CN208395852U - 一种适用于斜桩的支柱及桩柱连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于斜桩的支柱及桩柱连接结构，所述适用于斜桩的支柱包括柱形壳体，所述柱形壳体的底部设有柱底导向锥，所述柱形壳体的中部设有水平环板，所述水平环板垂直于柱形壳体的侧壁且环绕其布置；所述柱形壳体内设有自上而下贯穿整个柱形壳体且并延伸入至斜桩的灌浆管。本实用新型所提供的适用于斜桩的支柱通过在柱形壳体的底部设置柱底导向锥，从而方便支柱顺利地插入至斜桩内；另外，在柱形壳体的中部设置水平环板，且水平环板垂直于柱形壳体的侧壁且环绕其布置，可以通过水平环板将支柱支撑在斜桩上，从而突破了传统技术中，需要将斜桩位置走向由倾斜向竖直过渡，最终将竖直段和桩与上部结构支柱对心安装的技术方案。

Description

一种适用于斜桩的支柱及桩柱连接结构

技术领域

本实用新型涉及一种适用于斜桩的支柱及桩柱连接结构，特别是适用于导管架式后插桩法施工的海上油气平台、风电机组和海上升压站，主要用于海洋工程技术领域。

背景技术

海上结构的导管架基础主要包括钢管桩和导管架两部分。后插桩式的导管架海上施工时，首先安放导管架，然后在导管架的套筒内插入钢管桩并固定。相比于直桩形式，斜桩的抗水平力性能更好，更适用于土壤力学性能较差或地震活动程度较高的场地。导管架基础施工后，再安装上部结构，上部结构的支柱与桩直接连接，因此，桩柱连接结构需承担上部结构传递下来的全部荷载。

传统技术中，如果采用斜桩形式，则需要在桩柱连接处将钢桩位置走向由倾斜向竖直过渡，最终将竖直段的桩与上部结构支柱对心安装。这种方法存在两个问题：（1）对海上安装精度要求和结构加工精度要求极高，稍有偏差超限，就会造成某个支柱无法正常插入桩内的问题发生，影响施工进度与结构安全；（2）打桩后需先焊接竖直段，再与柱连接，增加一道焊接工艺，施工工艺复杂，影响施工进度，且海上焊接质量无法保证。因此，需要提出一种改进方法，克服这一技术难题带来的困扰。

实用新型内容

本实用新型第一个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种适用于斜桩的支柱。

为此，本实用新型的上述目的通过以下技术方案来实现：

一种适用于斜桩的支柱，所述适用于斜桩的支柱包括柱形壳体，所述柱形壳体的底部设有柱底导向锥，所述柱形壳体的中部设有水平环板，所述水平环板垂直于柱形壳体的侧壁且环绕其布置；所述柱形壳体内设有自上而下贯穿整个柱形壳体且并延伸入至斜桩的灌浆管。

本实用新型所提供的适用于斜桩的支柱通过在柱形壳体的底部设置柱底导向锥，从而方便支柱顺利地插入至斜桩内；另外，在柱形壳体的中部设置水平环板，且水平环板垂直于柱形壳体的侧壁且环绕其布置，可以通过水平环板将支柱支撑在斜桩上，从而突破了传统技术中，需要将斜桩位置走向由倾斜向竖直过渡，最终将竖直段和桩与上部结构支柱对心安装的技术方案。

在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：

优选地，所述柱底导向锥包括上下布置的第一锥形管和第二锥形管，所述第一锥形管的上方与柱形壳体的侧壁相连接，所述第一锥形管的下方与第二锥形管的上方相连接；所述第一锥形管的坡度为1:5，所述第二锥形管的坡度为1:3。本实用新型将柱底导向锥设置为上下布置的第一锥形管和第二锥形管，且第一锥形管的坡度为1:5，第二锥形管的坡度为1:3，从而能够保证柱底导向锥可以顺利地插入至斜桩内。

优选地，柱底导向锥的底部或者第二锥形管的底部设有开孔的封底板，所述封底板的开孔用于贯穿灌浆管。本实用新型通过在柱底导向锥的底部或者第二锥形管的底部设有开孔的封底板，一来可以限位灌浆管，二来可以通过封底板将支柱内的空间与斜桩内的空间相互间隔，从而使得要灌入斜桩内的砂浆或者水泥浆不会漫入至支柱内的空间中。

优选地，所述水平环板上表面与柱形壳体之间设有锥段，所述锥段、水平环板以及柱形壳体三者所围绕的空间内设有多个加劲板。本实用新型通过在水平环板上表面与柱形壳体之间设有锥段，且锥段、水平环板以及柱形壳体三者所围绕的空间内设有多个加劲板，从而增强水平环板的支撑强度，此外，还能够进一步增强支柱中段的结构强度。

优选地，所述柱形壳体内设有贯穿整个柱形壳体的十字加强板且所述十字加强板与柱形壳体内壁焊接。本实用新型通过在柱形壳体内设有贯穿整个柱形壳体的十字加强板，从而能够增强支柱的结构强度，另外，还能够增强支柱与斜桩的连接处的连接强度。

优选地，所述水平环板的外缘下方设有多个三角形肋板。本实用新型在水平环板的外缘下方设有多个三角形肋板的目的在于，通过三角形肋板与支柱底部设置的柱底导向锥相配合以实现对支柱的导向和限位。

本实用新型还有一个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种适用于斜桩的桩柱连接结构。

为此，本实用新型的上述目的通过以下技术方案来实现：

一种适用于斜桩的桩柱连接结构，所述适用于斜桩的桩柱连接结构包括斜桩和从上至下插入至斜桩内的如前面所述的适用于斜桩的支柱，所述支柱的柱底导向锥侧面与斜桩的内侧壁之间留有50~60 mm的间隙，所述支柱的水平环板的外径大于斜桩的外径且水平环板的下部焊接至斜桩的顶部；所述斜桩内设有封底平台，所述封底平台与斜桩的侧壁之间形成对斜桩内封底平台下方空间的密封。

本实用新型所提供的适用于斜桩的桩柱连接结构通过在支柱的柱底导向锥侧面与斜桩的内侧壁之间留有50~60 mm的间隙，从而允许在施工过程中存在施工误差，以方便施工过程中的调整；同时也可以保证在斜桩与支柱的对心过程中，斜桩与支柱的偏心状况不至于过大；通过将支柱插入至斜桩内，且水平环板与斜桩焊接，使得支柱与斜桩形成一个整体，从而可以将支柱内上部的重力直接作用在斜桩的桩顶上。

在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：

优选地，所述封底平台包括设置在斜桩的内侧壁上的环形支撑架和设置在环形支撑架上方的密封面，所述密封面的形状与斜桩内侧壁的截面相匹配。

优选地，所述斜桩侧壁在支柱的水平环板的附近位置设有出浆口。

优选地，所述支柱的水平环板的外径比斜桩的外径大100 ~300 mm。

本实用新型提供一种适用于斜桩的支柱及桩柱连接结构，通过在柱形壳体的底部设置柱底导向锥，从而方便支柱顺利地插入至斜桩内；另外，在柱形壳体的中部设置水平环板，且水平环板垂直于柱形壳体的侧壁且环绕其布置，可以通过水平环板将支柱支撑在斜桩上，从而突破了传统技术中，需要将斜桩位置走向由倾斜向竖直过渡，最终将竖直段和桩与上部结构支柱对心安装的技术方案；通过在支柱的柱底导向锥侧面与斜桩的内侧壁之间留有50~60 mm的间隙，从而允许在施工过程中存在施工误差，以方便施工过程中的调整；。

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种适用于斜桩的桩柱连接结构的整体剖面示意图；

图2为本实用新型所提供的一种适用于斜桩的桩柱连接结构的俯视图；

图中：100-支柱；110-柱形壳体；111-灌浆管；112-十字加强板；121-第一锥形管；122-第二锥形管；123-封底板；131-水平环板；132-锥段；133-加劲板；134-三角形肋板；200-斜桩；211-环形支撑架；212-密封面；221-出浆口；3-间隙。

具体实施方式

参照附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细地描述。

一种适用于斜桩的桩柱连接结构，包括斜桩200和从上至下插入至斜桩200内的支柱100，支柱100包括柱形壳体110，柱形壳体110的底部设有柱底导向锥，柱形壳体110的中部设有水平环板131，水平环板131垂直于柱形壳体110的侧壁且环绕其布置；柱形壳体110内设有自上而下贯穿整个柱形壳体110且并延伸入至斜桩200的灌浆管111；

柱底导向锥包括上下布置的第一锥形管121和第二锥形管122，第一锥形管121的上方与柱形壳体110的侧壁相连接，第一锥形管121的下方与第二锥形管122的上方相连接；第一锥形管121的坡度为1:5，第二锥形管122的坡度为1:3。本实用新型将柱底导向锥设置为上下布置的第一锥形管和第二锥形管，且第一锥形管的坡度为1:5，第二锥形管的坡度为1:3，从而能够保证柱底导向锥可以顺利地插入至斜桩内。在本实施例中，第一锥形管和第二锥形管均设置为圆锥管，当然在其他的实施例中，可以根据支柱的截面形状设置为方锥管或者其他任意形状的锥形管，且任意形式的变化都落在本实用新型的保护范围内。

支柱100的柱底导向锥侧面与斜桩200的内侧壁之间留有50~60 mm的间隙3，支柱100的水平环板131的外径比斜桩200的外径大100 ~300 mm，水平环板131的下部焊接至斜桩200的顶部。

斜桩200内设有封底平台，封底平台与斜桩200的侧壁之间形成对斜桩200内封底平台下方空间的密封。封底平台包括设置在斜桩200的内侧壁上的环形支撑架211和设置在环形支撑架211上方的密封面212，密封面212的形状与斜桩200内侧壁的截面相匹配。在本实施例中，密封面设置为圆形，在其他的实施例中，根据斜桩内侧壁截面的形状，还可以设置为方形、三角形等其他任意形状的密封面，且任意形式的变化都落在本实用新型的保护范围内。

斜桩200侧壁在支柱100的水平环板131的附近位置设有出浆口221。出浆口的实际位置也可以根据强度需求和成本要求进行优化设置，而不仅仅是斜桩侧壁在水平环板的附近设有出浆口。

柱底导向锥中第二锥形管122的底部设有开孔的封底板123，封底板123的开孔用于贯穿灌浆管111。本实用新型通过在柱底导向锥的底部或者第二锥形管的底部设有开孔的封底板，一来可以限位灌浆管，二来可以通过封底板将支柱内的空间与斜桩内的空间相互间隔，从而使得要灌入斜桩内的砂浆或者水泥浆不会漫入至支柱内的空间中。

水平环板131上表面与柱形壳体110之间设有锥段132，锥段132、水平环板131以及柱形壳体110三者所围绕的空间内设有多个加劲板133。本实用新型通过在水平环板上表面与柱形壳体之间设有锥段，且锥段、水平环板以及柱形壳体三者所围绕的空间内设有多个加劲板，从而增强水平环板的支撑强度，此外，还能够进一步增强支柱中段的结构强度。

柱形壳体110内设有贯穿整个柱形壳体110的十字加强板112且十字加强板112与柱形壳体110内壁焊接。本实用新型通过在柱形壳体内设有贯穿整个柱形壳体的十字加强板，其长度能够覆盖整个桩柱连接段，从而能够增强支柱的结构强度，另外，还能够增强支柱与斜桩的连接处的连接强度。

水平环板131的外缘下方设有多个三角形肋板134。本实用新型在水平环板的外缘下方设有多个三角形肋板的目的在于，通过三角形肋板与支柱底部设置的柱底导向锥相配合以实现对支柱的导向和限位。

本实用新型所提供的适用于斜桩的桩柱连接结构的安装顺序为：

斜桩打完后，测量斜桩的桩顶位置和高程，将斜桩的桩顶切割平整，并做好焊接剖口、预留好出浆口；将环形支撑架焊接至桩底内侧，并将密封面搁置且焊接至环形支撑架上；将第一锥形管、第二锥形管、灌浆管以及十字加强板安装至支柱的柱底，然后在第二锥形管的底面焊接开孔的封底板，顶底板的开孔中贯穿灌浆管，再将水平环板焊接至支柱的柱形壳体上，并在柱形壳体上焊接锥段及加劲板；根据斜桩桩顶误差的测量结果，将导向肋板也即三角形肋板安装至水平环板的下表面上；支柱在第一锥形管、第二锥形管以及导向肋板的共同导向下，慢慢地插入至斜桩内，最终将支柱的水平环板搁置到斜桩的桩顶上，并将水平环板与桩顶焊接，使得支柱与斜桩形成一个整体；再通过灌浆管向斜桩内灌浆水泥基高强度灌浆料，从而形成完整高强度的桩柱连接结构。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，仅为本实用新型的优选实施例，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于斜桩的支柱，其特征在于，所述适用于斜桩的支柱包括柱形壳体，所述柱形壳体的底部设有柱底导向锥，所述柱形壳体的中部设有水平环板，所述水平环板垂直于柱形壳体的侧壁且环绕其布置；所述柱形壳体内设有自上而下贯穿整个柱形壳体且并延伸入至斜桩的灌浆管。

2.根据权利要求1所述的适用于斜桩的支柱，其特征在于，所述柱底导向锥包括上下布置的第一锥形管和第二锥形管，所述第一锥形管的上方与柱形壳体的侧壁相连接，所述第一锥形管的下方与第二锥形管的上方相连接；所述第一锥形管的坡度为1:5，所述第二锥形管的坡度为1:3。

3.根据权利要求1或2所述的适用于斜桩的支柱，其特征在于，柱底导向锥的底部或者第二锥形管的底部设有开孔的封底板，所述封底板的开孔用于贯穿灌浆管。

4.根据权利要求1所述的适用于斜桩的支柱，其特征在于，所述水平环板上表面与柱形壳体之间设有锥段，所述锥段、水平环板以及柱形壳体三者所围绕的空间内设有多个加劲板。

5.根据权利要求1所述的适用于斜桩的支柱，其特征在于，所述柱形壳体内设有贯穿整个柱形壳体的十字加强板且所述十字加强板与柱形壳体内壁焊接。

6.根据权利要求1所述的适用于斜桩的支柱，其特征在于，所述水平环板的外缘下方设有多个三角形肋板。

7. 一种适用于斜桩的桩柱连接结构，其特征在于，所述适用于斜桩的桩柱连接结构包括斜桩和从上至下插入至斜桩内的如权利要求1-6中任意一项所述的适用于斜桩的支柱，所述支柱的柱底导向锥侧面与斜桩的内侧壁之间留有50~60 mm的间隙，所述支柱的水平环板的外径大于斜桩的外径且水平环板的下部焊接至斜桩的顶部；所述斜桩内设有封底平台，所述封底平台与斜桩的侧壁之间形成对斜桩内封底平台下方空间的密封。

8.根据权利要求7所述的适用于斜桩的桩柱连接结构，其特征在于，所述封底平台包括设置在斜桩的内侧壁上的环形支撑架和设置在环形支撑架上方的密封面，所述密封面的形状与斜桩内侧壁的截面相匹配。

9.根据权利要求7所述的适用于斜桩的桩柱连接结构，其特征在于，所述斜桩侧壁在支柱的水平环板的附近位置设有出浆口。

10. 根据权利要求7所述的适用于斜桩的桩柱连接结构，其特征在于，所述支柱的水平环板的外径比斜桩的外径大100 ~300 mm。