺厚度方向的中央位置；所述加勁環的外徑大于豎向樁的樁身外徑且埋入至高樁承臺的混凝土內；

所述斜向樁的樁頂的側面設有加勁環，所述加勁環的外徑大于斜向樁的樁身外徑且埋入至高樁承臺的混凝土內；

所述斜向樁樁頂上加勁環的上方設有鋼筋網，所述高樁承臺內斜向樁的外側設置反柱式鋼筋，所述反柱式鋼筋與鋼筋網焊接并形成對斜向樁樁頂加勁環的包圍。

2.根據權利要求1所述的用于大型海上電氣平臺的分體式高樁承臺基礎，其特征在于：所述斜向樁內位于高樁承臺內的部分灌注填芯混凝土以增強斜向樁樁身的抗側向壓力的能力。

3.根據權利要求1所述的用于大型海上電氣平臺的分體式高樁承臺基礎，其特征在于：所述豎向樁內位于高樁承臺的部分灌注填芯混凝土以增強豎向樁樁身的抗側向壓力的能力。

4.根據權利要求3所述的用于大型海上電氣平臺的分體式高樁承臺基礎，其特征在于：所述豎向樁內填芯混凝土的下表面設置封閉底板，所述封閉底板設置在豎向樁內預裝環形牛腿上。

5.根據權利要求3或4所述的用于大型海上電氣平臺的分體式高樁承臺基礎，其特征在于：所述填芯混凝土的頂面與高樁承臺的頂面相平齊，所述填芯混凝土的底面位于高樁承臺的底面下1倍豎向樁的樁身外徑處。

6.根據權利要求1所述的用于大型海上電氣平臺的分體式高樁承臺基礎，其特征在于：所述高樁承臺內豎向樁的外側設置反柱式鋼筋，所述反柱式鋼筋在豎向樁樁身上的加勁環處形成交叉焊接。

7.一種用于大型海上電氣平臺的分體式高樁承臺基礎的建立方法，其特征在于：所述用于大型海上電氣平臺的分體式高樁承臺基礎的建立方法包括如下步驟：

將傳統的一個高樁承臺分為獨立受力多個高樁承臺，每個高樁承臺對應1~2個豎向柱，每個高樁承臺都設置豎向樁、兩個方向的斜樁，每個高樁承臺都獨立承擔上部組塊傳來的豎向力、水平力和彎矩，也獨立承擔自身的波浪力、海流力作用；高樁承臺之間不設置連接構件，高樁承臺之間就形成了進船的空間，以適應浮托法安裝時進船；

將上部組塊的豎向柱與下部的豎向樁直接對接，對接的樁用豎向樁，樁柱平面位置一致、直徑一致，兩者直接焊接連接；這樣連接方式不用通過高樁承臺混凝土傳力，荷載傳遞方式簡單可靠，豎向柱的豎向力直接傳遞給下部的豎向樁，豎向柱的彎矩、水平力通過高樁承臺傳遞給斜向樁；

但采用樁柱直接對接技術時，樁柱平面位置需要嚴格一致，但打樁時的樁身精度控制較難，樁柱在平面位置上很難保證一致，這里采用了樁身平面位置頂推調節技術，即打樁時，不嚴格要求豎向樁的打樁精度，打完樁，放鋼套箱時，豎向樁位置的鋼套箱預留孔洞，以適應沉樁的誤差，放置鋼套箱后，將鋼套箱與斜向樁固定，但與豎向樁不固定；在鋼套箱內設置水平方向的千斤頂，用千斤頂調整豎向樁的平面位置，將豎向樁的平面位置精確調整到設計位置后，將豎向樁與鋼套箱固定，這樣豎向樁的平面位置就與上部豎向柱的位置嚴格一致，保證上部組塊安裝時直接將樁與柱對接；

豎向樁的樁身材料為鋼材，鋼材與混凝土之間無法緊密連接，與承臺混凝土之間必然存在縫隙，此縫隙使樁與承臺間無法直接傳遞力，因此在樁身上設置加勁環，加勁環的位置位于承臺厚度方向的中間位置，加勁環外徑較樁身外徑大，加勁環埋入承臺混凝土中，以承擔豎向力的作用，因此，加勁環用于樁與承臺間豎向力的傳遞；樁與承臺間的水平力和彎矩，通過樁身與承臺側壁的壓力傳遞；樁身與承臺側壁間壓力較大時，可能引起樁身鋼結構的屈曲和承臺混凝土的壓屈，因此，又采用了樁身填芯技術和承臺配置反柱式技術；

在樁身的承臺底面以下1倍樁身直徑位置到承臺頂面的高度范圍內，灌注填芯混凝土；填芯混凝土強度等級與承臺混凝土強度等級相近，但填芯混凝內土摻入少量膨脹劑，使填芯混凝土在固化時產生0.05~0.2%的體積膨脹，使填芯混凝土與樁內壁緊密接觸，使得樁身側力壓力直接傳遞給填芯混凝土；為了在灌注填芯混凝土時，樁身內形成封閉支撐，在樁身內、填芯混凝土下表面位置設置一道封閉底板；封閉底板由預裝的環形牛腿和后裝的封閉板組成；預裝的環形牛腿由一道環形鋼板和錐形鋼板焊接組成；后裝的封閉板由直徑稍小于樁內徑的圓形鋼板和加勁肋組成；沉樁完成后，將封閉板安裝到環形牛腿上，并與環形牛腿焊接，就形成了灌注混凝土時的封底板；

樁內灌注填混凝土后，樁身強度足夠，樁身抗側向壓力的能力很強，但承臺混凝土抗側向壓力的承載力不足，因此在承臺內配置反柱式鋼筋，反柱式鋼筋與普通圓柱式鋼筋相似，有豎向鋼筋、環形箍筋組成，但配置的位置與柱式配筋相反，配置在豎向樁外的承臺內；柱式鋼筋的豎向鋼筋，在遇到樁身加勁環時，采用交叉配置的方式，在確保豎向鋼筋正常受力的情況下，也加強了加勁環處承臺的承載力；

斜向樁的樁身材料為鋼材，鋼材與混凝土之間無法緊密連接，與承臺混凝土之間必然存在縫隙，此縫隙使樁與承臺間無法直接傳遞力，因此，在斜向樁的樁端設置加勁環，加勁環外徑較樁身外徑大，加勁環埋入承臺混凝土中，以承擔豎向力的作用，因此，加勁環用于樁與承臺間豎向力的傳遞；斜向樁與承臺間的水平力和彎矩，通過樁身與承臺側壁的壓力傳遞；樁身與承臺側壁間壓力較大時，可能引起樁身鋼結構的屈曲和承臺混凝土的壓屈，因此又采用了樁身填芯技術和承臺配置反柱式技術；

在斜向樁的樁身的承臺底面以下1倍樁身直徑位置到高樁承臺中部的高度范圍內，灌注填芯混凝土，此處填芯混凝土設置方式與豎直樁的填芯混凝土相似；

斜向樁所在處的高樁承臺內設置反柱式鋼筋，此處反柱式鋼筋設置方式與豎直樁的反柱式鋼筋相似。