一种海上预制式平台的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种海上预制式平台，在主体上设有用于围挡主体底板下方地基的活动围挡机构，在主体的底板外设有若干与主体底板垂直的锥形桩，每个锥形桩的锥头部向主体底板外延伸，且锥头部为圆锥或多棱锥，在主体的底板上设有灌浆注水孔。本实用新型的地基的填充效果更好，锥形桩既可以支撑整个平台的重量，还可以在插入时挤压混凝土层，有效的增加了主体坐底后的稳定性。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种混凝土沉箱基础平台技术，尤其是涉及海上预制式平台。 一种海上预制式平台
【背景技术】
[0002] 随着对海洋开发利用的不断进行，作业人员及装备需要在远海或岛礁附近做长时 间的停留，因此需要搭建固定式的作业平台或补给平台。常见的施工方法有以下几种：1、预 先设置钢结构的浮岛平台或沉箱平台，通过拖船拖曳至作业处，浮岛平台用船锚系留或打 桩方式固定在海上，沉箱平台用半潜坐底方式沉在水底，然后再在露出水面的平台上搭建 作业或补给所需的上层建筑物。这种钢结构的浮岛平台或沉箱平台的构建周期长，投资大， 浮岛平台固定时需要一定的水深，不能直接固定在岛礁或沙滩上，稳定性差，进行海上系留 或打桩固定的施工难度高；而沉箱平台的坐底操作复杂，地基找平的施工难度高。2、将构建 作业平台所需的建筑材料及设备通过补给船运送至施工场地，在现场直接进行地基开挖及 构筑，然后在地基上进行混凝土浇筑或钢结构设置，完成作业平台或补给平台的施工。这种 方式对施工现场的海洋环境会造成不可逆的破坏，施工过程受气候影响较大，此外建筑材 料的运输比较困难，导致建筑周期长，成本高。3、预制混凝土结构的平台主体，主体内部设 置砾石舱和定位桩，通过拖曳方式移动至作业处，将定位桩延伸至主体底板外并支撑在地 基上，打开砾石舱，用砾石填充地基至底板之间的空隙，完成平台主体的固定。这种方式操 作方便，可以快速坐底固定。但是受地基处环境的影响，在掏蚀比较严重的地基或者不均匀 沉降比较大的地基上，使用自带砾石填充的效果不容易控制，底板与砾石层表面之间容易 出现间隙，造成受力的不均匀，影响其坐底的稳定性，无法保证永久加固的要求。 实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的是提供一种地基加固牢固、坐底稳定性更高的海上预制式平 台。
[0004] 本实用新型的技术解决方案是：一种海上预制式平台，在所述主体上设有用于围 挡所述主体底板下方地基的活动围挡机构，在所述主体的底板外设有若干与所述主体底板 垂直的锥形桩，每个锥形桩的锥头部向所述主体底板外延伸，且锥头部为圆锥或多棱锥，在 所述主体的底板上设有灌浆注水孔。
[0005] 通过活动围挡机构将主体底板下方的地基围挡起来，从而形成相对密封的空间， 通过灌浆注水孔在地基表面形成混凝土层，可以很好的填平地基表面，围挡机构可以形成 模板，用于混凝土层的定型和凝固，圆锥或多棱锥的锥形桩更容易插入混凝土层内，既可以 直接支撑整个主体的重量，也可以作为主体坐底的辅助构件，在锥形桩插入混凝土层内时， 还可以向两侧挤压混凝土，从而起到密实混凝土层的作用，填充效果更好，可以增加主体坐 底的稳定性。
[0006] 所述活动围挡机构包括设置在所述主体侧边的夹板和条形板，其中条形板垂直穿 设在夹板和所述主体侧壁之间，且可沿所述主体侧壁上下移动。条形板设置在主体侧壁外， 可以快速形成围挡，操作简便，控制条形板的宽度，可以在地基起伏较大的区域形成较密实 的围挡。
[0007] 所述锥形桩内设有贯通的中空炸药导管。通过炸药导管向锥头部下方的混凝土层 上放置炸药，起爆后形成爆坑，既可以对混凝土层进行爆破平整，又可以加大锥形桩插入的 深度，提高稳定性。
[0008] 所述锥形桩的锥头部下方设有平板。平板可以支撑在混凝土层上，限制了锥形桩 进一步向下落下，当起爆炸药时，平板同时破碎，可以增加锥形桩下落的行程，有利于增加 主体对混凝土层的夯实作用。
[0009] 所述锥头部设有与所述底板连接的椎体部，椎体部为圆柱形或多棱柱体。椎体部 可以提高锥形桩的整体结构强度，保证支撑强度。
[0010] 所述椎体部与所述底板连接处设有倒角部。倒角部可以更容易挤压混凝土层，避 免出现填充死角。
[0011] 在所述主体内设有隔板，在隔板和所述底板之间设有贯通的预留桩孔，在预留桩 孔内设有活动锥形桩，在隔板上设有驱动活动锥形桩沿预留桩孔移动的加压或振动调节装 置。加压或振动调节装置可以调整活动锥形桩延伸出底板外的距离，从而增加活动锥形桩 插入混凝土层的深度，进一步促进混凝土层的密实。
[0012] 所述底板呈喇叭口型。可以增加底板与混凝土层之间的接触面积，相应的提高摩 擦力，增强主体坐底后的稳定性。
[0013] 在所述底板下方设有混凝土舱，该混凝土舱由所述底板和至少一个拱形舱面包围 而成，其中在所述底板下方设有连接拱形舱端面的拱形舱面支撑件，每个拱形舱面由块石 和拱顶石搭砌而成，且拱顶石和所述底板之间设有拱顶石拉压装置。通过拱顶石拉压装置 使拱顶石挤压相邻的块石，从而将拱形舱面固定在拱形舱面支撑件上，并保持拱形舱面具 有足够的稳定性，从而可以在混凝土舱内储存混凝土或混凝土浆，当调整拱顶石拉压装置 使拱形舱面坍塌时，可以快速将块石及混凝土向下散落，均匀的填充在地基表面上，形成混 凝土层，下落范围广，填充效果好。
[0014] 所述拱形舱面的垂直截面呈上拱形或下拱形。上拱形舱面不占用主体下方空间， 有利于保持主体的水动力特性，下拱形舱面中拱顶石更容易被释放，有利于加快混凝土释 放速度。
[0015] 在所述块石相对的两侧面上分别设有凸部和与该凸部配合的凹槽。通过凸部和相 邻块石上凹槽的配合，提高块石之间连接的稳定性，进一步增加受力余量。
[0016] 本实用新型的优点是：主体可以在自身重力作用下快速下降坐底，地基的填充效 果更好，锥形桩既可以支撑整个平台的重量，还可以在插入时挤压混凝土层，有效的增加了 主体坐底后的稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 附图1为本实用新型实施例1的结构示意图；
[0018] 附图2为本实用新型实施例1的安装方法示意图；
[0019] 附图3为本实用新型实施例1的安装方法示意图；
[0020] 附图4为本实用新型实施例2中锥形桩的结构示意图；
[0021] 附图5为本实用新型实施例2的安装方法示意图；
[0022] 附图6为本实用新型实施例2的安装方法示意图；
[0023] 附图7为本实用新型实施例3的结构示意图；
[0024] 附图8为本实用新型实施例4的结构示意图；
[0025] 附图9为本实用新型实施例5的结构示意图；
[0026] 附图10为本实用新型实施例5的安装方法示意图；
[0027] 附图11为本实用新型实施例6的安装方法示意图；
[0028] 附图12为本实用新型实施例6的安装方法示意图；
[0029] 附图13为本实用新型实施例7的安装方法示意图；
[0030] 附图14为本实用新型实施例8的结构示意图；
[0031] 附图15为本实用新型实施例8中拱形舱面的结构示意图；
[0032] 附图16为本实用新型实施例8中块石和拱顶石连接结构示意图；
[0033] 附图17为本实用新型实施例9的结构示意图；
[0034] 附图18为本实用新型实施例10中混凝土层的结构示意图；
[0035] 附图19为本实用新型实施例11中活动围挡结构的仰视图；
[0036] 附图20为图11中A-A向剖视安装示意图；
[0037] 附图21为图11中A-A向剖视安装示意图；
[0038] 1、主体，2、底板，3、定位桩，4、锥形桩，5、活动围挡结构，6、灌浆注水孔，7、地基，8、 炸药导管，9、炸药管，10、炸药，11、锥头部，12、椎体部，13、倒角部，14、爆坑，15、平板，16、隔 板，17、预留桩孔，18、活动锥形桩，19、加压或振动调节装置，20、混凝土层，21、拱形舱面， 22、拱形舱面支撑件，23、块石，24、拱顶石，25、拱顶石拉压装置，26、凸部，27、凹槽，28、混凝 土层，29、混凝土浆层，30、碾压混凝土或胶凝混凝土层，31、条形板，32、夹板，33、混凝土舱。
【具体实施方式】
[0039] 实施例1 :
[0040] 参阅图1，为一种海上预制式平台，包括设置在主体1上的定位桩3,在主体1上设 有用于围屏主体1的底板2下方地基7的活动围挡机构5,在主体1的底板2外设有若干与 主体1的底板2垂直的锥形桩4,每个锥形桩4的锥头部11向主体1的底板2外延伸，且锥 头部11为圆锥或多棱锥，在主体1的底板2上设有灌浆注水孔6。
[0041] 参阅图2-3,为一种海上预制式平台的安装方法，它包括以下步骤：
[0042] 步骤1 :利用岛礁突起礁石作为支点，通过卷扬机在高潮位时将主体1拖曳至施工 预设地基7处；
[0043] 步骤2 :放下定位桩3,使定位桩3的端部接触地基7,将主体1临时支撑在地基7 上，此时地基7与底板2之间存在间隙；
[0044] 步骤3 :放下活动围挡机构5,从主体1外侧将底板1下方的地基7围屏起来；
[0045] 步骤4 :通过灌浆注水孔6向底板1下方的地基7上浇筑混凝土，在活动围挡机构 5的围屏下，在底板1下方的地基7表面形成混凝土层28 ;
[0046] 步骤5 :收起定位桩3,主体1在重力重力作用下向下坐底，使锥形桩4插入混凝土 层28内，锥形桩4在插入时，可以挤压混凝土层28,从而对其进行密实。
[0047] 主体1坐底后，活动围挡机构5可以拆除，也可以保留，提高主体1的抗滑稳定性。
[0048] 实施例2 :
[0049] 参阅图4-6,为另一种海上预制式平台，包括设置在主体1上的定位桩3,在主体1 上设有用于围屏主体1的底板2下方地基7的活动围挡机构5,在主体1的底板2外设有若 干与主体1的底板2垂直的锥形桩4,每个锥形桩4的锥头部11向主体1的底板2外延伸， 且锥头部11为圆锥或多棱锥，在主体1的底板2上设有灌浆注水孔6。锥形桩4内设有贯 通的中空炸药导管8,通过炸药导管8可穿入炸药管9,向锥头部11下方的混凝土层28上 放置炸药10。
[0050] 参阅图5-6,为一种海上预制式平台的安装方法，它包括以下步骤：
[0051] 步骤1 :利用岛礁突起礁石作为支点，通过卷扬机在高潮位时将主体1拖曳至施工 预设地基7处；
[0052] 步骤2 :放下定位桩3,使定位桩3的端部接触地基7,将主体1临时支撑在地基7 上，此时地基7与底板2之间存在间隙；
[0053] 步骤3 :放下活动围挡机构5,从主体1外侧将底板2下方的地基7围屏起来；
[0054] 步骤4 :通过灌浆注水孔6向底板1下方的地基7上浇筑混凝土，在活动围挡机构 5的围屏下，在底板1下方的地基7表面形成混凝土层28 ;
[0055] 步骤5 :先从锥形桩4内的炸药导管8穿入炸药管9,向锥头部11下方的混凝土层 28上方式炸药10,起爆炸药10后可在混凝土层28上形成爆坑14,可以在起爆炸药11之后 或同时收起定位桩3,主体1在重力重力作用下向下坐底，使锥形桩4插入混凝土层28内， 锥形桩4在插入时，可以挤压混凝土层28,从而对其进行密实，同时可以加快主体1的坐底 进程，提1?坐底后的稳定性。
[0056] 此外，在步骤5中，还可以先收回定位桩3,当锥形桩4插入混凝土层28内时，再通 过炸药导管8穿入炸药管9,向锥头部11下方的混凝土层28上方式炸药10,通过起爆炸药 10使混凝土层28被挤压密实，促使锥形桩4带动主体1继续下落，减小主体1坐底后的稳 定时间。
[0057] 实施例3，
[0058] 参阅图7,为一种海上预制式平台，包括设置在主体1上的定位桩3,在主体1上设 有用于围屏主体1的底板2下方地基7的活动围挡机构5,在主体1的底板2外设有若干与 主体1的底板2垂直的锥形桩4,每个锥形桩4的锥头部11向主体1的底板2外延伸，且锥 头部11为圆锥或多棱锥，在主体1的底板2上设有灌浆注水孔6。其他技术特征与实施例 1相同，在此不予赘述。
[0059] 实施例4 :
[0060] 参阅图8,为一种海上预制式平台，包括设置在主体1上的定位桩3,在主体1上设 有用于围屏主体1的底板2下方地基7的活动围挡机构5,在主体1的底板2外设有若干与 主体1的底板2垂直的锥形桩4,每个锥形桩4的锥头部11向主体1的底板2外延伸，且锥 头部11为圆锥或多棱锥，在主体1的底板2上设有灌浆注水孔6。本实施例中，锥头部11 通过椎体部12与底板2连接，椎体部12为圆柱体或多棱柱体，椎体部12与底板2连接处 设有倒角部13。其他技术特征与实施例1相同，在此不予赘述。
[0061] 实施例5:
[0062] 参阅图9,为一种海上预制式平台，包括设置在主体1上的定位桩3,在主体1上设 有用于围屏主体1的底板2下方地基7的活动围挡机构5,在主体1的底板2外设有若干 与所述主体1的底板2垂直的锥形桩4,每个锥形桩4的锥头部11向主体1的底板2外延 伸，且锥头部11为圆锥或多棱锥，在主体1的底板2上设有灌浆注水孔6。锥头部11下方 设有平板15。
[0063] 参阅图10,该海上预制式平台的安装方法，包括以下步骤：
[0064] 步骤1 :利用岛礁突起礁石作为支点，通过卷扬机在高潮位时将主体1拖曳至施工 预设地基7处；
[0065] 步骤2 :放下定位桩3,使定位桩3的端部接触地基7,将主体1临时支撑在地基7 上，此时地基7与底板2之间存在间隙；
[0066] 步骤3 :放下活动围挡机构5,从主体1外侧将底板2下方的地基7围屏起来；
[0067] 步骤4 :通过灌浆注水孔6向底板1下方的地基7上浇筑混凝土，在活动围挡机构 5的围屏下，在底板1下方的地基7表面形成混凝土层28 ;
[0068] 步骤5 :收起定位桩3,主体1在重力重力作用下向下坐底，使锥形桩4下方的平板 15抵压在混凝土层28上，对混凝土层28进行夯实，同时限制了锥形桩4的插入，此时从锥 形桩4内的炸药导管8穿入炸药管9,向锥头部11下方的混凝土层28上方式炸药10,起爆 炸药10后平板16破碎，同时可在混凝土层28上形成爆坑14,在主体1自身重力作用下，锥 形桩4插入混凝土层28内，在插入时会挤压混凝土层28使其密实，下落的主体1还可以对 混凝土层28再进行夯实，从而提高主体1坐底的稳定性。
[0069] 实施例6 :
[0070] 参阅图11-12,为一种海上预制式平台，包括设置在主体1上的定位桩3,在主体1 上设有用于围屏主体1的底板2下方地基7的活动围挡机构5,在主体1的底板2外设有若 干与主体1的底板2垂直的锥形桩4,每个锥形桩4的锥头部11向主体1的底板2外延伸， 且锥头部11为圆锥或多棱锥，在主体1的底板2上设有灌浆注水孔6。其底板2呈喇叭口 型。
[0071] 该海上预制式平台在坐底时，其底板2的两侧也可以充分接触混凝土层28,增加 了底板2与混凝土层28接触的面积，提高了摩擦力，同时在坐底时还会充分挤压夯实混凝 土层28,提高坐底的稳定性。其他技术特征与实施例1相同，在此不予赘述。
[0072] 实施例7 :
[0073] 参阅图13,为一种海上预制式平台，包括设置在主体1上的定位桩3,在主体1上 设有用于围屏主体1的底板2下方地基7的活动围挡机构5,在主体1的底板2外设有若干 与主体1的底板2垂直的锥形桩4,每个锥形桩4的锥头部11向主体1的底板2外延伸， 且锥头部11为圆锥或多棱锥，在主体1的底板2上设有灌浆注水孔6。其底板2呈喇叭口 型。在主体1内设有隔板16,在隔板16和底板2之间设有贯通的预留桩孔17,在预留桩孔 17内设有活动锥形桩18,在隔板16上设有驱动活动锥形18桩沿预留桩孔17移动的加压 或振动调节装置19。其他结构与实施例1相同，在此不予赘述。当该海上预制式平台在坐 底时，可通过加压或振动调节装置19调节活动锥形桩18延伸至底板2外的长度，在主体1 坐底后插入混凝土层28内，从而对混凝土层28进一步进行挤压密实，完成操作后，活动锥 形桩18可以收回，也可以继续保持插入状态，起到固定和支撑的作用。或者在主体1坐底 前先通过加压或振动调节装置19将活动锥形桩18延伸至底板2外，在主体1坐底时与锥 形桩4 一起插入混凝土层28内。还可以在活动锥形桩18下方的混凝土层28上设置炸药， 起爆后形成爆坑，使活动锥形桩18的插入距离加大，有利于使主体1的快速坐底。
[0074] 实施例8 :
[0075] 参阅图14-16,为一种海上预制式平台，包括设置在主体1上的定位桩3,在主体1 上设有用于围屏主体1的底板2下方地基7的活动围挡机构5,在主体1的底板2外设有若 干与主体1的底板2垂直的锥形桩4,每个锥形桩4的锥头部11向主体1的底板2外延伸， 且锥头部11为圆锥或多棱锥，在主体1的底板2上设有灌浆注水孔6。在底板2下方设有 混凝土舱33,该混凝土舱33由底板2和至少一个拱形舱面21包围而成，其中在底板2下方 设有连接拱形舱面21端部的拱形舱面支撑件22,每个拱形舱面21由块石23和拱顶石24 搭砌而成，且拱顶石24和底板2之间设有拱顶石拉压装置25。拱形舱面21的垂直截面呈 上拱形或下拱形。上拱形舱面不占用主体下方空间，有利于保持主体的水动力特性，下拱形 舱面中拱顶石更容易被释放，有利于加快混凝土释放速度。在块石23相对的两侧面上分别 设有凸部26和与该凸部26配合的凹槽27。通过混凝土舱33可以携带混凝土粉料，在坐底 时通过灌浆注水孔6向混凝土舱33内注水，形成混凝土，调整拱顶石拉压装置25使拱形舱 面21坍塌，将混凝土舱33内的混凝土散落铺设在地基1表面上形成混凝土层28。
[0076] 其他技术特征与实施例1相同，在此不予赘述。
[0077] 实施例9 :
[0078] 参阅图17,为一种海上预制式平台，包括设置在主体1上的定位桩3,在主体1上 设有用于围屏主体1的底板2下方地基7的活动围挡机构5,在主体1的底板2外设有若干 与主体1的底板2垂直的锥形桩4,每个锥形桩4的锥头部11向主体1的底板2外延伸，且 锥头部11为圆锥或多棱锥，在主体1的底板2上设有灌浆注水孔6。在底板2下方设有混 凝土舱33,该混凝土舱33由底板2和至少一个拱形舱面21包围而成，其中在底板2下方设 有连接拱形舱面21端部的拱形舱面支撑件22,每个拱形舱面21由块石23和拱顶石24搭 砌而成，且拱顶石24和底板2之间设有拱顶石拉压装置25。其底板2呈喇叭口型。其他技 术特征与实施例1相同，在此不予赘述。
[0079] 实施例10 :
[0080] 参阅图18,为海上预制式平台的混凝土层28的结构，其在主体1的下方设置，包括 外层的混凝土浆层29和位于内层的碾压混凝土或胶凝混凝土层30。也可以全部使用混凝 土浆29构建混凝土层28,或者使用碾压混凝土或胶凝混凝土构建混凝土层28。其他技术 特征与实施例1相同，在此不予赘述。
[0081] 实施例11 :
[0082] 参阅图19-21，为一种海上预制式平台的活动围挡结构，该活动围挡机构5包括条 形板31和平行设置在主体1侧边上的两条夹板32,其中条形板31垂直穿设在夹板32和主 体1的侧壁之间，且可沿主体1侧壁上下移动。
[0083] 当主体1移动至预设地基7处时，放下条形板31，使其底部接触地基7表面，从而 将主体1底板2下方的地基7围屏起来，可以在其中浇筑混凝土形成混凝土层28。本实施 例中可以使用调整夹板32与主体1侧壁间隙的方式控制条形板31的行程，还可以设置卡 槽等控制机构调整条形板31的下落行程。此外，对于地基7表面起伏较大的情形，还可以 调整条形板31的宽度，从而形成较密实的围挡。其他技术特征与实施例1相同，在此不予 赘述。
[〇〇84] 上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制 本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的 专利范围中。
【权利要求】
1. 一种海上预制式平台，包括设置在主体上的定位桩，其特征在于：在所述主体上设 有用于围挡所述主体底板下方地基的活动围挡机构，在所述主体的底板外设有若干与所述 主体底板垂直的锥形桩，每个锥形桩的锥头部向所述主体底板外延伸，且锥头部为圆锥或 多棱锥，在所述主体的底板上设有灌浆注水孔。
2. 根据权利要求1所述的一种海上预制式平台，其特征在于：所述活动围挡机构包括 设置在所述主体侧边的夹板和条形板，其中条形板垂直穿设在夹板和所述主体侧壁之间， 且可沿所述主体侧壁上下移动。
3. 根据权利要求1所述的一种海上预制式平台，其特征在于：所述锥形桩内设有贯通 的中空炸药导管。
4. 根据权利要求1所述的一种海上预制式平台，其特征在于：所述锥形桩的锥头部下 方设有平板。
5. 根据权利要求1所述的一种海上预制式平台，其特征在于：所述锥头部设有与所述 底板连接的椎体部，椎体部为圆柱形或多棱柱体。
6. 根据权利要求5所述的一种海上预制式平台，其特征在于：所述椎体部与所述底板 连接处设有倒角部。
7. 根据权利要求1所述的一种海上预制式平台，其特征在于：在所述主体内设有隔板， 在隔板和所述底板之间设有贯通的预留桩孔，在预留桩孔内设有活动锥形桩，在隔板上设 有驱动活动锥形桩沿预留桩孔移动的加压或振动调节装置。
8. 根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种海上预制式平台，其特征在于： 所述底板呈喇叭口型。
9. 根据权利要求1所述的一种海上预制式平台，其特征在于：在所述底板下方设有混 凝土舱，该混凝土舱由所述底板和至少一个拱形舱面包围而成，其中在所述底板下方设有 连接拱形舱端面的拱形舱面支撑件，每个拱形舱面由块石和拱顶石搭砌而成，且拱顶石和 所述底板之间设有拱顶石拉压装置。
10. 根据权利要求9所述的一种海上预制式平台，其特征在于：所述拱形舱面的垂直截 面呈上拱形或下拱形。
11. 根据权利要求9所述的一种海上预制式平台，其特征在于：在所述块石相对的两侧 面上分别设有凸部和与该凸部配合的凹槽。
【文档编号】E02B17/00GK203878554SQ201420135134
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】丁桦, 张建初 申请人:广州中国科学院工业技术研究院, 中国科学院力学研究所, 中国路桥工程有限责任公司