CN110106906B - 一种顶部闭口式钢管桩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种顶部闭口式钢管桩。本发明包括钢管桩本体及顶盖，其特征在于：所述管桩本体的上部内置有一个圆台形钢管，所述圆台形钢管的底边焊接在所述的管桩本体的内侧，所述圆台形钢管的内侧设置有一圈内置橡胶圈，所述圆台形钢管内侧位于所述内置橡胶圈的下方设置有弹性卡紧件，所述顶盖为圆台形且所述顶盖的母线与水平面的夹角与圆台形钢管的母线与水平面的夹角相等，所述顶盖的侧面设置有一圈外置橡胶圈，顶盖密封后所述内置橡胶圈与所述外置橡胶圈配合密封。本发明通过在钢管桩打入后安装顶盖，使钢管桩顶部形成密闭空间，大大提高钢管桩的竖向抗拔承载力。

Description

一种顶部闭口式钢管桩
技术领域：
本发明属于漂浮式海上平台以及海上漂浮式风机锚固基础领域，具体涉及一种顶部闭口式钢管桩。
背景技术：
吸力式沉箱基础是海上风电基础以及海上平台常用的基础形式。由于浅层土体多以淤泥、粉砂土为主，土质相对较差，吸力式沉箱基础承载特性受浅层土体影响较大。同时在复杂海洋环境下，受风、浪、流等因素的影响，以及长期的上拔荷载作用，吸力式沉箱基础产生较大的水平与竖向承载力和变位，威胁上部结构安全。但通过研究发现吸力式沉箱基础在抗拔过程中，其顶部会产生负压，可以大大的提高吸力式沉箱基础的抗拔承载力。由于吸力式沉箱基础采用负压下沉，下沉深度有限。钢管桩主要采用压入式、锤击式以及震动式下沉等，下沉深度较深。钢管桩的抗拔承载力主要由内外摩擦力与钢管桩自重组成，然而这种承载力较低。
当钢管桩顶部封闭后，钢管桩顶部会形成密闭空间，在钢管桩上拔时会形成负压，由于负压存在，造成基础内的土体形成土塞与沉箱一起拔出，其抗拔承载力取决于沉箱和土塞自重、沉箱内外侧摩阻力以及底部反向地基承载力。因此在钢管桩顶部增加顶盖既经济又可以有效的提高吸力式沉箱基础抗拔承载力。
发明内容
本发明的目的是提供一种顶部闭口式钢管桩，通过在钢管桩打入后安装顶盖，使钢管桩顶部形成密闭空间，大大提高钢管桩的竖向抗拔承载力。
上述的目的通过以下技术方案实现：
一种顶部闭口式钢管桩，包括钢管桩本体及顶盖，所述管桩本体的上部内置有一个圆台形钢管，所述圆台形钢管的底边焊接在所述的管桩本体的内侧，所述圆台形钢管的内侧设置有一圈内置橡胶圈，所述圆台形钢管内侧位于所述内置橡胶圈的下方设置有弹性卡紧件，所述顶盖为圆台形且所述顶盖的母线与水平面的夹角与圆台形钢管的母线与水平面的夹角相等，所述顶盖的侧面设置有一圈外置橡胶圈，顶盖密封后所述内置橡胶圈与所述外置橡胶圈配合密封。
所述的顶部闭口式钢管桩，所述顶盖上设置有排水阀。
所述的顶部闭口式钢管桩，所述顶盖上设置有导缆孔。
所述的顶部闭口式钢管桩，所述弹性卡紧件包括一个挡片，所述挡片底部通过铰链连接在所述圆台形钢管的内侧，所述挡片上部通过弹簧连接在所述圆台形钢管内侧。
有益效果：
本发明通过在钢管桩打入后安装顶盖，使钢管桩顶部形成密闭空间，可大大提高钢管桩竖向抗拔承载力。能够降低海上风电工程成本，提高工程效率，确保海洋漂浮式结构整体稳定性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标记：1-钢管桩本体；2-圆台形钢管；3-内置橡胶圈；4-弹性卡紧件；5-顶盖；6-外置橡胶圈；7-排水阀；8-导缆孔。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1所示，本实施例的一种顶部闭口式钢管桩，包括钢管桩本体1及顶盖5，所述管桩本体1的上部内置有一个圆台形钢管2，所述圆台形钢管2的底边焊接在所述的管桩本体1的内侧，所述圆台形钢管2的内侧设置有一圈内置橡胶圈3，所述圆台形钢管2内侧位于所述内置橡胶圈3的下方设置有弹性卡紧件4，所述顶盖5为圆台形且所述顶盖5的母线与水平面的夹角与圆台形钢管2的母线与水平面的夹角相等，所述顶盖5的侧面设置有一圈外置橡胶圈6，顶盖5密封后所述内置橡胶圈3与所述外置橡胶圈6配合密封。
所述的顶部闭口式钢管桩，所述顶盖上设置有排水阀7。
所述的顶部闭口式钢管桩，所述顶盖上设置有导缆孔8。
所述的顶部闭口式钢管桩，所述弹性卡紧件包括一个挡片，所述挡片底部通过铰链连接在所述圆台形钢管的内侧，所述挡片上部通过弹簧连接在所述圆台形钢管内侧。
施工方法：
预制钢管桩本体，钢管桩本体1内部上侧设有圆台形钢管2，圆台形钢管2上设有一圈内置橡胶圈3，内置橡胶圈下设有弹性卡紧件4，弹性卡紧件可收缩4。预制顶盖5为圆台形，顶盖周围设有橡胶圈6与排水阀7，顶盖上下尺寸与圆台形钢管桩设有橡胶圈处钢管内直径相同。施工的过程中，首先预先将顶盖5放在钢管桩本体1里面，从下部开口处放入，钢管桩本体1打入土层，其打入土层的方法可采用静压法、锤击法、震动法等；随着钢管桩本体1打入土层，顶盖5随着泥面上升，等钢管桩本体1安装到位以后，顶盖通过缆绳上拔，最后被卡槽固定，通过顶盖旋转使外置橡胶圈与内置橡胶圈紧密结合，使钢管桩顶部形成密闭空间。通过排水阀排出钢管桩顶部海水并进行负压处理。

Claims (4)

1.一种顶部闭口式钢管桩，包括钢管桩本体及顶盖，其特征在于：所述管桩本体的上部内置有一个圆台形钢管，所述圆台形钢管的底边焊接在所述的管桩本体的内侧，所述圆台形钢管的内侧设置有一圈内置橡胶圈，所述圆台形钢管内侧位于所述内置橡胶圈的下方设置有弹性卡紧件，所述顶盖为圆台形且所述顶盖的母线与水平面的夹角与圆台形钢管的母线与水平面的夹角相等，所述顶盖的侧面设置有一圈外置橡胶圈，顶盖密封后所述内置橡胶圈与所述外置橡胶圈配合密封。
2.根据权利要求1所述的顶部闭口式钢管桩，其特征在于：所述顶盖上设置有排水阀。
3.根据权利要求1所述的顶部闭口式钢管桩，其特征在于：所述顶盖上设置有导缆孔。
4.根据权利要求1所述的顶部闭口式钢管桩，其特征在于：所述弹性卡紧件包括一个挡片，所述挡片底部通过铰链连接在所述圆台形钢管的内侧，所述挡片上部通过弹簧连接在所述圆台形钢管内侧。
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