CN116815812A - 一种深水裸岩的海上栈桥导管架基础及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深水裸岩的海上栈桥导管架基础及其施工方法，涉及海上栈桥基础技术领域，所述海上栈桥导管架基础包括：导管架本体和支承桩组件，所述导管架本体包括多个连接的中间导管架立柱；所述支承桩组件包括多个中间支承桩，一个所述中间支承桩套接在一个所述中间导管架立柱内，每个所述中间支承桩的下端插入海床裸岩并浇筑有与海床裸岩连接的混凝土锚桩。本发明的海上栈桥导管架基础，整体刚度大，能够抵抗较大的水流力及波浪力荷载，能够有效提高海上栈桥的整体刚度、稳定性、水平承载力。

Description

一种深水裸岩的海上栈桥导管架基础及其施工方法

技术领域

本发明涉及海上栈桥基础技术领域，特别涉及一种深水裸岩的海上栈桥导管架基础及其施工方法。

背景技术

目前，国内海上栈桥多采用钢管桩基础，钢管桩基础多采用“钓鱼法”施工，“钓鱼法”施工是由履带吊等起重设备配合振动锤振动沉桩，从堤岸向水中施工的一种作业法。这种方法主要适用于水深较浅和覆盖层较厚的条件，且钢管桩插打完成后，整体刚度较低，无法抵抗较大的水流力及波浪力作用。当水深较深且覆盖层较浅时，插打的单根钢管桩无法在水中保持稳定，因此这种方法无法适用于深水裸岩的条件。

发明内容

本发明实施例提供一种深水裸岩的海上栈桥导管架基础及其施工方法，以解决相关技术中现有海上栈桥采用钢管桩基础，整体刚度较低，难以抵抗较大的水流力及波浪力作用的技术问题。

第一方面，提供了一种深水裸岩的海上栈桥导管架基础，包括：

导管架本体，其包括多个连接的中间导管架立柱；

支承桩组件，其包括多个中间支承桩，一个所述中间支承桩套接在一个所述中间导管架立柱内，每个所述中间支承桩的下端插入海床裸岩并浇筑有与海床裸岩连接的混凝土锚桩。

一些实施例中，可拆卸的调平装置，其包括多个调平组件，一个所述调平组件与一个所述中间支承桩和一个所述中间导管架立柱连接，多个所述调平组件用于使对应的多个所述中间支承桩的下端抵靠海床裸岩，并提升调平对应的多个所述中间导管架立柱。

一些实施例中，每个所述调平组件均包括：

垫梁，其与对应的所述中间支承桩顶端连接；

顶升件，其底部设于所述垫梁上；

分配梁，其设于所述顶升件顶端；

拉座，其与对应的所述中间导管架立柱顶端连接；

多个螺纹杆，多个所述螺纹杆均与所述垫梁、分配梁、拉座可拆卸连接。

一些实施例中，所述顶升件为千斤顶。

一些实施例中，所述导管架本体还包括与多个所述中间导管架立柱连接的多个侧面导管架立柱；

所述支承桩组件还包括多个侧面支承桩，一个所述侧面支承桩套接在一个所述侧面导管架立柱内，每个所述侧面支承桩的下端插入海床裸岩。

一些实施例中，所述导管架本体还包括多个连接杆，多个所述连接杆将多个所述中间导管架立柱和多个所述侧面导管架立柱连接。

7.根据权利要求5所述的深水裸岩的海上栈桥导管架基础，其特征在于：

一个所述中间支承桩与对应的一个所述中间导管架立柱之间、一个所述侧面支承桩与对应的一个所述侧面导管架立柱之间均填充有砂浆。

第二方面，提供了一种深水裸岩的海上栈桥导管架基础的施工方法，包括以下步骤：

将导管架本体浮运至墩位，使用导管架本体的多个中间导管架立柱着床；

将支承桩组件的多个中间支承桩一一对应套接在多个中间导管架立柱内；

将多个中间支承桩的下端插入海床裸岩并浇筑混凝土锚桩，使混凝土锚桩将多个中间支承桩与海床裸岩连接。

一些实施例中，所述将多个中间支承桩的下端插入海床裸岩并浇筑有混凝土锚桩的步骤之前，包括：

将调平装置的多个调平组件一一对应的与一个所述中间支承桩和一个所述中间导管架立柱连接；

使用多个调平组件使对应的多个中间支承桩的下端抵靠海床裸岩，并提升调平对应的多个中间导管架立柱。

一些实施例中，所述将多个中间支承桩的下端插入海床裸岩并浇筑有混凝土锚桩的步骤，包括：

将支承桩组件的多个侧面支承桩一一对应套设在导管架本体的多个侧面导管架立柱内；

插打多个侧面支承桩，使多个侧面支承桩的下端插入海床裸岩，将多个侧面导管架立柱的顶端与对应的多个侧面支承桩固定连接，拆除多个调平组件，插打多个中间支承桩，使多个中间支承桩的下端插入海床裸岩，将多个中间导管架立柱的顶端与对应的多个中间支承桩固定连接；

施工混凝土锚桩孔，浇筑混凝土形成混凝土锚桩，使混凝土锚桩将多个中间支承桩与海床裸岩连接。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种深水裸岩的海上栈桥导管架基础及其施工方法，其设有导管架本体和支承桩组件，所述支承桩组件的多个中间支承桩与所述导管架本体的多个中间导管架立柱一一对应套接，且每个所述中间支承桩的下端插入海床裸岩并浇筑有与海床裸岩连接的混凝土锚桩，最终形成的导管架基础相比现有的钢管桩基础，整体刚度大，能够抵抗较大的水流力及波浪力荷载，能够有效提高海上栈桥的整体刚度、稳定性、水平承载力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种深水裸岩的海上栈桥导管架基础的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的图1的俯视图；

图3为本发明实施例提供的调平组件的局部放大图；

图4为本发明实施例提供的中间导管架立柱与中间支承桩连接的局部放大图；

图中：

1、导管架本体；11、中间导管架立柱；12、侧面导管架立柱；13、连接杆；14、防沉板；

2、支承桩组件；21、中间支承桩；22、侧面支承桩；23、柱头；

3、混凝土锚桩；

4、调平装置；41、调平组件；411、垫梁；412、顶升件；413、分配梁；414、拉座；415、螺纹杆；

5、砂浆；

6、连接板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种深水裸岩的海上栈桥导管架基础，其能解决现有海上栈桥采用钢管桩基础，整体刚度较低，难以抵抗较大的水流力及波浪力作用的技术问题。

参见图1和图2所示，本发明实施例提供了一种深水裸岩的海上栈桥导管架基础，包括：导管架本体1和支承桩组件2。

所述导管架本体1包括多个连接的中间导管架立柱11，所述支承桩组件2包括多个中间支承桩21，一个所述中间支承桩21套接在一个所述中间导管架立柱11内，每个所述中间支承桩21的下端插入海床裸岩并浇筑有与海床裸岩连接的混凝土锚桩3。本发明实施例的中间导管架立柱11和中间支承桩21均为四个。

具体地，所述导管架本体1在工厂先整体加工，再用运输船运输至桩位处定位下放，所述中间导管架立柱11的直径大于所述中间支承桩21的直径，所述中间导管架立柱11采用φ2.0m钢管，所述中间支承桩21采用φ1.8m钢管，每个所述中间导管架立柱11用于对应的一个所述中间支承桩21的导向及定位，所述中间支承桩21插入海床裸岩时可以保持稳定。

本发明实施例中的深水裸岩的海上栈桥导管架基础，其设有导管架本体和支承桩组件，所述支承桩组件的多个中间支承桩与所述导管架本体的多个中间导管架立柱一一对应套接，且每个所述中间支承桩的下端插入海床裸岩并浇筑有与海床裸岩连接的混凝土锚桩，最终形成的导管架基础相比现有的钢管桩基础，整体刚度大，能够抵抗较大的水流力及波浪力荷载，能够有效提高海上栈桥的整体刚度、稳定性、水平承载力。

作为可选的实施方式，在一个发明实施例中，参见图1和图3所示，所述的深水裸岩的海上栈桥导管架基础还包括：可拆卸的调平装置4，所述调平装置4包括多个调平组件41，一个所述调平组件41与一个所述中间支承桩21和一个所述中间导管架立柱11连接，多个所述调平组件41用于使对应的多个所述中间支承桩21的下端抵靠海床裸岩，并提升调平对应的多个所述中间导管架立柱11。

具体地，施工时，所述导管架本体1定位下放后，四个所述中间导管架立柱11着床，一个所述中间支承桩21插入对应的一个所述中间导管架立柱11内，此时安装调平装置4，将一个所述调平组件41与一个所述中间支承桩21和一个所述中间导管架立柱11连接，待四个所述调平组件41安装后，四个所述调平组件41使对应的四个所述中间支承桩21的下端向下移动抵靠海床裸岩，同时提升调平对应的四个所述中间导管架立柱11。施工过程中可以使用浮吊协助，直至所述导管架本体1的重量全部由四个所述中间支承桩21承担。

进一步地，参见图3所示，每个所述调平组件41均包括：垫梁411、顶升件412、分配梁413、拉座414和多个螺纹杆415。

所述垫梁411与对应的所述中间支承桩21顶端连接。所述顶升件412底部设于所述垫梁411上，可选地，所述顶升件412为千斤顶。所述分配梁413设于所述顶升件412顶端。所述拉座414与对应的所述中间导管架立柱11顶端连接，多个所述螺纹杆415，多个所述螺纹杆415均与所述垫梁411、分配梁413、拉座414可拆卸连接。

具体地，每个所述螺纹杆415上均配设有上螺母、中间螺母和下螺母，一个所述调平组件41工作时，将上螺母与所述分配梁413拧紧、将下螺母与所述拉座414拧紧，所述顶升件412顶升，提升对应的所述中间导管架立柱11，再将中间螺母与所述垫梁411连接，所述顶升件412卸载。其余调平组件41重复上述操作，直至所述导管架本体1的重量全部由四个所述中间支承桩21承担，此时四个所述中间支承桩21在所述导管架本体1的重力作用下，部分插入海床裸岩。

作为可选的实施方式，在一个发明实施例中，参见图1所示，所述导管架本体1还包括与多个所述中间导管架立柱11连接的多个侧面导管架立柱12。所述支承桩组件2还包括多个侧面支承桩22，一个所述侧面支承桩22套接在一个所述侧面导管架立柱12内，每个所述侧面支承桩22的下端插入海床裸岩。

作为可选的实施方式，在一个发明实施例中，参见图1所示，所述导管架本体1还包括多个连接杆13，多个所述连接杆13将多个所述中间导管架立柱11和多个所述侧面导管架立柱12连接。多个所述连接杆13可采用φ0.6m钢管和φ0.8m钢管，焊接于多个所述中间导管架立柱11和多个所述侧面导管架立柱12之间，用于增加所述导管架本体1的整体稳定性，进而提高海上栈桥的稳定性。另外，每个所述中间导管架立柱11的下端设有防沉板14，用于防止所述导管架本体1在施工过程中整体下沉。

作为可选的实施方式，在一个发明实施例中，参见图4所示，一个所述中间支承桩21与对应的一个所述中间导管架立柱11之间、一个所述侧面支承桩22与对应的一个所述侧面导管架立柱12之间均填充有砂浆5，采用高强度的砂浆5将一个所述中间支承桩21与对应的一个所述中间导管架立柱11连接、将一个所述侧面支承桩22与对应的一个所述侧面导管架立柱12连接，最终的结构更加稳固可靠。可选地，一个所述中间导管架立柱11的顶端可通过连接板与对应的一个所述中间支承桩21连接，一个所述侧面导管架立柱12的顶端可通过连接板与对应的一个所述侧面支承桩22连接，进一步提高连接稳定性。

本发明实施例提供了一种权利要求1所述的深水裸岩的海上栈桥导管架基础的施工方法，包括以下步骤：

将导管架本体1浮运至墩位，使用导管架本体1的多个中间导管架立柱11着床。具体地，采用运输船和浮吊运输加工完成后的导管架本体1至墩位，在平潮期或流速小于1m/s期间，由运输船和浮吊上拉缆进行初步定位，将导管架本体1下放至距海床0.5m时，停止下放并通过拉缆调整导管架本体1的平面精度至0.2m以内再继续下放着床。利用浮吊调整导管架本体1至顶面水平四角高差≤20cm。

将支承桩组件2的多个中间支承桩21一一对应套接在多个中间导管架立柱11内。具体地，以中间导管架立柱11和中间支承桩21均为四个为例，利用浮吊下放两个对角中间支承桩21，着床后再下放另外两个对角中间支承桩21。

将多个中间支承桩21的下端插入海床裸岩并浇筑混凝土锚桩3，使混凝土锚桩3将多个中间支承桩21与海床裸岩连接。

进一步地，所述将多个中间支承桩21的下端插入海床裸岩并浇筑有混凝土锚桩3的步骤之前，包括：

将调平装置4的多个调平组件41一一对应的与一个所述中间支承桩21和一个所述中间导管架立柱11连接。

使用多个调平组件41使对应的多个中间支承桩21的下端抵靠海床裸岩，并提升调平对应的多个中间导管架立柱11。

具体地，施工时，所述导管架本体1定位下放后，四个所述中间导管架立柱11着床，一个所述中间支承桩21插入对应的一个所述中间导管架立柱11内，此时安装调平装置4，将一个所述调平组件41与一个所述中间支承桩21和一个所述中间导管架立柱11连接，待四个所述调平组件41安装后，四个所述调平组件41使对应的四个所述中间支承桩21的下端向下移动抵靠海床裸岩，同时提升调平对应的四个所述中间导管架立柱11。施工过程中可以使用浮吊协助，直至所述导管架本体1的重量全部由四个所述中间支承桩21承担。

再进一步地，所述将多个中间支承桩21的下端插入海床裸岩并浇筑有混凝土锚桩3的步骤，包括：

将支承桩组件2的多个侧面支承桩22一一对应套设在导管架本体1的多个侧面导管架立柱12内。

插打多个侧面支承桩22，使多个侧面支承桩22的下端插入海床裸岩，并将多个侧面导管架立柱12与对应的多个侧面支承桩22固定连接，拆除多个调平组件41，插打多个中间支承桩21，使多个中间支承桩21的下端插入海床裸岩，并将多个中间导管架立柱11与对应的多个中间支承桩21固定连接。

具体地，参见图4所示，一个所述中间支承桩21与对应的一个所述中间导管架立柱11之间、一个所述侧面支承桩22与对应的一个所述侧面导管架立柱12之间均填充有砂浆5，采用高强度的砂浆5将一个所述中间支承桩21与对应的一个所述中间导管架立柱11连接、将一个所述侧面支承桩22与对应的一个所述侧面导管架立柱12连接，最终的结构更加稳固可靠。可选地，一个所述中间导管架立柱11的顶端可通过连接板6与对应的一个所述中间支承桩21连接，一个所述侧面导管架立柱12的顶端可通过连接板6与对应的一个所述侧面支承桩22连接，进一步提高连接稳定性。

施工混凝土锚桩孔，浇筑混凝土形成混凝土锚桩3，使混凝土锚桩3将多个中间支承桩21与海床裸岩连接。参见图4所示，进而可切割中间支承桩21和多个侧面支承桩22至设计标高，安装柱头23，再安装海上栈桥的上部结构。

本发明实施例中的深水裸岩的海上栈桥导管架基础的施工方法，所述支承桩组件的多个中间支承桩与所述导管架本体的多个中间导管架立柱一一对应套接，且每个所述中间支承桩的下端插入海床裸岩并浇筑有与海床裸岩连接的混凝土锚桩，最终形成的导管架基础相比现有的钢管桩基础，整体刚度大，能够抵抗较大的水流力及波浪力荷载，能够有效提高海上栈桥的整体刚度、稳定性、水平承载力。且相比较于传统的钢管桩基础，本发明实施例导管架基础，施工速度更快，施工风险也低。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种深水裸岩的海上栈桥导管架基础，其特征在于，包括：

导管架本体(1)，其包括多个连接的中间导管架立柱(11)；

支承桩组件(2)，其包括多个中间支承桩(21)，一个所述中间支承桩(21)套接在一个所述中间导管架立柱(11)内，每个所述中间支承桩(21)的下端插入海床裸岩并浇筑有与海床裸岩连接的混凝土锚桩(3)。

2.根据权利要求1所述的深水裸岩的海上栈桥导管架基础，其特征在于：

可拆卸的调平装置(4)，其包括多个调平组件(41)，一个所述调平组件(41)与一个所述中间支承桩(21)和一个所述中间导管架立柱(11)连接，多个所述调平组件(41)用于使对应的多个所述中间支承桩(21)的下端抵靠海床裸岩，并提升调平对应的多个所述中间导管架立柱(11)。

3.根据权利要求2所述的深水裸岩的海上栈桥导管架基础，其特征在于，每个所述调平组件(41)均包括：

垫梁(411)，其与对应的所述中间支承桩(21)顶端连接；

顶升件(412)，其底部设于所述垫梁(411)上；

分配梁(413)，其设于所述顶升件(412)顶端；

拉座(414)，其与对应的所述中间导管架立柱(11)顶端连接；

多个螺纹杆(415)，多个所述螺纹杆(415)均与所述垫梁(411)、分配梁(413)、拉座(414)可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的深水裸岩的海上栈桥导管架基础，其特征在于：所述顶升件(412)为千斤顶。

5.根据权利要求1所述的深水裸岩的海上栈桥导管架基础，其特征在于：

所述导管架本体(1)还包括与多个所述中间导管架立柱(11)连接的多个侧面导管架立柱(12)；

所述支承桩组件(2)还包括多个侧面支承桩(22)，一个所述侧面支承桩(22)套接在一个所述侧面导管架立柱(12)内，每个所述侧面支承桩(22)的下端插入海床裸岩。

6.根据权利要求5所述的深水裸岩的海上栈桥导管架基础，其特征在于：

所述导管架本体(1)还包括多个连接杆(13)，多个所述连接杆(13)将多个所述中间导管架立柱(11)和多个所述侧面导管架立柱(12)连接。

7.根据权利要求5所述的深水裸岩的海上栈桥导管架基础，其特征在于：

一个所述中间支承桩(21)与对应的一个所述中间导管架立柱(11)之间、一个所述侧面支承桩(22)与对应的一个所述侧面导管架立柱(12)之间均填充有砂浆(5)。

8.一种权利要求1所述的深水裸岩的海上栈桥导管架基础的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

将导管架本体(1)浮运至墩位，使用导管架本体(1)的多个中间导管架立柱(11)着床；

将支承桩组件(2)的多个中间支承桩(21)一一对应套接在多个中间导管架立柱(11)内；

将多个中间支承桩(21)的下端插入海床裸岩并浇筑混凝土锚桩(3)，使混凝土锚桩(3)将多个中间支承桩(21)与海床裸岩连接。

9.如权利要求8所述的深水裸岩的海上栈桥导管架基础的施工方法，其特征在于，所述将多个中间支承桩(21)的下端插入海床裸岩并浇筑有混凝土锚桩(3)的步骤之前，包括：

将调平装置(4)的多个调平组件(41)一一对应的与一个所述中间支承桩(21)和一个所述中间导管架立柱(11)连接；

使用多个调平组件(41)使对应的多个中间支承桩(21)的下端抵靠海床裸岩，并提升调平对应的多个中间导管架立柱(11)。

10.如权利要求9所述的深水裸岩的海上栈桥导管架基础的施工方法，其特征在于，所述将多个中间支承桩(21)的下端插入海床裸岩并浇筑有混凝土锚桩(3)的步骤，包括：

将支承桩组件(2)的多个侧面支承桩(22)一一对应套设在导管架本体(1)的多个侧面导管架立柱(12)内；

插打多个侧面支承桩(22)，使多个侧面支承桩(22)的下端插入海床裸岩，将多个侧面导管架立柱(12)的顶端与对应的多个侧面支承桩(22)固定连接，拆除多个调平组件(41)，插打多个中间支承桩(21)，使多个中间支承桩(21)的下端插入海床裸岩，将多个中间导管架立柱(11)的顶端与对应的多个中间支承桩(21)固定连接；

施工混凝土锚桩孔，浇筑混凝土形成混凝土锚桩(3)，使混凝土锚桩(3)将多个中间支承桩(21)与海床裸岩连接。