[发明专利]一种适用于中等水深的注浆式重力锚桩基础

说明书

本发明公开了一种适用于中等水深的注浆式重力锚桩基础，包括重力室和钢管桩，所述的重力室位于海床泥面上，重力室的底面上设有桩盘，所述的钢管桩贯穿整个重力室和桩盘，并插入海床深处，其中，位于重力室内部的钢管桩上设有若干排沿钢管桩周向分布的剪力键，重力室的底部设有若干裙板，所述的裙板插入海床内，重力室内设有注浆内管，所述的注浆内管与压浆机连接。本发明的重力室可以形成明显额外自重段，通过结合注浆技术，可进一步增大打设完成后锚桩基础的自重，从而有效加大了竖向抗拔承载力，形成全角度抵抗系泊缆荷载的能力，底部裙板设置则进一步提升水平承载性能，且本发明装置可整体预制，便于施工。

技术领域

本发明涉及海洋工程基础设施建造领域，尤其涉及一种适用于中等水深的注浆式重力锚桩基础。

背景技术

近年来，新能源产业、海上油气开发工业蓬勃迅速。为了获取更多的能源，工程建设的范围逐渐由浅海转移到中等水深海洋，海洋工程结构物的基座(基础)也由固定式转变为由系泊缆、锚固基础构成的漂浮式。随着工程实践日益增加，浮式基础在工程设计、建设、应用中存在一些问题逐渐被相关领域的专家重视并寻求可行的解决方案。传统的锚桩多为长径比较小的钢管桩，由于施工经验成熟，被广泛地用于浮式结构的锚定基础。

浮式结构遭受的风及水动力荷载经由系泊缆传递至锚固基础。根据系泊方式的不同，系泊缆与水平面夹角可能在0度～90度之间，系泊缆夹角的变化也决定作用在锚固基础的上拔荷载方向。针对锚桩基础的科研发现，由于承载破坏模式的差别，锚桩基础抵抗水平拉拔荷载能力远大于抵抗竖向拉拔荷载能力，甚至可以达到5倍以上。为了满足竖向抗拔承载性能的需求，势必大大增加锚桩桩长，从而给施工、工程造价带来巨大的不利影响。因此，有必要在控制桩长的情况下，研发一种新型的锚桩基础，可以满足竖向抗拔的需求，避免桩长增加带来的负面影响。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种适用于中等水深的注浆式重力锚桩基础，可进一步增大打设完成后锚桩基础的自重，从而有效实现了锚桩基础竖向抗拔承载力的有效提升，相比传统锚桩基础具有更优越的全角度抗拔性能。

技术方案：本发明包括重力室和钢管桩，所述的重力室位于海床泥面上，重力室的底面上设有桩盘，所述的钢管桩贯穿整个重力室和桩盘，并插入海床深处，其中，位于重力室内部的钢管桩上设有若干排沿钢管桩周向分布的剪力键，重力室的底部设有环形裙板，所述的裙板插入海床内，重力室内设有注浆内管，所述的注浆内管与压浆机连接。

所述的桩盘与钢管桩之间设有加强板，加强板内侧壁连接钢管桩外壁，底面连接桩盘，桩盘可以在重力室的内部注浆液凝固后，使钢管桩与重力室联合承载受力。

所述的重力室包括顶板、侧壁和底板，所述的底板位于海床泥面上，其上表面设有桩盘，底部设有裙板。

所述的钢管桩穿过顶板、桩盘和底板。

所述的重力室内部沿周向布置有厚立板，所述的厚立板间隔90°布置，厚立板之间分布有若干薄立板。

所述的注浆内管沿重力室的侧壁、底板与桩盘布置，其内部开口靠近桩盘与钢管桩的连接处。

所述的注浆内管通过注浆软管、转换盘、输浆管与压浆机连接，所述的压浆机上连接有压力表，注浆液在压浆机压力作用下经由输浆管、转换盘、注浆软管、连接栓以及布置在重力室内部的注浆内管，充注整个重力室。

所述重力室顶板的上表面沿周向分布有泄压阀、连接栓和吊环，所述的连接栓连接注浆内管和注浆软管，泄压阀可以在注浆液注入重力室后释放出超出预定压强的重力室内空气，吊环可用于本发明装置的整体吊装作业。

所述钢管桩的顶部设有桩帽，桩帽的顶部设有系泊环，所述系泊环连接系泊缆。