[发明专利]一种海上锚定筒基础及其施工方法

说明书

本发明涉及海洋工程领域中的一种海上锚定筒基础及其施工方法，该基础包括锚定筒(1)、扩径构件(2)、锚定筒连接(3)与基础连接(4)四部分，其中的锚定筒(1)为海上施工的大直径的钢管桩，扩径构件(2)为穿越锚定筒(1)侧壁并外伸至锚定筒(1)外侧岩体或土体(6)中的构件，锚定筒连接(3)为将锚定筒(1)与扩径构件(2)牢固连接的构件或构件组合，本发明可通过快捷的方式在海洋环境中，先施工锚定筒(1)，利用锚定筒(1)隔离后续施工对海洋环境的依赖性，通过在锚定筒(1)中施工扩径构件(2)，可充分发挥海床浅部或中部地基土承载潜力，大幅度降低海洋工程施工成本，节约材料，缩短工期。

技术领域

本发明涉及海洋工程领域中的一种海上锚定筒基础及其施工方法。

背景技术

海洋工程领域是指在海洋中进行的工程活动，包括在海洋中的地质勘察、工程建设及维护等。随着海洋活动的日益增加，如大规模的海上风电建设、海港及跨海大桥建设、各种海上操作平台建设日趋增多。因海洋与陆地的施工环境差别大，海洋中的基础工程施工受海况等海洋环境影响巨大。目前，海洋基础工程主要以大直径的钢管桩为主，钢管桩直径大、深度深，有的海上风电钢管桩基础直径达到6～7m，深度达到近百米，施工设备巨大，施工成本及材料成本高。对于较深海水区域，近年来吸力筒基础亦有所使用，海上风电使用的吸力筒基础直径达到30～40m，海上漂浮基础也进入试用阶段。海洋工程中的基础工程造价过高是限制海洋工程发展的瓶颈之一，研发对于海洋环境依赖性小、造价低、施工速度快的海洋工程基础形式十分迫切。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种海上锚定筒基础，该海上锚定筒基础可避免使用大型的施工船及施工设备，可大幅度消减海洋工程对海洋环境的依赖性，施工速度快、造价低。

该种海上锚定筒基础包括锚定筒、扩径构件、锚定筒连接与基础连接四部分，其中的锚定筒为海上施工的大直径的钢管桩，扩径构件为穿越锚定筒侧壁并外伸至锚定筒外侧岩体或土体中的构件，锚定筒连接为将锚定筒与扩径构件牢固连接的构件或构件组合，基础连接是暴露于岩体或土体之上的将锚定筒或扩径构件与基础上部的结构连接的构件或部件。

在上述的海上锚定筒基础中，上述的基础连接可以是钢绞线、高强纤维、碳纤维布、法兰盘中的一种或几种组合。

在上述的海上锚定筒基础中，上述的锚定筒内填充有混凝土、钢筋混凝土、水泥浆或砂浆、树脂中的一种或几种组合。

在上述的海上锚定筒基础中，上述的锚定筒垂直放置于岩体或土体中，上述的扩径构件是施工于岩体或土体中的锚杆、桩、H型钢、钢管或钢筋混凝土预制构件中一种或几种组合。

本发明的第二个目的是提供一种海上锚定筒基础施工方法，该施工方法可顺利实现海上锚定筒基础的施工，造价低，施工速度快，可靠性高。

该种海上锚定筒基础施工方法包括以下步骤：

a)利用船只将大直径的钢管运送至预定位置，利用引孔法、振动法、锤击法或静压法中的一种或几种组合，将大直径钢管竖直打入海床以下的岩体或土体中一定深度，并使得大直径钢管的上缘高于海平面一定高度，在海洋中完成锚定筒施工；

b)清除锚定筒内的岩体或土体至扩径构件深度，在锚定筒内为扩径构件的施工提供操作面；

c)在锚定筒的筒壁上开孔或利用锚定筒侧壁上的预留孔，必要时采取降水或止水措施；

d)在锚定筒内，向锚定筒外侧的岩体或土体中施工扩径构件；

e)将扩径构件与锚定筒牢固连接，完成锚定筒连接施工。

在上述的海上锚定筒基础施工方法中，在上述的步骤c)或步骤d)中，采用孔压反力施工方法在锚定筒侧壁开孔处进行止水施工。