[发明专利]应用于海上风机桩桶复合基础的反滤装置及施工方法

权利要求书

1.应用于海上风机桩桶复合基础的反滤装置，其特征在于：包括用于插入海床内的桩体和用于加固桩体的双层桶体，所述桩体为中空的圆柱体，在所述桩体的中部设有用于固定所述双层桶体的安装区，且桩体的桩端封闭；

所述双层桶体包括套装在所述桩体安装区的内桶体、设置在内桶体外部的外桶体、盖装在外桶体顶部桶口处的环形桶盖、连接内桶体和外桶体的肋板、以及用于过滤双层桶体内浆液的反滤板；

所述外桶体和所述内桶体均为上下敞开的圆桶结构；

所述外桶体同轴套设在所述内桶体外部，所述外桶体的内侧壁与所述内桶体的外侧壁之间具有间隙；所述间隙内设置多块沿双层桶体径向排布的肋板，所述内桶体和所述外桶体通过肋板固连在一起；所述肋板将所述间隙划分为多个用于形成负压的灌浆腔；

所述肋板为矩形板，所述肋板的表面设置若干第一锯齿状凸起，且第一锯齿状凸起在肋板上沿着肋板宽度方向排列成行，在肋板上沿肋板长度方向排列成列；同列上、下相邻两所述第一锯齿状凸起之间留有供反滤板竖向活动的活动区间；

所述环形桶盖盖装在所述外桶体顶部桶口处，所述内桶的顶部超出所述环形桶盖的部分布设用于与桩体固连的螺栓预留孔；所述环形桶盖设有多个出水孔，每个出水孔对应连通一个灌浆腔；

所述反滤板为由多块反滤板体拼成的圆环形反滤板，所述反滤板体的边缘卡在相邻两肋板之间对应的活动区间内，用于过滤灌浆腔内的浆液；

所述反滤板体包括金属外框及金属筛网，所述金属外框围设在所述金属筛网外边沿上，其外形与所述灌浆腔的截面形状一致；

所述金属筛网的筛网孔径按照以下公式选择：

D/d₈₅4；

其中，D为金属筛网孔径，单位mm；d₈₅为被保护土粒径，单位mm，小于该粒径土重占总土重的85%。

2.如权利要求1所述的应用于海上风机桩桶复合基础的反滤装置，其特征在于：所述内桶的外侧壁设有第二锯齿状凸起，且第二锯齿状凸起在内桶上沿着内桶周向排列成行，在内桶上沿内桶轴向上排列成列，同列上、下相邻两所述第二锯齿状凸起之间留有供反滤板竖向活动的活动区间。

3.如权利要求2所述的应用于海上风机桩桶复合基础的反滤装置，其特征在于：所述第二锯齿状凸起的上沿超出所述内桶外侧壁的表面，并且所述第二锯齿状凸起的横截面为三角形。

4.如权利要求1所述的应用于海上风机桩桶复合基础的反滤装置，其特征在于：所述第一锯齿状凸起的上沿超出所述肋板的表面，并且所述第一锯齿状凸起的横截面为三角形。

5.如权利要求1所述的应用于海上风机桩桶复合基础的反滤装置，其特征在于：所述内桶超出所述环形桶盖地方部分与所述环形桶盖之间增设加劲肋，且相邻加劲肋之间设置一个出水孔。

6.利用权利要求5所述的应用于海上风机桩桶复合基础的反滤装置进行的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）运输桩桶复合基础：

将定制好的反滤板装在双层桶体中，并与桩体通过浮运的方式一同运至指定的施工位置；

（2）自重沉贯：

打开所有的出水孔作为排气通道，再将双层桶体吊至指定位置后沉入海底，使其在自重作用下进行下沉，直至自重无法使之继续贯入海床为止；

（3）负压沉贯：

将环形桶盖上的出水孔与抽水泵相连通，并开启抽水泵进行工作，使得双层桶体内部逐渐形成负压并达到设计负压值，让双层桶体依靠顶部内外压力差继续贯入海床中直至达到设计深度，即完成负压沉贯施工工作；

（4）注浆加固：

完成负压沉贯后，断开抽水泵与出水孔的连接，并将出水孔与注浆管进行连接，加压将浆液缓慢注入双层桶体，直至浆液将双层桶体内的空隙全部填满；

（5）桩体贯入：

完成双层桶体贯入工作后，将桩体吊装至指定施工位置，缓慢牵引桩体定位在内桶体上方后进行打桩作业，将桩体打入到设计深度，最后安装内桶体与桩体间的螺栓，即完成海洋风机桩桶基础的施工。