CN106560562A - 一种海上夹心钢管桩基础 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海上夹心钢管桩基础，包括外钢桩和内钢管，内钢管安装于外钢桩内，所述内钢管外套接混凝土加固层，混凝土加固层为空心圆台结构，且空心圆台的直径从上往下依次减小，混凝土加固层外设有竹缠绕层，混凝土加固体与内钢管的外壁之间设有三七灰土层，竹缠绕层的外壁与外钢桩的之间形成环形空间，环形空间内浇筑形成钢筋砼，所述外钢桩的外壁上均匀涂抹有防腐蚀层。本发明混凝土加固层设计为上大下小的形状，改善了管桩基础的重心位置，从而加强了整体的抗震性能，通过竹缠绕管体的保护和筋箍作用，避免了自然侵蚀和失稳破坏；延长了夹心钢管桩的使用寿命；降低了成本，经济效益可观；适用性提高，在海洋工程中具有广泛的应用前景。

Description

一种海上夹心钢管桩基础
技术领域
本发明涉及建筑领域，具体涉及一种海上夹心钢管桩基础。
背景技术
海上工程因在海上施工，工况较恶劣，具有可施工时间短，施工难度大，受天气海况等自然条件影响巨大等特点。
目前，单根大直径钢管桩是海洋工程特别是海上风电工程中常用的基础结构类型之一，具有结构简单、受力明确、制作方便、沉桩施工只需一次完成、工序单一、施工速度快等优点，适用于软土层较厚的工程区域。但单桩基础结构存在以下不足之处：泥面以上的悬臂长度过大，柔性偏大而刚度不足，使用期位移变形较大，较难适应水深较大区域；为了保证足够的刚度及强度，单根钢管桩的直径较大(一般4米以上)，相应的壁厚也大，钢材用量多；整根钢管桩的重量大，需大型起重设备及大型打桩锤，对施工设备要求很高；受起重设备能力的限制，目前单根钢管桩所采用的最大直径也因此而受限，在较大风机荷载、较深海区尚难以使用该种基础结构；抗压能力等物理力学指标较差，且不具备减震功能；同时材料容易腐蚀损坏，大大降低了管桩的使用寿命。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种海上夹心钢管桩基础，整体结构稳定牢固，具有优良的抗剪能力、抗压能力、耐腐蚀性，对施工设备要求低、适用范围广、总体经济性好，且具有一定的抗震能力。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种海上夹心钢管桩基础，包括外钢桩和内钢管，内钢管安装于外钢桩内，所述内钢管外套接混凝土加固层，混凝土加固层为空心圆台结构，且空心圆台的直径从上往下依次减小，混凝土加固层外设有竹缠绕层，混凝土加固体与内钢管的外壁之间设有三七灰土层，竹缠绕层的外壁与外钢桩的之间形成环形空间，环形空间内浇筑形成钢筋砼，所述外钢桩的外壁上均匀涂抹有防腐蚀层。
优选地，所述混凝土加固体内设置有若干根桩柱和支撑杆，桩柱和支撑杆相互垂直设置。
优选地，所述竹缠绕层由竹质纤维带和内衬网格带均匀而连续的通过树脂胶液采用环、纵向平面缠绕的组合形式缠绕而成。
优选地，所述树脂胶液为改性脲醛树脂、酚醛树脂或其他具有耐久性的热固性树脂。
优选地，所述防腐蚀层由以下重量份的原料制备而成：
聚碳酸酯70～80份、核壳丙烯酸弹性乳液10～20份、鳞片状骨料10～20份、氧化石墨烯粉3～6份、增韧剂5～10份、抗氧剂0.1～1份、润滑剂0.1～1份、纳米级干燥二氧化钛3.6～6.4份、全氟烷基的丙烯酸系添加剂1.5～5.5份。
优选地，所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸类聚合物、丙烯酸类增韧剂中的一种或几种的混合物。
优选地，所述抗氧剂为市售抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种.
优选地，所述的润滑剂为硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。
优选地，所述外钢桩的内壁和内钢管的外壁上均设有剪力键。
优选地，所述内钢管顶端与外钢桩顶端平齐或低于其顶端，所述内钢管的底端高于外钢桩底端。
本发明具有以下有益效果：
混凝土加固层设计为上大下小的形状，改善了管桩基础的重心位置，从而加强了整体的抗震性能，通过竹缠绕管体的保护和筋箍作用，避免了自然侵蚀和失稳破坏；相同直径钢管桩，本夹心钢管桩抗压强度等物理力学指标明显提高，同时可减少传统钢管桩钢材的使用量，节能减排效果更显著，经济效益可观；同时还能降低成本，延长夹心钢管桩的使用寿命，增加安全稳定性；三七灰土层可以防止钢筋砼开裂；自制防腐蚀层的使用可以大大增强钢管桩的耐腐蚀性能，从而进一步延长了夹心钢管桩的使用寿命，适用性提高，在海洋工程中具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例一种海上夹心钢管桩基础的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种海上夹心钢管桩基础，包括外钢桩1和内钢管2，内钢管2安装于外钢桩1内，所述内钢管2外套接混凝土加固层4，混凝土加固层4为空心圆台结构，且空心圆台的直径从上往下依次减小，混凝土加固层4外设有竹缠绕层5，混凝土加固体4与内钢管2的外壁之间设有三七灰土层3，竹缠绕层5的外壁与外钢桩1的之间形成环形空间，环形空间内浇筑形成钢筋砼7，所述外钢桩1的外壁上均匀涂抹有防腐蚀层6。
所述混凝土加固体4内设置有若干根桩柱和支撑杆，桩柱和支撑杆相互垂直设置。
所述竹缠绕层5由竹质纤维带和内衬网格带均匀而连续的通过树脂胶液采用环、纵向平面缠绕的组合形式缠绕而成。
所述树脂胶液为改性脲醛树脂、酚醛树脂或其他具有耐久性的热固性树脂。
所述防腐蚀层6由以下重量份的原料制备而成：
聚碳酸酯70～80份、核壳丙烯酸弹性乳液10～20份、鳞片状骨料10～20份、氧化石墨烯粉3～6份、增韧剂5～10份、抗氧剂0.1～1份、润滑剂0.1～1份、纳米级干燥二氧化钛3.6～6.4份、全氟烷基的丙烯酸系添加剂1.5～5.5份。
所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸类聚合物、丙烯酸类增韧剂中的一种或几种的混合物。
所述抗氧剂为市售抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种.
所述的润滑剂为硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。
所述外钢桩1的内壁和内钢管2的外壁上均设有剪力键。
所述内钢管2顶端与外钢桩1顶端平齐或低于其顶端，所述内钢管2的底端高于外钢桩1底端。
本具体实施先在外钢桩1和内钢管2布置剪力键，并将钢筋砼7的钢筋网与外钢桩1连接，竹缠绕层5是预制的，预制完成后，在内钢管2的外壁涂抹三七灰土层，然后将竹缠绕层5套接于内钢管2外，并将桩柱和支撑杆与内钢管2和竹缠绕层5相连，然后进行浇筑。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种海上夹心钢管桩基础，包括外钢桩(1)和内钢管(2)，内钢管(2)安装于外钢桩(1)内，其特征在于，所述内钢管(2)外套接混凝土加固层(4)，混凝土加固层(4)为空心圆台结构，且空心圆台的直径从上往下依次减小，混凝土加固层(4)外设有竹缠绕层(5)，混凝土加固体(4)与内钢管(2)的外壁之间设有三七灰土层(3)，竹缠绕层(5)的外壁与外钢桩(1)的之间形成环形空间，环形空间内浇筑形成钢筋砼(7)，所述外钢桩(1)的外壁上均匀涂抹有防腐蚀层(6)。
2.如权利要求1所述的一种海上夹心钢管桩基础，其特征在于，所述混凝土加固体(4)内设置有若干根桩柱和支撑杆，桩柱和支撑杆相互垂直设置。
3.如权利要求1所述的一种海上夹心钢管桩基础，其特征在于，所述竹缠绕层(5)由竹质纤维带和内衬网格带均匀而连续的通过树脂胶液采用环、纵向平面缠绕的组合形式缠绕而成。
4.如权利要求3所述的一种海上夹心钢管桩基础，其特征在于，所述树脂胶液为改性脲醛树脂、酚醛树脂或其他具有耐久性的热固性树脂。
5.如权利要求1所述的一种海上夹心钢管桩基础，其特征在于，所述防腐蚀层(6)由以下重量份的原料制备而成：
聚碳酸酯70～80份、核壳丙烯酸弹性乳液10～20份、鳞片状骨料10～20份、氧化石墨烯粉3～6份、增韧剂5～10份、抗氧剂0.1～1份、润滑剂0.1～1份、纳米级干燥二氧化钛3.6～6.4份、全氟烷基的丙烯酸系添加剂1.5～5.5份。
6.如权利要求5所述的一种海上夹心钢管桩基础，其特征在于，所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸类聚合物、丙烯酸类增韧剂中的一种或几种的混合物。
7.如权利要求5所述的一种海上夹心钢管桩基础，其特征在于，所述抗氧剂为市售抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
8.如权利要求5所述的一种海上夹心钢管桩基础，其特征在于，所述的润滑剂为硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。
9.如权利要求1所述的一种海上夹心钢管桩基础，其特征在于，所述外钢桩(1)的内壁和内钢管(2)的外壁上均设有剪力键。
10.如权利要求1所述的一种海上夹心钢管桩基础，其特征在于，所述内钢管(2)顶端与外钢桩(1)顶端平齐或低于其顶端，所述内钢管(2)的底端高于外钢桩(1)底端。
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