CN105200984B - 一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基及其制作方法,该桩基包括从上到下依次连接的上部钢管桩、中部钢筋混凝土桩以及下部扩径混凝土桩,上部钢管桩内部设置有注浆上、下导管,上注浆孔设置在桩身泥面附近处,下注浆出孔与注浆侧板设置在桩身外侧近泥面下部,注浆侧板上下分别焊接注浆上、下底板,桩身内部泥面附近至下部扩径混凝土桩上部设置钢筋笼,桩周泥面处设置环形的堆重,堆重主体采用圆环形钢筋混凝土结构,并且内部设置隔离钢板、填充砾石。本发明基于组合桩的理念并结合注浆、扩径工艺,提供了一种用于提高桩基竖向、侧向承载力来减少桩身变位的新型海洋工程桩基以及制作该桩基的方法,该桩基同时具有良好的经济适用性。

Description

一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基及其制作方法
技术领域
本发明涉及海洋工程桩基技术领域,特别涉及一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基及其制作方法。
背景技术
在海洋工程桩基础设计中,钢管桩因为刚度较大可提供较好竖向和侧向承载力,并且具有施工便捷的特点,运用较为广泛。对于处于复杂海洋环境中的钢管桩,当环境荷载恶劣时,可能产生超过容许值的桩身变位以及桩身局部发生强度破坏的问题。例如:面对长期的风及波浪荷载作用,桩基础承受来自上部结构的水平循环荷载作用,长期循环往复作用可能造成桩基础的永久侧向变形,如当桩身转角超过0.5°,可能造成上部设施无法正常运行;此外,当钢管桩承受剧烈波浪荷载作用时,极端波浪力引发的桩身弯矩多会在海床下近泥面处达到峰值,过大的桩身弯矩时常引发钢管桩的断裂现象。
对于海洋工程桩基础,为了避免在不利荷载条件下桩身变位超出上部设施正常运行的容许范围,同时减低极端荷载条件下桩身发生强度破坏的几率,对钢管桩进行进一步结构优化具有重要的现实意义。
发明内容
为了解决现有技术中存在的不足,本发明提供了一种用于提高桩基竖向、侧向承载力来减少桩身变位的新型海洋工程桩基以及制作该桩基的方法,该桩基同时具有良好的经济适用性。
为解决上述问题,本发明具体采用以下技术方案:
一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基,其特征在于,包括从上到下依次连接的上部钢管桩、中部钢筋混凝土桩以及下部扩径混凝土桩,通过在上部钢管桩下部浇筑钢管桩内部混凝土从而依次形成下部扩径混凝土桩及中部钢筋混凝土桩,所述上部钢管桩的桩径等于中部钢筋混凝土桩的桩径,且二者桩径均小于下部扩径混凝土桩的桩径。下部扩径混凝土桩采用扩大桩径的桶型混凝土钻孔灌注桩,桩径扩大后可为上部钢管桩桩径的1.5-2倍,下部扩径混凝土桩应位于受力条件较好的持力层中。因此该桩基采用上部钢管桩与中部钢筋混凝土桩以及下部扩径混凝土桩相结合的方式,上部钢管桩底部与中部钢筋混凝土桩浇筑在一起,下部扩径混凝土桩与中部钢筋混凝土桩为一整体。
前述的一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基,其特征在于,所述上部钢管桩内设有内置的钢筋笼,通过浇筑钢管桩内部混凝土与上部钢管桩形成一个整体,所述钢筋笼的上端略高于泥面,在波浪力作用下桩身泥面附近处往往是弯矩最大处,因此一般钢筋笼的上端略高于泥面即可,所述钢筋笼的下端延伸至中部钢筋混凝土桩底部,此处是设计荷载弯矩为零处,所述钢筋笼的上部设有齐平于钢筋笼顶端且固定在上部钢管桩侧壁上的固定横板,所述固定横板的上设有横向焊接于钢筋笼顶部的顶盘,顶盘为圆环形钢板,即钢筋笼的顶端焊接有圆环形的顶盘,同样高程处上部钢管桩内壁焊接有固定横板,固定横板为钢板,顶盘放置在固定横板上来控制钢筋笼的顶部高程,使得钢筋笼可放置至指定高程,而后钢筋笼与上部钢管桩内壁通过浇筑混凝土形成整体。
前述的一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基,其特征在于,所述上部钢管桩内设有沿着上部钢管桩周侧均匀分布的导管组,所述导管组包括有相互毗邻的注浆上导管、注浆下导管,所述注浆上导管、注浆下导管的上部分别连接于相对应的连通阀,所述连通阀通过注浆泵导管与注浆泵相连接,所述注浆泵上设有注浆压力表,根据注浆泵上的注浆压力表控制注浆速度,所述注浆上导管、注浆下导管的底部分别与上部钢管桩侧壁上的上注浆孔、下注浆孔相连接,上注浆孔、下注浆孔分别作为注浆上、下导管的出孔,所述上注浆孔、下注浆孔均设置在泥面下部且下注浆孔位于上注浆孔之下。注浆上导管、注浆下导管均设为四个,采用小直径钢管,且分别对称焊接于上部钢管桩内壁上,相对应的,上注浆孔、下注浆孔设为四个,所述上注浆孔、下注浆孔分别位于相对应的注浆上导管、注浆下导管的竖直下方,上注浆孔对称设置在泥面下部的上部钢管桩侧壁上,即上注浆孔设置在堆重下方,下注浆孔对称设置在注浆侧板对应的上部钢管桩侧壁的中部,注浆孔的直径稍微大于注浆导管的直径,便于注浆导管的插入。
前述的一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基,其特征在于,所述上注浆孔、下注浆孔的下部分别设有斜向放置的加强肋板、固定肋板,即分别在注浆上导管的出口端下部、注浆下导管的底端设置加强肋板、固定肋板,所述加强肋板、固定肋板均为楔形钢板,所述加强肋板焊接在上部钢管桩的外壁上,所述固定肋板焊接在上部钢管桩的内壁上。
前述的一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基,其特征在于,所述上部钢管桩的外侧齐平于泥面处设有环绕上部钢管桩周侧设置的堆重,即在地表处设置堆重,所述堆重与上部钢管桩的侧壁间设有间隙,所述间隙内设有环绕上部钢管桩周侧设置的钢槽,所述钢槽紧贴于堆重面向上部钢管桩的一侧,所述钢槽内设有可拆卸的垂直于钢槽的隔离钢板,所述隔离钢板与堆重间填充有砾石,所述堆重上部设有堆重吊环,所述隔离钢板上设有钢板吊环,所述堆重吊环、钢板吊环分别与相对应的吊机铁链相连接,在堆重连同插着隔离钢板的钢槽到达泥面处时,通过拉取钢板吊环上的铁链将隔离钢板拉开,从而砾石填入堆重与上部钢管桩侧壁间的间隙内。
前述的一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基,其特征在于,所述堆重采用圆环形实心钢筋混凝土块,其竖向截面为下大上小的梯形,以泥面为基准,所述堆重最高处高度为1-2倍上部钢管桩桩径,最低处高度为0.5-1.5倍上部钢管桩桩径,宽度为1-3倍上部钢管桩桩径,所述钢槽、隔离钢板均为圆环形,所述钢槽面向堆重的一侧焊接有若干根钢槽延伸钢筋,通过钢槽延伸钢筋插入至堆重内部,从而与堆重相连接形成一个整体。
前述的一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基,其特征在于,所述上部钢管桩的下部设有环绕上部钢管桩周侧设置的注浆侧板,每两个注浆侧板为一组构成横向截面为“V”型结构的注浆侧板组,即两个注浆侧板的一端相连接,另一端分别焊接于上部钢管桩的外壁上,与上部钢管桩外壁连接前需对焊接位置做清理,确保焊接质量,环绕于上部钢管桩周侧的注浆侧板组对称设置,所述注浆侧板组的上端、下端分别固定有注浆上顶板和注浆下底板,所述注浆侧板上设有均匀分布的注浆侧板出孔,所述注浆侧板连接的上部钢管桩侧壁的中部设有下注浆孔。
前述的一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基,其特征在于,所述注浆侧板、注浆上顶板以及注浆下底板均为楔形钢板,所述注浆侧板设置在泥面以下3-5倍上部钢管桩的桩径处,每个注浆侧板上设置三个注浆侧板出孔,所述注浆侧板高度为1-3倍上部钢管桩桩径,宽度为0.5-1.5倍上部钢管桩桩径,厚度大于20mm,每组注浆侧板组焊接于上部钢管桩外壁上,共设置四组注浆侧板组,对称焊接于上部钢管桩侧壁上。
一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基的制作方法,其特征在于,包括以下步骤,
步骤(1),预制上部钢管桩,将预制完成的上部钢管桩运输至施工场地;
步骤(2),将步骤(1)中的上部钢管桩打入既定高程后,将钻孔机伸入上部钢管桩内准备钻孔;
步骤(3),待钻孔机达到既定底高程后,开启径向钻孔,形成直径扩大区;
步骤(4),钻孔完成后,向上部钢管桩内浇筑钢管桩内部混凝土填满直径扩大区,且至钢管桩内部混凝土浇筑既定高程后,形成下部扩径混凝土桩;
步骤(5),下沉钢筋笼(10),继续浇筑钢管桩内部混凝土至既定高程后,形成中部钢筋混凝土桩,使得中部钢筋混凝土桩与下部扩径混凝土桩形成整体;
步骤(6),继续浇筑钢管桩内部混凝土,将上部钢管桩与中部钢筋混凝土桩浇筑成整体;
步骤(7),利用吊机铁链贯穿堆重吊环、钢板吊环吊起堆重沉入水中,堆重沉入水中后,将钢板吊环上的铁链提起,将隔离钢板与堆重分离,位于隔离钢板与堆重之间的砾石滑落至堆重与上部钢管桩之间的间隙处;
步骤(8),开启注浆泵,从注浆泵灌注水泥浆,并通过注浆压力表控制注浆速度,水泥浆通过注浆上导管、注浆下导管到达相对应的上注浆孔、下注浆孔处,从上注浆孔、下注浆孔溢出从而与周围土体形成泥面注浆扩大区、注浆侧板处注浆扩大区。
前述的一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基的制作方法,其特征在于,所述步骤(4)中,钻孔完成后,采用吸泥机对钻孔进行清孔处理,清孔完成后,向上部钢管桩内浇筑钢管桩内部混凝土填满直径扩大区,且至钢管桩内部混凝土浇筑既定高程后,形成下部扩径混凝土桩。
有益效果:与现有设计相比,本设计具有以下有益效果,
1.根据桩身上部承受弯矩较大、下部承受弯矩较小的特点,桩身上部采用钢管桩,桩身中部采用钢筋混凝土,桩身下部采用扩径混凝土桩,相比传统钢管桩,可充分发挥桩身上部钢材抗弯能力强和中、下部混凝土抗压能力强的特点,并可以减小钢材的用量,提高经济适用性;
2.通过桩身设计的注浆上、下导管、注浆侧板以及堆重,一方面通过注浆方式形成浆土混合物,增大泥面附近土体水平抗力,另一方面注浆侧板的设置也可提高桩身抗弯刚度,进而提高桩基侧向承载力、减少桩身水平变位;
3.承受水平荷载作用的桩基弯矩一般在泥面附近处达到最大,在泥面附近桩身内部设置钢筋笼可以进一步提高桩身抗弯刚度,可以减少桩基在极端荷载条件下发生局部破坏的几率;
4.桩身内外壁设置肋板,可以提高桩基打入施工对注浆上导管的影响,以及更好地固定注浆下导管,确保施工质量,提高其施工便捷性;
5.桩身下半部采用扩大直径的混凝土桩,桩身截面积的增大使得桩侧摩阻力、桩端阻力得到有效提升,进而获得更多的桩基轴向承载力以减少竖向桩身变位。
附图说明
图1为本发明的一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基的剖立面图;
图2是图1中A-A处的断面图;
图3是图1中B-B处的断面图;
图4是外部注浆效果图。
图中,1-上部钢管桩、2-注浆上导管、3-注浆下导管、4-注浆泵、5-注浆压力表、6-连通阀、7-注浆泵导管、8-顶盘、9-固定横板、10-钢筋笼、11-加强肋板、12-上注浆孔、13-下注浆出孔、14-固定肋板、15-注浆上顶板、16-注浆侧板、17-注浆下底板、18-注浆侧板出孔、19-钢管桩内部混凝土、20-下部扩径混凝土桩、21-堆重、22-堆重吊环、23-隔离钢板、24-钢板吊环、25-砾石、26-钢槽延伸钢筋、27-钢槽、28-中部钢筋混凝土桩、201-泥面注浆扩大区、202-注浆侧板处注浆扩大区。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述。
如图1-图4所示,一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基,包括从上到下依次连接的上部钢管桩1、中部钢筋混凝土桩28以及下部扩径混凝土桩20,通过在上部钢管桩1下部浇筑钢管桩内部混凝土19从而依次形成下部扩径混凝土桩20及中部钢筋混凝土桩28,所述上部钢管桩1的桩径等于中部钢筋混凝土桩28的桩径,且二者桩径均小于下部扩径混凝土桩20的桩径。因此该桩基上部主体为钢管桩,桩下部主体为混凝土,钢管桩底部与中部钢筋混凝土桩和下部扩径混凝土桩浇筑在一起,构成桩身整体。
上部钢管桩1中各部位可提前预制,其中:
所述上部钢管桩1内设有内置的钢筋笼10,通过浇筑钢管桩内部混凝土19与上部钢管桩1形成一个整体,所述钢筋笼10的上端略高于泥面,所述钢筋笼10的下端延伸至中部钢筋混凝土桩28底部,所述钢筋笼10的上部设有齐平于钢筋笼顶端且固定在上部钢管桩1侧壁上的固定横板9,所述固定横板9的上设有顶盘8,意即在钢筋笼10顶部沿横向焊接顶盘8,在同样高程处上部钢管桩1内壁焊接固定横板9,顶盘8放置在固定横板9上,使得钢筋笼10可放置至指定高程,而后钢筋笼10与桩内壁通过浇筑钢管桩内部混凝土19形成整体。
进一步的,所述上部钢管桩1内设有沿着上部钢管桩1周侧均匀分布的导管组,所述导管组包括有相互毗邻的注浆上导管2、注浆下导管3,所述注浆上导管2、注浆下导管3的上部分别连接于相对应的连通阀6,所述连通阀6通过注浆泵导管7与注浆泵4相连接,所述注浆泵4上设有注浆压力表5,所述注浆上导管2、注浆下导管3的底部分别与上部钢管桩1侧壁上的上注浆孔12、下注浆孔13相连接,所述上注浆孔12、下注浆孔13均设置在泥面下部且下注浆孔13位于上注浆孔12之下,上注浆孔12、下注浆孔13分别作为注浆上导管2、注浆下导管3的出孔,且注浆孔的直径稍微大于注浆导管的直径。另,所述注浆上导管2与注浆下导管3为小直径钢管,沿桩身均匀设置四个,注浆上导管2与注浆下导管3分别与上部钢管桩1内壁焊接在一起。
进一步的,所述上注浆孔12、下注浆孔13的下部分别设有斜向放置的加强肋板11、固定肋板14,所述加强肋板11、固定肋板14均为楔形钢板,所述加强肋板11焊接在上部钢管桩1的外壁上,所述固定肋板14焊接在上部钢管桩1的内壁上。
进一步的,所述上部钢管桩1的外侧齐平于泥面处设有环绕上部钢管桩1周侧设置的堆重21,所述堆重21与上部钢管桩1的侧壁间设有间隙,所述间隙内设有环绕上部钢管桩1周侧设置的钢槽27,所述钢槽27紧贴于堆重21面向上部钢管桩1的一侧,所述钢槽27内设有可拆卸的隔离钢板23,所述钢槽27、隔离钢板23均围绕上部钢管桩1设置,所述隔离钢板23与堆重21间填充有砾石25,所述堆重21上部设有堆重吊环22,所述隔离钢板23上设有钢板吊环24,所述堆重吊环22、钢板吊环24分别与相对应的吊机铁链相连接。
进一步的,所述堆重21采用圆环形实心钢筋混凝土块,其竖向截面为下大上小的梯形,以泥面为基准,所述堆重21最高处高度为1-2倍上部钢管桩1桩径,最低处高度为0.5-1.5倍上部钢管桩1桩径,宽度为1-3倍上部钢管桩1桩径,所述钢槽27、隔离钢板23均为圆环形,所述钢槽27面向堆重21的一侧焊接有若干根钢槽延伸钢筋26,通过钢槽延伸钢筋26插入至堆重21内部,从而与堆重21相连接形成一个整体。
进一步的,所述上部钢管桩1的下部设有环绕上部钢管桩1周侧设置的注浆侧板16,每两个注浆侧板16为一组构成截面为“V”型结构的注浆侧板组,环绕于上部钢管桩1周侧的注浆侧板组对称设置,所述注浆侧板组的上端、下端分别固定有注浆上顶板15和注浆下底板17,所述注浆侧板16上设有均匀分布的注浆侧板出孔18,所述注浆侧板16连接的上部钢管桩1侧壁的中部设有下注浆孔13。
进一步的,所述注浆侧板16、注浆上顶板15以及注浆下底板17均为楔形钢板,所述注浆侧板16设置在泥面以下3-5倍上部钢管桩1的桩径处,每个注浆侧板16上设置三个注浆侧板出孔18,所述注浆侧板16高度为1-3倍上部钢管桩1桩径,宽度为0.5-1.5倍上部钢管桩1桩径,厚度大于20mm,每组注浆侧板组焊接于上部钢管桩1外壁上,共设置四组注浆侧板组,对称焊接于上部钢管桩1侧壁上,与上部钢管桩1外壁连接前需对焊接位置做清理,确保焊接质量。
根据上述要求先预制上部钢管桩1,预制完成后进行后续实地操作,如下:
一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基的制作方法,包括以下步骤,
步骤(1),预制上部钢管桩1,将预制完成的上部钢管桩1运输至施工场地;
步骤(2),打入上部钢管桩1,将上部钢管桩1打入既定高程后,准备钻孔,对上部钢管桩1内部进行钻孔,为上部钢管桩1内部混凝土浇筑做准备,将钻孔机伸入上部钢管桩1内钻孔;
步骤(3),待钻孔机达到既定底高程后,开启径向钻孔,形成直径扩大区;
步骤(4),钻孔完成后,采用吸泥机对钻孔进行清孔处理,清孔完成后,向上部钢管桩1内浇筑钢管桩内部混凝土19填满直径扩大区,且至钢管桩内部混凝土19浇筑既定高程后,形成下部扩径混凝土桩20;
步骤(5),下沉钢筋笼(10),继续浇筑钢管桩内部混凝土19至既定高程后,形成中部钢筋混凝土桩28,此时中部钢筋混凝土桩28与下部扩径混凝土桩20形成整体;
步骤(6),继续浇筑钢管桩内部混凝土19,将上部钢管桩1与中部钢筋混凝土桩28浇筑成整体,即上部钢管桩1内的钢筋笼10通过浇筑钢管桩内部混凝土19与上部钢管桩1形成一个整体;
步骤(7),将隔离钢板23放入钢槽27内固定,隔离钢板23与堆重21之间堆放一定量的砾石25,利用吊机等设备将铁链与堆重吊环22和钢板吊环24相连并将堆重21沉入水中,堆重21沉入水中后,将钢板吊环24上的铁链提起,即将隔离钢板23与堆重21分离,此时位于隔离钢板23与堆重21之间的砾石25滑落至堆重21与上部钢管桩1之间的间隙处,并对桩身泥面附近的土体产生压实的作用,防止上注浆孔处12流出的浆液溢出泥面;
步骤(8),开启注浆泵4,从注浆泵4灌注水泥浆,并通过注浆压力表5控制注浆速度,水泥浆通过注浆上导管2、注浆下导管3到达相对应的上注浆孔12、下注浆孔13处,从上注浆孔12、下注浆孔13溢出至泥面附近处或泥面以下注浆侧板处,水泥浆可和周围土体形成泥面注浆扩大区201、注浆侧板处注浆扩大区202,提高桩侧约束,提高桩身刚度,减少桩身变位。
本发明采用注浆措施在泥面附近和注浆侧板附近处形成注浆扩大区,提高了桩基水平承载性能,通过下部采用扩大直径的下部扩径混凝土桩,增强了桩基的竖向承载性能,从而实现减少在恶劣海况中桩身变位的目的,并且下部混凝土桩身的设计有助于节省钢材的用量,提升经济适用性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基,其特征在于,包括从上到下依次连接的上部钢管桩(1)、中部钢筋混凝土桩(28)以及下部扩径混凝土桩(20),通过在上部钢管桩(1)下部浇筑钢管桩内部混凝土(19)从而依次形成下部扩径混凝土桩(20)及中部钢筋混凝土桩(28),所述上部钢管桩(1)的桩径等于中部钢筋混凝土桩(28)的桩径,且二者桩径均小于下部扩径混凝土桩(20)的桩径;
所述上部钢管桩(1)内设有内置的钢筋笼(10),通过浇筑钢管桩内部混凝土(19)与上部钢管桩(1)形成一个整体,所述钢筋笼(10)的上端高于泥面,所述钢筋笼(10)的下端延伸至中部钢筋混凝土桩(28)底部,所述钢筋笼(10)的上部设有齐平于钢筋笼顶端且固定在上部钢管桩(1)侧壁上的固定横板(9),所述固定横板(9)的上设有位于钢筋笼(10)顶部的顶盘(8);
所述上部钢管桩(1)内设有沿着上部钢管桩(1)周侧均匀分布的导管组,所述导管组包括有相互毗邻的注浆上导管(2)、注浆下导管(3),所述注浆上导管(2)、注浆下导管(3)的上部分别连接于相对应的连通阀(6),所述连通阀(6)通过注浆泵导管(7)与注浆泵(4)相连接,所述注浆泵(4)上设有注浆压力表(5),所述注浆上导管(2)、注浆下导管(3)的底部分别与上部钢管桩(1)侧壁上的上注浆孔(12)、下注浆孔(13)相连接,所述上注浆孔(12)、下注浆孔(13)均设置在泥面下部且下注浆孔(13)位于上注浆孔(12)之下;
所述上注浆孔(12)、下注浆孔(13)的下部分别设有斜向放置的加强肋板(11)、固定肋板(14),所述加强肋板(11)、固定肋板(14)均为楔形钢板,所述加强肋板(11)焊接在上部钢管桩(1)的外壁上,所述固定肋板(14)焊接在上部钢管桩(1)的内壁上;
所述上部钢管桩(1)的外侧齐平于泥面处设有环绕上部钢管桩(1)周侧设置的堆重(21),所述堆重(21)与上部钢管桩(1)的侧壁间设有间隙,所述间隙内设有环绕上部钢管桩(1)周侧设置的钢槽(27),所述钢槽(27)紧贴于堆重(21)面向上部钢管桩(1)的一侧,所述钢槽(27)内设有可拆卸的隔离钢板(23),所述隔离钢板(23)与堆重(21)间填充有砾石(25),所述堆重(21)上部设有堆重吊环(22),所述隔离钢板(23)上设有钢板吊环(24),所述堆重吊环(22)、钢板吊环(24)分别与相对应的吊机铁链相连接。
2.根据权利要求1所述的一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基,其特征在于,所述堆重(21)采用圆环形实心钢筋混凝土块,其竖向截面为下大上小的梯形,以泥面为基准,所述堆重(21)最高处高度为1-2倍上部钢管桩(1)桩径,最低处高度为0.5-1.5倍上部钢管桩(1)桩径,宽度为1-3倍上部钢管桩(1)桩径,所述钢槽(27)、隔离钢板(23)均为圆环形,所述钢槽(27)面向堆重(21)的一侧焊接有若干根钢槽延伸钢筋(26),通过钢槽延伸钢筋(26)插入至堆重(21)内部,从而与堆重(21)相连接形成一个整体。
3.根据权利要求2所述的一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基,其特征在于,所述上部钢管桩(1)的下部设有环绕上部钢管桩(1)周侧设置的注浆侧板(16),每两个注浆侧板(16)为一组构成截面为“V”型结构的注浆侧板组,环绕于上部钢管桩(1)周侧的注浆侧板组对称设置,所述注浆侧板组的上端、下端分别固定有注浆上顶板(15)和注浆下底板(17),所述注浆侧板(16)上设有均匀分布的注浆侧板出孔(18),所述注浆侧板(16)连接的上部钢管桩(1)侧壁的中部设有下注浆孔(13)。
4.根据权利要求3所述的一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基,其特征在于,所述注浆侧板(16)、注浆上顶板(15)以及注浆下底板(17)均为楔形钢板,所述注浆侧板(16)设置在泥面以下3-5倍上部钢管桩(1)的桩径处,每个注浆侧板(16)上设置三个注浆侧板出孔(18),所述注浆侧板(16)高度为1-3倍上部钢管桩(1)桩径,宽度为0.5-1.5倍上部钢管桩(1)桩径,厚度大于20mm,每组注浆侧板组焊接于上部钢管桩(1)外壁上,共设置四组注浆侧板组,对称焊接于上部钢管桩(1)侧壁上。
5.基于权利要求3-4任一项所述的一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基的制作方法,其特征在于,包括以下步骤,
步骤(1),预制上部钢管桩(1),将预制完成的上部钢管桩(1)运输至施工场地;
步骤(2),将步骤(1)中的上部钢管桩(1)打入既定高程后,将钻孔机伸入上部钢管桩(1)内准备钻孔;
步骤(3),待钻孔机达到既定底高程后,开启径向钻孔,形成直径扩大区;
步骤(4),钻孔完成后,向上部钢管桩(1)内浇筑钢管桩内部混凝土(19)填满直径扩大区,且至钢管桩内部混凝土(19)浇筑既定高程后,形成下部扩径混凝土桩(20);
步骤(5),下沉钢筋笼(10),继续浇筑钢管桩内部混凝土(19)至既定高程后,形成中部钢筋混凝土桩(28),使得中部钢筋混凝土桩(28)与下部扩径混凝土桩(20)形成整体;
步骤(6),继续浇筑钢管桩内部混凝土(19),将上部钢管桩(1)与中部钢筋混凝土桩(28)浇筑成整体;
步骤(7),利用吊机铁链贯穿堆重吊环(22)、钢板吊环(24)吊起堆重(21)沉入水中,堆重(21)沉入水中后,将钢板吊环(24)上的铁链提起,将隔离钢板(23)与堆重(21)分离,位于隔离钢板(23)与堆重(21)之间的砾石(25)滑落至堆重(21)与上部钢管桩(1)之间的间隙处;
步骤(8),开启注浆泵(4),从注浆泵(4)灌注水泥浆,并通过注浆压力表(5)控制注浆速度,水泥浆通过注浆上导管(2)、注浆下导管(3)到达相对应的上注浆孔(12)、下注浆孔(13)处,从上注浆孔(12)、下注浆孔(13)溢出从而与周围土体形成泥面注浆扩大区、注浆侧板处注浆扩大区。
6.基于权利要求5所述的一种减少桩身变位的新型海洋工程桩基的制作方法,其特征在于,所述步骤(4)中,钻孔完成后,采用吸泥机对钻孔进行清孔处理,清孔完成后,向上部钢管桩(1)内浇筑钢管桩内部混凝土(19)填满直径扩大区,且至钢管桩内部混凝土(19)浇筑既定高程后,形成下部扩径混凝土桩(20)。
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