专利名称：带水力冲刷助沉及加固地基设置的水下杯形基础的制作方法
技术领域：
本实用新型是在水下杯形基础的锚体前端增设水力喷射管系，以水力冲刷助沉， 同时可用同一系统喷射水下专用砂浆，或喷射水下专用水泥粉以加固地基，本实用新型在浅水域施工中更具针对性。本实用新型属于水下工程领域。
背景技术：
杯形基础是陆上单层工业厂房最常用的基础形式，一般为现场浇筑，柱子插入杯内填充入混凝土即可立起柱子，比现支模浇筑柱子要简便得多，在水下环境下，除水下打桩更困难外，还得建造沉井，把水围起抽干后才能浇筑基础。本实用新型提出了一个不必建造沉井及不必现场浇筑混凝土，受力模型类似打入桩基，全予制的水下杯形基础方案，在海上小型平台及水上轻便桥建造上有重要的应用价值。
发明内容本实用新型的目的是水下杯形基础通过增设水力喷射管系，以水力冲刷助沉，同时可用同一系统喷砂浆或水泥粉以加固地基，对于浅水域施工由于水压较低，加水力冲刷助沉，有利自沉式基础顺利下沉，在海床土质不良时，用同一系统喷射水下专用砂浆或喷射水下专用水泥粉方法可以达到加固地基目的。因此本实用新型.为海上小型平台及水上轻便桥建造提供一个简单实用经济的基础形式有更可靠保证。本实用新型的工作原理自沉式锚桩基础(或称吸力式锚桩基础)是应用海洋工程公知的锚桩技术，该技术早在60年代就有文献提出讨论，70年代后期进入小尺度和大尺度试验，1980年SBM公司首例用于油田系泊系统80年代国内天津大学等单位对本技术研究取得很大成果，并逐渐应用于国内海洋石油开发。多边形或圆形或圆环形钢筋混凝土锚桩箱体沉放水底后，通过上盖预埋通气管对锚桩箱体排气减压以造成压差，使锚体克服土的阻力贯入至设计标高。由于锚体克服土的阻力的贯穿力，取决于锚体自重加由于锚桩箱体排气减压造成的压差，所以在浅水区这种压差会显得不足，此时若锚体前端即在钢筋混凝土箱体下沉墙体及联系墙前端增设水力喷射系统，可以通过水力冲刷大大减小土的阻力， 从而实现助沉。在海床土质不良时，用同一系统喷水下专用砂浆或水下专用水泥粉方法则可以达到加固地基目的。附加或独立使用的的水力喷射管系，它既可与水下杯形基础配合使用，也可单独用于加固地基，如通过吊机或改装船舶，把喷射加固系统沉入土中，通过该系统喷射水下专用砂浆或喷射水下专用水泥粉方法，达到整个基础承载层加固的目的。本实用新型的优越性在于对比常规打桩后建造沉井现浇基础方案，本实用新型施工方便，可操作性强，不必动员大型安装设备及打桩设备，基础可驳船运也可先封闭上盖预埋通气管充气浮运，省时省钱，本实用新型既可用于海上小型平台的基础，也可用于水上轻便桥基础，可单独应用于独腿(柱)型，也可联合使用用于三腿(柱)，四腿(柱)型平台， 或水上轻便桥，可适用于不同水深，不同土质水域。
图1—1钢筋混凝土水下杯形基础剖面图。图1—2钢筋混凝土水下杯形基础平面图。图2—1为将钢筋混凝土杯口改成钢套筒支座的方案剖面图。图2—2为将钢筋混凝土杯口改成钢套筒支座的方案平面图。图3水力喷射管系轴测图。图4附加或独立使用的的水力喷射管系轴测图。其中1为钢筋混凝土箱体2.为箱体箱连系墙3为连系墙的开孔4为杯口构造 5为通气管 6为连接软管 7为吊耳 8为支座钢套筒9为予埋钢板 10为加劲肋板 11为钢套筒内定位环12为高压灌浆管阀13高压灌浆连接软管14插入的钢筋混凝土支承柱15为插入的钢支承柱16为注水管17为水平喷射管18为管式喷嘴19为垂直喷射管20为开孔式喷嘴
具体实施方式
在陆地预制好钢筋混凝土箱体1，吊装上驳船，运至水上安装现场，或封闭上盖預埋通气管，充气浮运至水上安装现场。吊放前把通气管软管6接好。测准沉放位置后，用吊机将钢筋混凝土箱体1沉放水底，当钢筋混凝土箱体1立放于水底，并靠自重使下端嵌入土中，形成箱体封闭状态后，借助设置在顶端板上通气管5，接通软管6向外抽水抽气，当抽出水量大于底部渗入的水量，形成箱体内压力低于箱体外水压，利用压差将箱体1压入土中， 直至箱体1压入到设计标高终止。当现场测量箱体1下沉困难时，则起动水力喷射系统，向水力喷射管系17注入高压水，必要时可起用备用管阀21，增大注入水量。在海床土质不良时，用同一系统改喷水下专用砂浆或水下专用水泥粉，以达到加固地基目的。附加或独立使用的的水力喷射管系可预埋，也可预留孔，不需要时不打开孔，需要时打开孔，插入该管系， 并注意穿管处封堵好。钢筋混凝土水下杯形基础正确定位后，向杯口喷水将杯口 4冲洗干净后，填入 50mm水下专用细石环氧混凝土，柱子14插入后间隙填充水下专用细石环氧混凝土，该水下专用细石环氧混凝土具有高强几乎瞬干特点，目前已有多种方式实现。至于将钢筋混凝土杯口改成钢套筒的方案，完全沿用了海上导管架桩腿施工成熟的做法钢支承柱15插入后，由钢套筒内定位环11卡住，通过高压灌浆管阀12，13灌入高强砂，使钢支承柱15与支座钢套筒8结合为一整体。
权利要求1.带水力冲刷助沉及加固地基设置的水下杯形基础，其特征是增设水力喷射管系，水力喷射管系由注水管，水平喷射管，垂直喷射管组成。
2.按照权利要求1所述的带水力冲刷助沉及加固地基设置的水下杯形基础其特征是增设水力喷射管系设置在钢筋混凝土箱体下沉墙体及联系墙前端。
3.按照权利要求1所述的带水力冲刷助沉及加固地基设置的水下杯形基础其特征是喷射加固系统可预埋，也可预留孔方式插入该管系。
4.按照权利要求2带水力冲刷助沉及加固地基设置的水下杯形基础其特征是所述的增设水力喷射管系设置中的钢筋混凝土箱体可以是多边形或圆形或圆环形钢筋混凝土箱体。
专利摘要带水力冲刷助沉及加固地基设置的水下杯形基础，其特征是增设水力喷射管系，水力喷射管系由注水管，水平喷射管，垂直喷射管组成。自沉式锚桩基础(或称吸力式锚桩基础)在海洋工程中因其在安装中，不必打桩而颇受欢迎的一和基础型式，但在浅水区这种通过上盖预埋通气管，对锚桩箱体排气减压以造成压差，让锚体下沉的办法，会因压差不足造成困难，本实用新型是在水下杯形基础中，除安置常规的的排气减压装置外，还在锚体前端增设水力喷射管系，以水力冲刷来助沉，以克服压差不足造成的锚体下沉的困难。同时可用同一系统喷射水下专用砂浆，或喷射水下专用水泥粉以加固地基。附加或独立使用的的水力喷射管系，则可通过预埋或预留孔与水下杯形基础配合使用，也可单独用于加固地基，如吊放入土中，通过该系统喷射水下专用砂浆或喷射水下专用水泥粉方法，达到整个基础承载层加固的目的。本实用新型提出了一个不必建造沉井及不必现场浇筑混凝土，受力模型类似打入桩基，全予制的水下杯形基础方案，在海上小型平台及水上轻便桥建造上有重要的多方面的应用价值，在浅水域施工中更具针对性。
文档编号E02D27/52GK201962696SQ20102027644
公开日2011年9月7日 申请日期2010年7月30日 优先权日2010年7月30日
发明者古国维 申请人:古国维