[实用新型]一种装配式海上桩基冲刷防护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及海洋工程中单桩基础的防冲刷问题，特别涉及一种装配式海上桩基冲刷防护装置。

背景技术

作为最为传统的基础形式之一，桩基础具有承载力高，工作性能稳定，沉降量小、机械化施工水平高等优点，因而成为修建各式建筑物所普遍采用的基础形式。近年来，随着海洋工程的蓬勃发展，桩基础已成为海洋工程结构物的主要基础形式。相比于陆地上的桩基结构，海上工程的环境具有更发杂多变，不可控因素更多，已有工程经验更少，水文等相关数据资料更不完善等特点，这些特点导致海上桩基的假设更为困难，尤其是在波流剧烈、海床地质条件不理想的工程区域，桩基周围极易产生严重的局部冲刷，行程底坑，从而影响单桩基础的稳定，造成桩基结构破坏。

目前，工程中常采用的冲刷防护措施有两种，一是护底减冲防护措施，护底减冲防护措施主要利用以抛石、砂袋为主的防护层对桩基周边冲刷影响区域进行防护，以达到折减最大冲刷深度从而保证桩基稳定的效果。如专利CN105672369A、CN104480961A以及CN204849741U分别介绍了不同护底减冲防护措施的方法。以上所述相关冲刷防护措施的技术比较成熟，具有大量的工程实例，但该方法存在工程量大，施工难度大等缺点。另一种方法是通过在桩周安装防冲刷结构，如专利CN203924088U，介绍了一种渔礁型近海风电防冲刷桩基；专利CN106049556A，公布了一种由预制混凝土垫层和保护套管构成的一种桩基防冲刷磨蚀结构。这种方法的共同点是通过在桩基外套一个套管的形式来说保护桩周土体被冲刷，其体现的桩基冲刷防护原理与第一种方法没有实质性区别，仍然是利用防护层对桩基周边土体进行保护以抵抗水流冲刷，不能达到减缓波流流速从而从根本上控制桩基冲刷的效果。

发明内容

因此，为解决海上桩基冲刷问题及克服现有桩基冲刷防护措施的不足，本实用新型提出一种装配式海上桩基冲刷防护装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种装配式海上桩基冲刷防护装置，所述装配式海上桩基冲刷防护装置由三部分结构相同的装配式结构拼接组合而成，每一部分的装配式结构均包括以下五个部分：弧形外壁、第一道环形加强肋、第二道环形加强肋、竖向加强肋和扇形负压入土筒。扇形负压入土筒由顶板、侧板、外筒裙和内筒裙组成，弧形外壁的下端与扇形负压入土筒的顶板连接，顶板为一个呈118-120度的扇面结构，在顶板的左右两侧垂直设置有两个侧板，在顶板的内外环向两侧分别设置有内筒裙和外筒裙。在弧形外壁内表面从上至下沿环向设置第一道环形加强肋和第二道环形加强肋。在扇形负压入土筒顶板上部沿桩长方向垂直设置两道竖向加强肋，加强肋与弧形外壁、扇形负压入土筒顶板通过焊接连接，在所述的三组装配式套筒结构的连接缝隙内填充有混凝土。

所述的弧形外壁上沿的切线与海上桩基轴向平行。

所述的弧形外壁下沿的切线与扇形负压入土筒轴向的较大夹角在120°-150°之间

所述的弧形外壁的上沿的内径略大于海上桩基的外径，所述的弧形外壁的上沿的直径为1-7米。

所述的弧形外壁的高度由弧形外壁的弧长及弧度确定，高度为5-30米。

所述的弧形外壁下沿的直径与扇形负压入土筒的直径相等，具体尺寸通过综合考虑所保护桩基的尺寸、工程的等级以及桩基面临的冲刷强度等因素而定，直径为6-40米。

所述扇形负压入土筒的高度为2-8米。

所述的两道竖向加强肋将顶板的扇面三等分，即三部分装配套筒拼接在一起后形成的完整套筒结构内，六道竖向加强肋中每两道竖向加强肋之间呈60度夹角。所述的六道竖向加强肋围成的空心圆柱体的直径、内筒裙的直径以及弧形外壁上沿的直径相等。

所述装配式海上桩基冲刷防护装置由三部分结构相同的装配式结构拼接组合而成，具体施工过程如下：

所述装配式结构在路上预制，通过向所述扇形负压入土筒内注入高压空气使其浮于水面，通过拖船托运至施工现场。

所述装配式结构在施工现场进行吸力下沉，即利用负压泵将扇形负压入土筒内高压气体抽出，使其在自重作用下沉入水面下，再将筒内抽成负压状态，使装置插入土中。

所述三组装配式结构分别入土，协同调平后，在结构缝处进行水下混凝土浇筑以构成完整的防冲刷装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

第一、整个装置覆盖桩周土体，直接防护桩周土体被水流冲刷；

第二、弧形外壁的弧形结构可以改变桩周波流方向，从而减小波流速度，达到保护桩基及桩周土体的作用；