專利名稱：一種新的獨(dú)柱結(jié)構(gòu)及其安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海洋工程領(lǐng)域海上獨(dú)柱結(jié)構(gòu)型式及其安裝方法的創(chuàng)新。
背景技術(shù)：
目前在海洋工程中廣泛應(yīng)用的有兩類獨(dú)柱結(jié)構(gòu)， 一類是打入樁柱結(jié)構(gòu)，另一類是吸力樁柱結(jié)構(gòu)。根據(jù) 土抗力的特性，表層土壤的承載力很弱，而打入樁柱結(jié)構(gòu)又呈細(xì)長形，因此它在受自然環(huán)境力作用時在泥 面處會產(chǎn)生較大水平位移，容易導(dǎo)致打入樁柱結(jié)構(gòu)疲勞使其損壞，同時打入樁在海上進(jìn)行施工時還需要扶 正裝置輔助作業(yè)，但這類結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是海上施工技術(shù)成熟；而吸力樁柱則通過自身結(jié)構(gòu)提高了表層土壤的 承載能力，但由于吸力樁柱結(jié)構(gòu)呈短粗形，在受自然環(huán)境力作用時會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生傾覆，但這類結(jié)構(gòu)的特 點(diǎn)是海上施工工期短并可重復(fù)利用。另外，吸力樁柱結(jié)構(gòu)形式與特殊的海上吸力沉放法相適應(yīng)。在上述兩 類獨(dú)柱結(jié)構(gòu)在自身受外力作用時都存在不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
為優(yōu)化結(jié)構(gòu)并彌補(bǔ)兩類獨(dú)柱結(jié)構(gòu)的各自缺陷，有效降低對海上施工資源的使用，本發(fā)明提供一種新的 獨(dú)柱結(jié)構(gòu)及其安裝方法。這種獨(dú)柱結(jié)構(gòu)兼有吸力樁柱和打入樁柱兩類結(jié)構(gòu)的型式，通過鋼纜將吸力樁和打 入樁連接成一體或分體吊裝入水下放。這祌獨(dú)柱結(jié)構(gòu)由于本身所具有的結(jié)構(gòu)型式，相應(yīng)的海上安裝方法也 特殊——即吸力沉放法與打入法的聯(lián)合，結(jié)構(gòu)靠自重入泥形成吸力密封條件，并可在吸力樁吸力沉放貫入 過程中完成調(diào)平與清泥，貫入到位后，用打樁錘使打入樁貫入海底土壤預(yù)定深度，然后灌漿使打入樁和吸 力樁固結(jié)成一體，改善打入樁和吸力樁各自的不足，提高獨(dú)柱結(jié)構(gòu)承受環(huán)境力的能力，并達(dá)到了降低對海 上施工資源的使用。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是新的獨(dú)柱結(jié)構(gòu)由筒體、頂蓋、中心導(dǎo)向筒、上肋板、下 肋板、灌漿噴沖環(huán)、清泥噴沖環(huán)、打入樁、中央立柱和小平臺組成，其特征在于采用吸力式+打入式的聯(lián) 合基礎(chǔ)，筒體與中心導(dǎo)向筒之間通過頂蓋、上肋板和下肋板連接為一體結(jié)構(gòu)(簡稱吸力樁)。中心導(dǎo)向筒 位于筒體中央，上端高出頂蓋，成喇叭口形狀，用于打入樁的插樁導(dǎo)向，下端與筒體底端齊平。在中心導(dǎo) 向筒的下肋板中間處設(shè)有清泥噴沖環(huán)，上端在吸力樁貫入時與高壓泵連接；在中心導(dǎo)向筒的中間處設(shè)有灌 槳噴沖環(huán)，上端與施工支持船上的注漿泵連接。頂蓋設(shè)有泵口，用來安裝抽取吸力樁內(nèi)水的泵，如潛水泵 或氣力泵。新的獨(dú)柱結(jié)構(gòu)在海上安裝時，可由駁船裝載運(yùn)輸，起重船吊裝入水，依靠自重使吸力樁入泥達(dá) 到初始密封條件，啟動清泥噴沖環(huán)的高壓泵，清除中心導(dǎo)向筒內(nèi)的土塞，并通過潛水泵抽取吸力樁內(nèi)的水， 使吸力樁在貫入海底土壤過程中完成中心導(dǎo)向筒內(nèi)的清泥。該過程可通過控制吸力樁頂部泵閥系統(tǒng)使?jié)撍?泵抽水或注水，來調(diào)整吸力樁的入泥深度與水平度。吸力樁到位后，進(jìn)行打樁作業(yè)，打入樁達(dá)到預(yù)定要求 后，即可進(jìn)行吸力樁和打入樁之間的灌漿作業(yè)，最后將中央立柱連同小平臺一起安裝于打入樁上。 本發(fā)明的有益效果是新的獨(dú)柱結(jié)構(gòu)在泥面處P-Y曲線的土反力P大，有利于減小水平力作用下的位移，同 時也提高了樁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在施工中，新的獨(dú)柱結(jié)構(gòu)可以將吸力樁與打入樁柱分別吊裝，減小吊裝重量， 降低了對起重船的要求，同時吸力樁對打入樁起扶正定位作用，無需打入樁的扶正裝置。
以下結(jié)合附圖
及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 圖l是本發(fā)明正視圖和剖視圖； 圖2是本發(fā)明一體吊裝入水下放示意圖； 圖3是本發(fā)明安裝完畢示意圖。
其中l(wèi)-筒體；2-頂蓋；3-中心導(dǎo)向筒；4-上肋板；5-下肋板6-灌漿噴沖環(huán)；7-清泥噴沖環(huán)8_打 入樁；9-中央立柱；lO-小平臺；11-送樁；12-泵口； 13_潛水泵；14-浮吊；15-水面；16-土壤。
具體實(shí)施例方式
新的獨(dú)柱結(jié)構(gòu)見圖l,由筒體l、頂蓋2、中心導(dǎo)向筒3、上肋板4、下肋板5、灌漿噴沖環(huán)6、清泥噴 沖環(huán)7、打入樁8、中央立柱9、小平臺IO和泵口 12組成，打入樁8位于中心導(dǎo)向筒3內(nèi)，中央立柱9和 小平臺10與打入樁8連接；頂蓋2頂面設(shè)有泵口 12,其上方安裝潛水泵13或氣力泵。
新的獨(dú)柱結(jié)構(gòu)一體吊裝入水下放見圖2，此時由浮吊14吊起吸力樁、打入樁8以及送樁11和潛水泵 13下放至海底泥面，并靠自重使吸力樁和打入樁8基礎(chǔ)初始入泥達(dá)到密封條件。新的獨(dú)柱結(jié)構(gòu)通過抽取吸力樁內(nèi)的水，使吸力樁貫入海底土壤16中，在貫入土壤16過程中，通過控 制吸力樁頂部泵閥系統(tǒng)使?jié)撍?3抽水或注水，來調(diào)整吸力樁入泥深度和水平度，同時髙壓水通過清泥 噴沖環(huán)7對中心導(dǎo)向筒3內(nèi)的土塞進(jìn)行清除。吸力樁貫入到位后，用打樁錘擊打送樁11使打入樁8也貫 入到土壤16預(yù)定深度，然后通過灌漿噴沖環(huán)6往中心導(dǎo)向筒3內(nèi)壁與打入樁8外壁之間的環(huán)形空間灌漿， 最后將中央立柱9連同小平臺10安裝至打入樁8上，見圖3。
權(quán)利要求
1.一種新的獨(dú)柱結(jié)構(gòu)及其安裝方法，由吸力樁+打入樁基礎(chǔ)、中央立柱和小平臺組成，其特征采用吸力式+打入式的聯(lián)合基礎(chǔ)，小平臺與中央立柱焊接為一體結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的新的獨(dú)柱結(jié)構(gòu)及其安裝方法，其特征在于所說的吸力樁的中心導(dǎo)向筒內(nèi)壁與打入樁 外壁之間的環(huán)形空間通過灌漿固結(jié)為一體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的新的獨(dú)柱結(jié)構(gòu)及其安裝方法，其特征在于所說的吸力樁頂部設(shè)有泵口，用來安裝抽 取吸力樁內(nèi)水的泵。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的新的獨(dú)柱結(jié)構(gòu)及其安裝方法，其特征在于所說的吸力樁的中心導(dǎo)向筒外壁裝有噴沖 環(huán)，用來清除土塞和灌漿。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的新的獨(dú)柱結(jié)構(gòu)及其安裝方法，其特征在于所說的吸力式+打入式的聯(lián)合基礎(chǔ)，改變了 表層土壤的P-Y曲線。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的新的獨(dú)柱結(jié)構(gòu)及其安裝方法，其特征在于所說的采用吸力式+打入式的聯(lián)合基礎(chǔ)集海 上樁基工程安裝的兩種施工方法，即吸力沉放法與打入法的聯(lián)合安裝。
全文摘要
一種新的獨(dú)柱結(jié)構(gòu)及其安裝方法，是由吸力樁+打入樁8、中央立柱9和小平臺10組成，其特征在于采用吸力式+打入式的聯(lián)合基礎(chǔ)，小平臺10與中央立柱9焊接為一體結(jié)構(gòu)。中心導(dǎo)向筒3位于筒體1中央，上端高出頂蓋2，成喇叭口形狀，下端與筒體1底端齊平。在中心導(dǎo)向筒3的下肋板5中間處設(shè)有清泥噴沖環(huán)7；在中心導(dǎo)向筒3的中間處設(shè)有灌漿噴沖環(huán)6。頂蓋2設(shè)有泵口12，用來安裝潛水泵13或氣力泵。本發(fā)明的優(yōu)越性在于新的獨(dú)柱結(jié)構(gòu)改變了表層土壤的P-Y曲線，有利于減小水平力作用下的位移，同時也提高了樁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在施工中，新的獨(dú)柱結(jié)構(gòu)聯(lián)合基礎(chǔ)可以分體吊裝，減小吊裝重量，同時吸力樁對打入樁起扶正定位作用。
文檔編號E02B17/00GK101298765SQ20071014149
公開日2008年11月5日 申請日期2007年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月27日
發(fā)明者王翎羽 申請人:天津市海王星海上工程技術(shù)有限公司