一种海上静载沉桩装置的制作方法

本实用新型涉及海上沉桩技术，尤其涉及一种海上静载沉桩装置。

背景技术：
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桩基础已被广泛应用于港口、海洋和桥梁工程领域中。目前，在海上进行沉桩施工一般有两类方法：一类是加动态冲击力将桩打入到海床土中，另一类是加静态压载将桩结构压入到海床土中。

在海上采用打桩船打桩时，所需的专用打桩船使用费用高，存在噪声污染，对其它建筑物存在潜在的振动破坏，施工过程容易受到风浪因素的影响，特别是在河道、河口和潮流大的海域，由于水流速度大，通过锚缆定位、移位的打桩船定位、移位困难，打桩效率低。可见，在不宜采用动力冲击打桩的环境中，需选用静载沉桩方法。

中国专利授权公告号CN2464778Y公布了一种水上静载沉桩的装置，其主要由桩帽、筒式吸力锚、钢缆及钢缆上的张紧器构成，通过钢缆的拉力使桩体满满沉入水下地基土中。该专利的局限性在于：钢缆倾斜作用在桩帽上，假设钢缆拉力为F、钢缆与水平面的夹角为θ，则每个筒式吸力锚提供的竖向下拉力仅为Fsinθ；若θ＝30°则Fsinθ＝0.5F，即仅钢缆拉力F的一半对沉桩有帮助，可见其沉桩荷载较小、效率较低；另外，钢缆拉力F的水平分量Fcosθ不仅对沉桩无帮助，还会使筒式吸力锚产生倾斜、旋转，进而降低桶形基础的沉桩能力。可见，有待发展简便、高效的静载沉桩装置。

技术实现要素：
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为了弥补现有技术问题的不足，本实用新型的目的是提供及一种海上静载沉桩装置，其操作简单，方便对海上静载沉桩进行施工。

本实用新型的技术方案如下：

海上静载沉桩装置，其特征在于，包括成一条直线分布的、沉入海床面下的四个桶形基础，四个桶形基础对称分布在桩体的两侧，四个桶形基础上端面上间隔设有吊点、进出水阀，待沉贯桩体上端套装有桩帽，桩帽上端固定连接有加载桁架，加载桁架下端面与四个桶形基础上的吊点分别通过竖向钢缆相连接，每根钢缆上均设有钢缆张紧器。

所述的海上静载沉桩装置，其特征在于，所述的吊点设置在桶形基础的顶部中心。

所述的海上静载沉桩装置，其特征在于，所述的加载桁架由中间加载桁架及其两侧的延长加载桁架构成，中间加载桁架的中点位于桩体中心轴线上。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型四个桶形基础对称分布于桩体两侧，钢缆沿竖向分布连接桶形基础与加载桁架，钢缆上竖向荷载均转变成桩体的下沉荷载，其不会产生对桩体下沉无帮助的水平分量，沉桩荷载大、效率高。

2、本实用新型施工简单、方便，无需大型设备，具有经济性与实用性。

附图说明：

图1为本实用新型海上静载沉桩装置主视图。

图2为本实用新型海上静载沉桩装置俯视图。

图3为本实用新型桶形基础对称贯入桩基两侧海床示意图。

图4为本实用新型安装桩帽及中间加载桁架示意图。

图5为本实用新型临近桩基的两个桶形基础安装与张拉钢缆示意图。

图6为本实用新型加载桁架两侧加长续接示意图。

附图标记说明：1、桶形基础；2、进出水阀；3、吊点；4、钢缆；5、钢缆张紧器；6、桩体；7、桩帽；8、加载桁架；A、海床面；B、海平面。

具体实施方式：

参见附图：

海上静载沉桩装置，包括成一条直线分布的、沉入海床面下的四个桶形基础1，四个桶形基础1对称分布在桩体6的两侧，四个桶形基础1上端面上间隔设有吊点3、进出水阀2，供连接外部管道抽取负压使用，待沉贯桩体6上端套装有桩帽7，桩帽7上端固定连接有加载桁架8，加载桁架8下端面与四个桶形基础1上的吊点3分别通过竖向钢缆4相连接，每根钢缆4上均设有钢缆张紧器5，通过张紧钢缆4上的钢缆张紧器5使加载桁架8受到下拉荷载，加载桁架8受到的下拉荷载最终传递给桩体6，进而使桩体6逐渐下沉，从而达到静载沉桩的目的。

吊点设3置在桶形基础1的顶部中心。

为了便于运输与安装，加载桁架一般采用多段桁架组装而成；加载桁架8由中间加载桁架及其两侧相同长度的延长加载桁架构成，使加载桁架能超过两端最远两个桶形基础1的正上方，中间加载桁架的中点位于桩体中心轴线上，整体组装后的加载桁架8的中点也位于桩体中心轴线上。

加载桁架8应有足够的强度与刚度，能够承受钢缆4传递过来的轴力、剪力与弯矩，并具有足够的安全储备。

加载桁架8上与钢缆4接触的部位，应采用加筋钢板强化，防止应力集中而发y生杆件局部屈服变形。

使用辅助板材、螺栓连接或其它办法，使加载桁架8与桩帽7连接成整体，且桩帽7上应设有限位构造，使加载桁架8在使用过程中不会滑动、脱落，确保载桁架8的整体稳定。

钢缆4的上部连接有钢缆张紧器5，其能使钢缆4张紧，且能提供所需的足够拉力。

海上静载沉桩装置施工过程如下：

1)、桩体定位与桶形基础沉贯：

在指定的海上施工点，使用设备将桩体6竖直就位于拟贯入点，贯入深度以能保证桩体6自身的垂直度、且能承受一定的竖向荷载而不发生侧向位移为准。再以桩体6为中心，两侧对称地共将四个桶形基础1下沉接触海床，通过桶形基础1的进出水阀2抽取真空使其沉入海床土体中足够的深度；施工结束后，四个桶形基础1及桩体6成一直线分布；

一般地，可在桩体6顶部镶嵌一个半球面体后，再套上桩帽7，桩帽7带相应的内凹的球面孔洞；这样，桩帽7与桩体6之间的连接相当于点接触，其只传递竖向荷载，而不传递弯矩，确保桩体6被沿着竖向压入海床而不发生侧向位移。

2)、安装桩帽及中间加载桁架：

将桩帽7及辅助装置套在桩体6上，再将中间加载桁架8放在桩帽7上。桩帽7与中间加载桁架8通过辅助装置相互固定连接；

桩帽7或桩体6上应设有限位构造，使加载桁架8在使用过程中不会滑动、脱落，确保载桁架8的整体稳定。

3)、安装离桩体最近的两个桶形基础的钢缆：

对离桩体6最近的两个桶形基础，使钢缆4竖直的连接桶形基础1上的吊点3与中间加载桁架8，通过初步张紧钢缆张紧器5使连接两个桶形基础1的钢缆4拉紧加载桁架8，形成稳定结构；

此处张紧钢缆张紧器5，仅使钢缆4拉住加载桁架8形成稳定结构即可，方便后续加载桁架的续接与延长。

4)、在中间加载桁架两侧续接、延长加载桁架：

在中间加载桁架8两侧对称地续接、延长加载桁架，使加载桁架8能超过两端最远两个桶形基础1的正上方；

加载桁架相互续接的部分，设有连接钢板与螺栓孔，采用螺栓固定连接。连接处应能承受施工过程中的最大轴力、剪力与弯矩，并具有一定的安全储备。

5)、安装剩余的两个桶形基础的钢缆，并实施均匀加载作业：

对离桩体6最远的两个桶形基础，使钢缆4竖直的连接桶形基础1上的吊点3与加载桁架8，通过初步张紧钢缆张紧器5使连接这两个桶形基础1的钢缆4拉紧加载桁架8；

至此，四个桶形基础均已初步张紧、拉住加载桁架8，形成稳定的加载体系；同时逐渐张紧四个桶形基础上方的钢缆张紧器5，且保持每根钢缆4的拉力基本相同，使钢缆4的拉力变成桩体6的下沉荷载，逐渐把桩体6贯入海床中；

静载沉桩过程中，应保持加载桁架8的水平度。若发现加载桁架8产生倾斜，应通过调整不同位置钢缆4上的拉力，使加载桁架8重回水平状态；桩体6下沉达到预定值后，经过检测其铅锤度满足要求后，静载沉桩施工即完成。

利用本实用新型所提装置静载沉桩结束后，松开各钢缆张紧器5，解下钢缆4，拆除加载桁架8，通过各桶形基础的进出水阀2向桶内注水，桶形基础逐渐向上移动并最终拔出海床，提离各桶形基础即完成本实用新型所提装置的拆除工作.

本实用新型不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之内。