CN111636463B - 一种具有防渗和传力连接的海洋深水管桩基础 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种具有防渗和传力连接的海洋深水管桩基础，属于海洋深水基础技术领域，包括：管桩基础，管桩基础的内壁设有内钢管，内钢管底端的内部设有封底段；传力键，传力键包括竖肋和水平环筋，与封底段嵌固成一体，竖肋焊接在内钢管的内壁上，且设有多根，沿内钢管环向均匀布置，竖肋上开设有圆孔，水平环筋环向穿设在多根竖肋的圆孔中；防渗环，防渗环位于传力键下方，固定连接在内钢管的内壁上，与封底段嵌固成一体。本申请的海洋深水管桩基础能够满足内钢管与封底段的传力要求，同时能够有效防止海水从基底渗入海洋深水管桩基础的空腔内，确保海洋深水管桩基础的竖向承载力和耐久性。

Description

一种具有防渗和传力连接的海洋深水管桩基础
技术领域
本申请涉及海洋深水基础技术领域，特别涉及一种具有防渗和传力连接的海洋深水管桩基础。
背景技术
超大直径管桩基础具有自重轻、水平刚度大、承载能力高、施工风险低等优点，对于建设条件恶劣的海洋工程深水基础来说，是一种非常好的选择。
管桩基础内部为空心结构，为了发挥空心结构的优势，通过增大桩端面积和管桩内部抽水有效利用空心部分的浮力，来降低基底应力，提高基础竖向承载力，故需在管桩基础底部设置封底段，同时抽干管桩基础空腔中的水。
现有技术中，封底段往往只用于传力，对防渗性能的要求不高。而对于本海洋深水管柱基础，封底段的抗渗性能好坏将影响到管柱基础的竖向承载力和内钢管的耐久性；因此，封底段与管桩基础之间的连接必须既能可靠传力，又能有效防渗，故有必要对其进行研究。
发明内容
本申请实施例提供一种具有防渗和传力连接的海洋深水管桩基础，以解决现有技术中管桩基础的封底段防渗性能不足，而影响管桩基础有效竖向承载力和耐久性的问题。
本申请实施例提供了一种具有防渗和传力连接的海洋深水管桩基础，包括：
管桩基础，所述管桩基础的内壁设有内钢管，所述内钢管底端的内部设有封底段；
传力键，所述传力键包括竖肋和水平环筋，与封底段嵌固成一体，所述竖肋沿内钢管轴线方向焊接在内钢管的内壁上，所述竖肋设有多根，且沿内钢管环向均匀布置，所述竖肋上开设有圆孔，所述水平环筋环向穿设在多根所述竖肋的圆孔中；
防渗环，所述防渗环位于传力键的下方，与传力键间隔设置，且固定连接在内钢管的内壁上，与封底段嵌固成一体。
在一些实施例中：所述竖肋包括腹板和翼缘板，所述腹板的一侧与翼缘板相互垂直焊接连接，另一侧与内钢管的内壁焊接连接，所述腹板和翼缘板组成“T”字形截面的竖肋，所述圆孔开设在竖肋的腹板上。
在一些实施例中：所述竖肋腹板上的圆孔设有多个，多个圆孔沿腹板的长度方向和宽度方向阵列排列，所述水平环筋由钢筋弯曲成型，且设有多根，多根水平环筋沿管桩基础的轴线方向和径向方向间隔设置，并穿设在所述竖肋腹板上的圆孔中。
在一些实施例中：所述防渗环包括第一防渗环和第二防渗环，所述第一防渗环和第二防渗环在内钢管的内壁上间隔设置，所述第一防渗环和第二防渗环均包括水平环腹板和竖向环翼板，所述竖向环翼板位于水平环腹板内且与水平环腹板焊接，所述水平环腹板和竖向环翼板组成“T”字形截面的防渗环，所述水平环腹板的外圆侧边密封焊接在内钢管的内壁上。
在一些实施例中：所述第一防渗环的水平环腹板上开设有第一通孔，所述第一通孔设有多个，多个第一通孔沿第一防渗环的圆周方向均匀间隔排列；所述第二防渗环的水平环腹板上开设有第二通孔，所述第二通孔设有多个，多个第二通孔沿第二防渗环的圆周方向均匀间隔排列。
在一些实施例中：所述第一通孔与第二通孔在水平投影平面上沿水平环腹板环向无重叠的相互错开布置，所述第一通孔与第二通孔均为长圆孔。
在一些实施例中：所述封底段采用抗渗混凝土材料。
在一些实施例中：所述封底段顶部的内钢管为空心结构，且内部无水。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
本申请实施例提供了一种具有防渗和传力连接的海洋深水管桩基础，由于本海洋深水管桩基础在管桩基础的内壁设有内钢管，内钢管内底端的内部设有封底段。封底段部位的内钢管内壁上设有传力键和防渗环，传力键的水平环筋将所有竖肋连成了一个整体，并浇筑在封底段中，在空间上形成了一个整体性的钢骨混凝土剪力齿块，所有竖肋同时发挥作用，传力可靠。防渗环可有效阻断海水沿内钢管表面的渗透路径，确保管桩基础内部抽水后保持无水状态，有效利用海洋深水管桩基础的空腔浮力，提高了海洋深水管桩基础有效竖向承载力，并确保了内钢管的耐久性。
因此，本海洋深水管桩基础利用传力键和防渗环作为防渗传力连接头,能够满足管桩基础与封底段的传力要求，同时能够有效防止海水从基底渗入至管桩基础的空腔内，确保海洋深水管桩基础的有效竖向承载力和耐久性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本申请实施例的结构剖视图，即图2、图3中沿A-A方向的剖视图；
图2为图1中沿B-B方向的剖视图；
图3为图1中沿C-C方向的剖视图。
附图标记：
1-传力键，1a-竖肋，1b-水平环筋，2-防渗环，2a-水平环腹板，2b-竖向环翼板，3-封底段，4-内钢管，5-管桩基础。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种具有防渗和传力连接的海洋深水管桩基础，其能解决现有技术中管桩基础的封底段防渗性能不足，而影响管桩基础有效竖向承载力和耐久性的问题。
参见图1至图3所示，本申请实施例提供了一种具有防渗和传力连接的海洋深水管桩基础，包括：
管桩基础5，该管桩基础5的内壁设有内钢管4，内钢管4底端的内部设有封底段3；封底段3采用抗渗混凝土材料，具有较好的防渗性能。封底段3顶部的内钢管4为空心结构，且内部无水，有效利用内钢管4的空腔的浮力，提高了海洋深水管桩基础有效竖向承载力。
传力键1，传力键1包括竖肋1a和水平环筋1b，与封底段3嵌固成一体，其中，竖肋1a沿内钢管轴线方向焊接在内钢管的内壁上，竖肋1a设有多根，且沿内钢管4内壁环向均匀布置，竖肋1a的具体数量和长度根据内钢管的内径和竖向承载力的大小确定，竖肋1a上开设有圆孔，水平环筋1b环向穿设在多根竖肋1a的圆孔中。传力键1的水平环筋1b将所有竖肋1a连成了一个整体，并浇筑在封底段3中，在空间上形成了一个整体性的钢骨混凝土剪力齿块，所有竖肋1a同时发挥作用，传力可靠，满足内钢管4与封底段3的传力要求。
防渗环2，该防渗环2位于传力键1的下方，与传力键1间隔设置，固定连接在内钢管4的内壁上，与封底段3嵌固成一体。防渗环2可有效阻断海水沿内钢管4表面的渗透路径，确保管桩基础5内部抽水后保持无水状态，有效利用海洋深水管桩基础的空腔浮力，提高了海洋深水管桩基础竖向承载力，并确保了管柱基础内钢管4的耐久性。
在一些可选实施例中：参见图1和图2所示，本申请实施例提供了一种具有防渗和传力连接的海洋深水管桩基础，该海洋深水管桩基础的竖肋1a包括腹板和翼缘板，腹板和翼缘板均优选为耐腐蚀钢板材料，腹板的一侧与翼缘板相互垂直焊接连接，腹板和翼缘板组成“T”字形截面的竖肋1a，腹板的两端设有倒角。腹板的另一侧与内钢管4的内壁焊接连接，腹板上开设有用于穿入水平环筋1b的圆孔。
竖肋1a腹板上的圆孔设有多个，多个圆孔沿腹板的长度方向和宽度方向阵列排列，水平环筋1b由钢筋弯曲成型，且设有多根，腹板上开设供水平环筋1b穿设的圆孔，圆孔按水平环筋1b的布置规律开设，多根水平环筋1b沿管桩基础5的轴线方向和径向方向间隔设置。
在一些可选实施例中：参见图1和图3所示，本申请实施例提供了一种具有防渗和传力连接的海洋深水管桩基础，该海洋深水管桩基础的防渗环2包括第一防渗环和第二防渗环，第一防渗环和第二防渗环在内钢管4的内壁上间隔设置。第一防渗环和第二防渗环均包括水平环腹板2a和竖向环翼板2b，竖向环翼板2b位于水平环腹板2a内且与水平环腹板2a焊接连接，水平环腹板2a和竖向环翼板2b组成“T”字形截面的防渗环2，水平环腹板2a的外圆侧边密封焊接在内钢管4的内壁上。在内钢管4的内壁上设置第一防渗环和第二防渗环，可有效阻断海水沿内钢管4表面的渗透路径，确保管桩基础5内部抽水后保持无水状态，有效利用海洋深水管桩基础的空腔浮力，提高了海洋深水管桩基础竖向承载力，并确保了管柱基础内钢管4的耐久性。
在一些可选实施例中：参见图3所示，本申请实施例提供了一种具有防渗和传力连接的海洋深水管桩基础，该海洋深水管桩基础的第一防渗环2的水平环腹板2a上开设有第一通孔，第一通孔设有多个，多个第一通孔沿第一防渗环2的圆周方向均匀间隔排列；第二防渗环2的水平环腹板2a上开设有第二通孔，第二通孔设有多个，多个第二通孔沿第二防渗环2的圆周方向均匀间隔排列。第一通孔与第二通孔在水平投影平面上沿水平环腹板环向无重叠的相互错开布置，第一通孔与第二通孔均为长圆孔。在第一防渗环和第二防渗环的水平环腹板2a上开设长圆孔，长圆孔能保证其与封底段3的混凝土可靠的嵌固在一起。采用上下分布第一防渗环和第二防渗环的长圆孔在平面上无重叠的交错布置，可有效阻断海水沿内钢管4表面的渗透路径，确保管桩基础5内部抽水后保持无水状态，有效利用海洋深水管桩基础的空腔浮力，提高了海洋深水管桩基础竖向承载力，并确保了管柱基础内钢管4的耐久性。
工作原理
本申请实施例提供了一种具有防渗和传力连接的海洋深水管桩基础，由于本海洋深水管桩基础在管桩基础5的内壁设有内钢管4，内钢管4底端的内部设有封底段3。封底段部位内钢管4内壁上设有传力键1和防渗环2，传力键1的水平环筋1b将所有竖肋1a连成了一个整体，并浇筑在封底段3中，在空间上形成了一个整体性的钢骨混凝土剪力齿块，所有竖肋1a同时发挥作用，传力可靠。防渗环2可有效阻断海水沿内钢管4表面的渗透路径，确保管桩基础5内部抽水后保持无水状态，有效利用海洋深水管桩基础的空腔浮力，提高了海洋深水管桩基础的有效竖向承载力，并确保了内钢管的耐久性。
因此，本海洋深水管桩基础利用传力键1和防渗环2作为防渗传力连接头,能够满足内钢管4与封底段3的传力要求，同时能够有效防止海水从基底渗入海洋深水管桩基础的空腔内，确保海洋深水管桩基础的有效竖向承载力和耐久性。
在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。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申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，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。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种具有防渗和传力连接的海洋深水管桩基础，其特征在于，包括：
管桩基础(5)，所述管桩基础(5)的内壁设有内钢管(4)，所述内钢管(4)底端的内部设有封底段(3)；
传力键(1)，所述传力键(1)包括竖肋(1a)和水平环筋(1b)，与封底段(3)嵌固成一体，所述竖肋(1a)沿内钢管(4)轴线方向焊接在内钢管(4)的内壁上，所述竖肋(1a)设有多根，且沿内钢管(4)环向均匀布置，所述竖肋(1a)上开设有圆孔，所述水平环筋(1b)环向穿设在多根所述竖肋(1a)的圆孔中；
防渗环(2)，所述防渗环(2)位于传力键(1)的下方，与传力键(1)间隔设置，且固定连接在内钢管(4)的内壁上，与封底段(3)嵌固成一体；
所述竖肋(1a)包括腹板和翼缘板，所述腹板的一侧与翼缘板相互垂直焊接连接，另一侧与内钢管(4)的内壁焊接连接，所述腹板和翼缘板组成“T”字形截面的竖肋(1a)，所述圆孔开设在竖肋(1a)的腹板上；
所述竖肋(1a)腹板上的圆孔设有多个，多个圆孔沿腹板的长度方向和宽度方向阵列排列，所述水平环筋(1b)由钢筋弯曲成型，且设有多根，多根水平环筋(1b)沿管桩基础(5)的轴线方向和径向方向间隔设置；
所述防渗环(2)包括第一防渗环和第二防渗环，所述第一防渗环和第二防渗环在内钢管(4)的内壁上间隔设置，所述第一防渗环和第二防渗环均包括水平环腹板(2a)和竖向环翼板(2b)，所述竖向环翼板(2b)位于水平环腹板(2a)内且与水平环腹板(2a)焊接，所述水平环腹板(2a)和竖向环翼板(2b)组成“T”字形截面的防渗环(2)，所述水平环腹板(2a)的外圆侧边密封焊接在内钢管(4)的内壁上；
所述第一防渗环的水平环腹板(2a)上开设有第一通孔，所述第一通孔设有多个，多个第一通孔沿第一防渗环的圆周方向均匀间隔排列；所述第二防渗环的水平环腹板(2a)上开设有第二通孔，所述第二通孔设有多个，多个第二通孔沿第二防渗环的圆周方向均匀间隔排列；
所述第一通孔与第二通孔在水平投影平面上沿水平环腹板(2a)环向无重叠的相互错开布置，所述第一通孔与第二通孔均为长圆孔；
所述封底段(3)顶部的内钢管(4)内部为空心结构，且内部无水。
2.如权利要求1所述的一种具有防渗和传力连接的海洋深水管桩基础，其特征在于：
所述封底段(3)采用抗渗混凝土材料。
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