專利名稱：帶水力沖刷助沉及加固地基設置的水下杯形基礎的制作方法
技術領域：
本實用新型是在水下杯形基礎的錨體前端增設水力噴射管系，以水力沖刷助沉， 同時可用同一系統噴射水下專用砂漿，或噴射水下專用水泥粉以加固地基，本實用新型在淺水域施工中更具針對性。本實用新型屬于水下工程領域。
背景技術：
杯形基礎是陸上單層工業廠房最常用的基礎形式，一般為現場澆筑，柱子插入杯內填充入混凝土即可立起柱子，比現支模澆筑柱子要簡便得多，在水下環境下，除水下打樁更困難外，還得建造沉井，把水圍起抽干后才能澆筑基礎。本實用新型提出了一個不必建造沉井及不必現場澆筑混凝土，受力模型類似打入樁基，全予制的水下杯形基礎方案，在海上小型平臺及水上輕便橋建造上有重要的應用價值。
發明內容本實用新型的目的是水下杯形基礎通過增設水力噴射管系，以水力沖刷助沉，同時可用同一系統噴砂漿或水泥粉以加固地基，對于淺水域施工由于水壓較低，加水力沖刷助沉，有利自沉式基礎順利下沉，在海床土質不良時，用同一系統噴射水下專用砂漿或噴射水下專用水泥粉方法可以達到加固地基目的。因此本實用新型.為海上小型平臺及水上輕便橋建造提供一個簡單實用經濟的基礎形式有更可靠保證。本實用新型的工作原理自沉式錨樁基礎(或稱吸力式錨樁基礎)是應用海洋工程公知的錨樁技術，該技術早在60年代就有文獻提出討論，70年代后期進入小尺度和大尺度試驗，1980年SBM公司首例用于油田系泊系統80年代國內天津大學等單位對本技術研究取得很大成果，并逐漸應用于國內海洋石油開發。多邊形或圓形或圓環形鋼筋混凝土錨樁箱體沉放水底后，通過上蓋預埋通氣管對錨樁箱體排氣減壓以造成壓差，使錨體克服土的阻力貫入至設計標高。由于錨體克服土的阻力的貫穿力，取決于錨體自重加由于錨樁箱體排氣減壓造成的壓差，所以在淺水區這種壓差會顯得不足，此時若錨體前端即在鋼筋混凝土箱體下沉墻體及聯系墻前端增設水力噴射系統，可以通過水力沖刷大大減小土的阻力， 從而實現助沉。在海床土質不良時，用同一系統噴水下專用砂漿或水下專用水泥粉方法則可以達到加固地基目的。附加或獨立使用的的水力噴射管系，它既可與水下杯形基礎配合使用，也可單獨用于加固地基，如通過吊機或改裝船舶，把噴射加固系統沉入土中，通過該系統噴射水下專用砂漿或噴射水下專用水泥粉方法，達到整個基礎承載層加固的目的。本實用新型的優越性在于對比常規打樁后建造沉井現澆基礎方案，本實用新型施工方便，可操作性強，不必動員大型安裝設備及打樁設備，基礎可駁船運也可先封閉上蓋預埋通氣管充氣浮運，省時省錢，本實用新型既可用于海上小型平臺的基礎，也可用于水上輕便橋基礎，可單獨應用于獨腿(柱)型，也可聯合使用用于三腿(柱)，四腿(柱)型平臺， 或水上輕便橋，可適用于不同水深，不同土質水域。
圖1—1鋼筋混凝土水下杯形基礎剖面圖。圖1—2鋼筋混凝土水下杯形基礎平面圖。圖2—1為將鋼筋混凝土杯口改成鋼套筒支座的方案剖面圖。圖2—2為將鋼筋混凝土杯口改成鋼套筒支座的方案平面圖。圖3水力噴射管系軸測圖。圖4附加或獨立使用的的水力噴射管系軸測圖。其中1為鋼筋混凝土箱體2.為箱體箱連系墻3為連系墻的開孔4為杯口構造 5為通氣管 6為連接軟管 7為吊耳 8為支座鋼套筒9為予埋鋼板 10為加勁肋板 11為鋼套筒內定位環12為高壓灌漿管閥13高壓灌漿連接軟管14插入的鋼筋混凝土支承柱15為插入的鋼支承柱16為注水管17為水平噴射管18為管式噴嘴19為垂直噴射管20為開孔式噴嘴
具體實施方式
在陸地預制好鋼筋混凝土箱體1，吊裝上駁船，運至水上安裝現場，或封閉上蓋預埋通氣管，充氣浮運至水上安裝現場。吊放前把通氣管軟管6接好。測準沉放位置后，用吊機將鋼筋混凝土箱體1沉放水底，當鋼筋混凝土箱體1立放于水底，并靠自重使下端嵌入土中，形成箱體封閉狀態后，借助設置在頂端板上通氣管5，接通軟管6向外抽水抽氣，當抽出水量大于底部滲入的水量，形成箱體內壓力低于箱體外水壓，利用壓差將箱體1壓入土中， 直至箱體1壓入到設計標高終止。當現場測量箱體1下沉困難時，則起動水力噴射系統，向水力噴射管系17注入高壓水，必要時可起用備用管閥21，增大注入水量。在海床土質不良時，用同一系統改噴水下專用砂漿或水下專用水泥粉，以達到加固地基目的。附加或獨立使用的的水力噴射管系可預埋，也可預留孔，不需要時不打開孔，需要時打開孔，插入該管系， 并注意穿管處封堵好。鋼筋混凝土水下杯形基礎正確定位后，向杯口噴水將杯口 4沖洗干凈后，填入 50mm水下專用細石環氧混凝土，柱子14插入后間隙填充水下專用細石環氧混凝土，該水下專用細石環氧混凝土具有高強幾乎瞬干特點，目前已有多種方式實現。至于將鋼筋混凝土杯口改成鋼套筒的方案，完全沿用了海上導管架樁腿施工成熟的做法鋼支承柱15插入后，由鋼套筒內定位環11卡住，通過高壓灌漿管閥12，13灌入高強砂，使鋼支承柱15與支座鋼套筒8結合為一整體。
權利要求1.帶水力沖刷助沉及加固地基設置的水下杯形基礎，其特征是增設水力噴射管系，水力噴射管系由注水管，水平噴射管，垂直噴射管組成。
2.按照權利要求1所述的帶水力沖刷助沉及加固地基設置的水下杯形基礎其特征是增設水力噴射管系設置在鋼筋混凝土箱體下沉墻體及聯系墻前端。
3.按照權利要求1所述的帶水力沖刷助沉及加固地基設置的水下杯形基礎其特征是噴射加固系統可預埋，也可預留孔方式插入該管系。
4.按照權利要求2帶水力沖刷助沉及加固地基設置的水下杯形基礎其特征是所述的增設水力噴射管系設置中的鋼筋混凝土箱體可以是多邊形或圓形或圓環形鋼筋混凝土箱體。
專利摘要帶水力沖刷助沉及加固地基設置的水下杯形基礎，其特征是增設水力噴射管系，水力噴射管系由注水管，水平噴射管，垂直噴射管組成。自沉式錨樁基礎(或稱吸力式錨樁基礎)在海洋工程中因其在安裝中，不必打樁而頗受歡迎的一和基礎型式，但在淺水區這種通過上蓋預埋通氣管，對錨樁箱體排氣減壓以造成壓差，讓錨體下沉的辦法，會因壓差不足造成困難，本實用新型是在水下杯形基礎中，除安置常規的的排氣減壓裝置外，還在錨體前端增設水力噴射管系，以水力沖刷來助沉，以克服壓差不足造成的錨體下沉的困難。同時可用同一系統噴射水下專用砂漿，或噴射水下專用水泥粉以加固地基。附加或獨立使用的的水力噴射管系，則可通過預埋或預留孔與水下杯形基礎配合使用，也可單獨用于加固地基，如吊放入土中，通過該系統噴射水下專用砂漿或噴射水下專用水泥粉方法，達到整個基礎承載層加固的目的。本實用新型提出了一個不必建造沉井及不必現場澆筑混凝土，受力模型類似打入樁基，全予制的水下杯形基礎方案，在海上小型平臺及水上輕便橋建造上有重要的多方面的應用價值，在淺水域施工中更具針對性。
文檔編號E02D27/52GK201962696SQ20102027644
公開日2011年9月7日 申請日期2010年7月30日 優先權日2010年7月30日
發明者古國維 申請人:古國維