海底新型低裙式吸力桩制造技术

一种海底新型低裙式吸力桩，桩体包括主桶、加载杆、桩顶、裙顶和裙边；所述桩顶置于主桶顶部，所述加载杆安装在桩顶上，所述裙边与裙顶垂直连接，且裙顶连接附着于主桶上；所述加载杆上制有导向杆螺纹孔和加载缆索孔，导向杆插入导向杆螺纹孔内，所述桩顶设有桩顶抽水孔和负压监测孔，所述裙顶制有排水、抽水多用孔。该吸力桩可提高桩体竖向承载力、水平承载力、抗弯刚度、抗切刚度、使用寿命，减小挠曲变形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于海洋工程设计、施工
，特别一种海底新型低裙式吸力桩，该吸力桩适用于海积软粘土地基中的基础。
技术介绍
随着社会的发展，人们对绿色新能源及可再生能源的需求日渐明显，海洋资源的开发以其得天独厚的优越性越来越受重视，所以，海床上坚实的基础是开发海洋资源的必要条件。已有吸力桩为开发海洋资源做出了巨大贡献，然而仍然存在以下不足：(1)传统吸力桩在贯入过程中的垂直度及桩顶标高不易控制；(2)桩体周围洋流冲刷会造成桩体承载力下降；(3)水平及竖向承载力相对较弱；(4)在吸力桩的贯入过程中发现：当贯入量达到一定程度时，主桶内侧泥面高度总是高于主桶外侧泥面。这使得裙顶与桩顶同高的普通裙式吸力桩，由于裙顶下侧出现空腔而使裙边作用不能得到充分有效发挥。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术中存在的技术问题，而提供一种海底新型低裙式吸力桩，该吸力桩可提高桩体竖向承载力、水平承载力、抗弯刚度、抗切刚度、使用寿命，减小挠曲变形。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种海底新型低裙式吸力桩，其特征在于：桩体包括主桶、加载杆、桩顶、裙顶和裙边；所述桩顶安装在主桶顶部，所述加载杆安装在桩顶上，所述裙边与裙顶垂直连接，且裙顶连接附着于主桶上；所述加载杆上制有导向杆螺纹孔和加载缆索孔，导向杆插入导向杆螺纹孔内，所述桩顶设有桩顶排水、抽水多用孔和负压监测孔，所述裙顶制有排水、抽水多用孔。上述桩顶与裙顶厚度均大于主桶、加载杆和裙边的厚度。上述裙边与裙顶之间、裙顶与主桶之间和主桶与桩顶之间的阴角处均安装有加强肋。上述裙顶低于桩顶0.25D，D为桩体主桶内径。上述主桶长径比≤3。上述桩顶和加载杆之间、桩顶和主桶之间、裙边和裙顶之间均为刚性连接成一体。上述主桶的内侧和外侧为普通材料光滑型表面。上述主桶内侧或外侧分别制有半圆形凸条，或主桶内侧与外侧均制有半圆形凸条。上述主桶内侧或外侧分别制有“月牙”形倒刺，或主桶内侧与外侧均制有“月牙”形倒刺。上述主桶内侧或外侧分别制有机械螺纹，或主桶内侧与外侧均制有机械螺纹。上述主桶及裙边底部均为楔体。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术导向杆的设置能够保证桩体在贯入过程中桩体的垂直度及控制桩顶标高。2、本专利技术的裙边能够保护桩体主桶周围土体不受洋流冲刷，防止桩体承载力下降，延长桩体使用寿命。3、本专利技术裙边及裙顶的设置能显著提高桩体水平承载力。4、本专利技术主桶内侧或外侧分别或内、外侧均制有的半圆形凸条或“月牙形”倒刺或机械螺纹，能在保证贯入度的前提下大幅度提高桩体竖向承载力。5、本专利技术相对于桩顶与裙顶同高的裙式吸力桩(贯入后，裙顶下方出现空腔)，将裙顶及裙边下移能保证贯入后的桩体裙边内侧充满土体，而不是在裙顶下方(裙边内侧)出现部分空腔，使裙边作用得到充分有效发挥。附图说明图1为本专利技术的结构俯视图；图2为图1的Ⅰ-Ⅰ剖面图；图3为图1的Ⅱ-Ⅱ剖面图；图4为图1的Ⅲ-Ⅲ剖面图；图5为图1的Ⅳ-Ⅳ剖面图；图6为导向杆立面图。图中标号：1-导向杆螺纹孔，2-加载杆，3-加载缆索孔，4-桩顶，5-桩顶排水、抽水多用孔，6-裙顶排水抽水孔，7-裙顶，8-裙边，9-主桶，10-负压监测孔，11-加强肋，12-半圆形凸条，13-“月牙形”倒刺，14-机械螺纹，15-导向杆。具体实施方式参见附图，一种海底新型低裙式吸力桩，桩体包括主桶、加载杆、桩顶、裙顶和裙边，主桶长径比≤3。所述桩顶置于主桶顶部，且刚性连接成整体。所述加载杆安装在桩顶上，其刚性连接成一体。所述裙边与裙顶垂直刚性连接，且裙顶连接附着于主桶上。所述加载杆上制有导向杆螺纹孔和加载缆索孔，导向杆插入导向杆螺纹孔内，所述桩顶设有桩顶抽水孔和负压监测孔，所述裙顶制有排水、抽水多用孔。上述裙顶低于桩顶0.25D，D为桩体主桶内径。上述主桶及裙边底部均为楔体。如图6所示：所述导向杆为刚性硬杆，其作用是保证桩体贯入过程中的垂直度及控制桩顶的标高。所述桩顶与裙顶厚度均大于桩体其它各部位厚度。所述裙边与裙顶、裙顶与主桶，主桶与桩顶之间均设有加强肋，防止吸力桩服役过程中在刚度变化处发生拉伸断裂。如图2所示：所述主桶为普通材料光滑型表面。如图3所示：所述主桶内侧或外侧分别制有半圆形凸条，或主桶内侧与外侧均制有半圆形凸条。如图4所示：所述主桶内侧或外侧分别制有“月牙”形倒刺，或主桶内侧与外侧均制有“月牙”形倒刺。如图5所示：所述主桶内侧或外侧分别制有机械螺纹，或主桶内侧与外侧均制有机械螺纹。本专利技术的具体施工过程如下：1、海底新型低裙式吸力桩连接其导向杆，打开桩顶、裙顶排水孔，使桩体及导向杆在自重作用下下沉到海底，桩端主桶楔体切入海床；2、约束导向杆顶端水平自由度，保证竖向自由；3、桩顶抽水孔连接抽水系统，逐渐排除主桶内部水体，使主桶内外形成压力差，新型低裙式吸力桩在压力差作用下下沉(注：此过程中裙顶排水孔一直处于打开状态)；4、待裙边楔体切入海床，连接裙顶抽水系统，控制其流量，使桩体在裙与主桶内压力差作用下贯入到设计标高；5、迅速关闭桩顶及裙顶抽水孔，拆除导向杆、桩顶及裙顶排水系统；6、拆除导向杆，桩顶及裙顶排水系统；7、施工服役缆索，结束水下桩体施工。本专利技术在现有吸力桩研究的基础上，通过大比例贯入模型试验，根据实际贯入情况提出了一种新型低裙式吸力桩模型，彻底解决了现有吸力桩施工成本高、贯入垂直度无法保证和水平承载力小等问题，重点克服了海床上主桶周围土体被洋流冲刷破坏，导致承载力降低的缺陷。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海底新型低裙式吸力桩，其特征在于：桩体包括主桶、加载杆、桩顶、裙顶和裙边；所述桩顶安装在主桶顶部，所述加载杆安装在桩顶上，所述裙边与裙顶垂直连接，且裙顶连接附着于主桶上；所述加载杆上制有导向杆螺纹孔和加载缆索孔，导向杆插入导向杆螺纹孔内，所述桩顶设有桩顶排水、抽水多用孔和负压监测孔，所述裙顶制有排水、抽水多用孔。

【技术特征摘要】
1.一种海底新型低裙式吸力桩，其特征在于：桩体包括主桶、加载杆、桩顶、裙顶和裙边；所述桩顶安装在主桶顶部，所述加载杆安装在桩顶上，所述裙边与裙顶垂直连接，且裙顶连接附着于主桶上；所述加载杆上制有导向杆螺纹孔和加载缆索孔，导向杆插入导向杆螺纹孔内，所述桩顶设有桩顶排水、抽水多用孔和负压监测孔，所述裙顶制有排水、抽水多用孔。2.根据权利要求1所述的海底新型低裙式吸力桩，其特征在于：上述桩顶与裙顶厚度均大于主桶、加载杆和裙边的厚度。3.根据权利要求1所述的海底新型低裙式吸力桩，其特征在于：上述裙边与裙顶之间、裙顶与主桶之间和主桶与桩顶之间的阴角处均安装有加强肋。4.根据权利要求1所述的海底新型低裙式吸力桩，其特征在于：上述裙顶低于桩顶0.25D，D为桩体主桶内径。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳晓科，鹿群，刘寒鹏，路仕伟，刘春龙，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：发明
国别省市：天津;12