專利名稱：海上風(fēng)工程用新式樁基及其成樁方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海上風(fēng)工程用新式樁基，具體來說是一種高承載力樁基。
背景技術(shù)：
風(fēng)能是我國提倡使用的綠色能源。近年來，我國風(fēng)電發(fā)展迅速，全國累計裝機已超 過600萬千瓦。但我國風(fēng)能資源分布與電力需求存在嚴重的不匹配東南沿海地區(qū)電力需 求大，風(fēng)電場接入方便，但沿海陸上土地資源緊張，可用于建設(shè)風(fēng)電場的面積有限；東北、華 北、西北地區(qū)風(fēng)力資源豐富，可用于建設(shè)風(fēng)電場的面積較大，但電網(wǎng)建設(shè)相對薄弱，且電力 需求相對較小，需要將電力輸送到較遠的電力負荷中心。我國海岸線約為1800公里，海上 風(fēng)能資源豐富且距離電力負荷中心很近，隨著海上風(fēng)電場技術(shù)的不斷成熟，海上風(fēng)能資源 開發(fā)利用前景廣闊。盡管與陸上風(fēng)電相比，海上風(fēng)電具有資源豐富、風(fēng)速穩(wěn)定、干擾限制問題較少、不 需要占用土地資源等明顯優(yōu)勢，但海上風(fēng)電在開發(fā)過程中還是存在很多問題。比如海上風(fēng) 工程的樁基一般需要承受很大荷載1.普通地面荷載，包括恒荷載和活荷載；2.海上風(fēng)荷 載；3.海浪、潮汐以及海流等造成的荷載；4.突發(fā)情況如地震或海嘯等造成的荷載。這就需 要海上風(fēng)工程的樁基特別巨大，并且費用很高。另外，海上風(fēng)工程的樁基不能在水下成型， 因為有海流，混凝土未成型即被海流沖走。這些樁基還要具有耐久性能，并且防腐蝕性能 好，能防海水、空氣或者鹽霧的侵襲。與陸地樁基相比，海上樁基頂端要露出最大漲潮高度時的海平面，因此樁基高度 要比陸地樁基高得多，打樁時樁基強度和剛度要求更高。另外，因為水下有海流不能在水下 成型，還沒等成型樁基即被海流沖走，因此海上風(fēng)工程樁基的使用環(huán)境決定了必須使用成 型樁。第三，樁基還要具有耐久性能，并且防腐蝕性能好，能防海水、空氣或者鹽霧的侵襲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種海上風(fēng)工程用新式樁基及其成樁方法，這 種方法形成的樁基體積小，成本低，并且具有良好的抗壓和抗拔能力。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)—種海上風(fēng)工程用新式樁基，包括鋼管，所述鋼管內(nèi)設(shè)置有混凝土內(nèi)襯管，鋼管外 涂有一層防腐劑，在混凝土內(nèi)襯管內(nèi)有鋼筋混凝土樁芯，且樁芯中的鋼筋下端從鋼管下端 的尖錐上的通孔穿出并擴張到達海底基巖，在尖錐外有混凝土包裹住穿出的鋼筋且通過尖 錐上位于穿鋼筋通孔下方的混凝土擠出通孔與管內(nèi)鋼筋混凝土樁芯連為一體，形成膨大樁 頭。所述穿出尖錐的鋼筋端部在觸到基巖后向上彎曲，使膨大的樁頭更大。還包括通過螺紋套在鋼管外部頂端的打樁鋼帽，以便于鋼管打樁操作。還包括套在所述全部鋼筋構(gòu)成的鋼筋束頂端的鋼筋帽，以便于對鋼筋束同步打
擊ο
所述防腐劑為氟素樹脂，氟素樹脂具有優(yōu)異的耐高低溫性能、介電性能、化學(xué)穩(wěn)定 性、耐候性、不燃性、不粘性和低的摩擦系數(shù)等特性。一種海上風(fēng)工程用新式樁基的成樁方法，所述成樁方法包括以下幾個步驟(1)在鋼管內(nèi)壁復(fù)合混凝土內(nèi)襯管，鋼管外涂上一層防腐劑；(2)在鋼管底部帶有尖錐的鋼管下端的管壁上加工出多個斜向通孔，在鋼管內(nèi)放 入鋼筋束，鋼筋端部插入在所述的鋼管下端的斜向通孔中，并留有一部分未插鋼筋的通孔 作為擠出混凝土用；將尖錐裝配到鋼管端部，鋼筋束位于鋼管內(nèi)且端部向上穿出鋼管；(3)將鋼管打入海底，打透泥土層直至基巖位置；(4)打擊鋼筋頂端使其下端沿鋼管上的斜向通孔往外穿出，碰到基巖自行彎折，形 成傘形鋼筋罩；(5)向混凝土內(nèi)襯管內(nèi)灌入混凝土并壓縮混凝土，使其從鋼管底部的位于鋼筋下 方的混凝土擠出通孔擠出，填充入伸出的鋼筋下方的空間內(nèi)，將露出鋼管的鋼筋包裹住，形 成底部變大的樁基。所述鋼管內(nèi)混凝土內(nèi)襯管的制作方法為在鋼管內(nèi)采用離心法復(fù)合成混凝土內(nèi)襯管。本發(fā)明涉及的海上風(fēng)工程用樁基，包括由鋼管、混凝土內(nèi)襯管、鋼筋及混凝土構(gòu)成 的樁基主體，所述的鋼筋在樁基主體的底部向外擴張，混凝土填充于鋼管下方并且混凝土 自行固化，在樁基主體底部形成徑向尺寸大于樁基主體部分的大頭狀的底盤，與基巖緊密 結(jié)合，具有很強抗壓和抗拔能力。而鋼管內(nèi)的混凝土內(nèi)襯管增強了鋼管的強度和剛度，保證 在海上打樁時鋼管不變形。鋼管外表面的防腐涂層增強了其抗腐蝕能力。成樁方法簡單易 行，而且打出的鋼筋構(gòu)成的傘狀鋼筋罩對下方擠出的混凝土有保護作用避免被海流沖走， 以在水下固化。


圖1為本發(fā)明海上風(fēng)工程用新式樁基結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明海上風(fēng)工程用新式樁基尖錐部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為打樁狀態(tài)示意圖；圖4為打鋼筋狀態(tài)示意圖。圖中1_鋼管，2-混凝土內(nèi)襯管，3-鋼筋，4-防腐層，5-底盤，6-斜向通孔，7-混 凝土擠出通孔，8-導(dǎo)向塊，9-箍筋，10-打樁鋼帽，11-鋼筋帽，12基巖。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。實施例1如說明書附圖1所示，本發(fā)明一種海上風(fēng)工程用新式樁基，包括鋼管1、鋼管1內(nèi)壁 復(fù)合的混凝土內(nèi)襯管2、鋼筋3及混凝土澆筑成的鋼筋混凝土樁芯，鋼管外涂有氟素樹脂防 腐層4，以提高其抗腐蝕能力。且樁芯中的鋼筋3下端從鋼管1下端的尖錐上如圖2所示的 斜向通孔6穿出，并擴張到達海底基巖12，在尖錐外有混凝土包裹住穿出的鋼筋3且通過尖 錐上位于穿鋼筋通孔下方的混凝土擠出通孔7與管內(nèi)鋼筋混凝土樁芯連為一體，混凝土填充于鋼管1下方并且混凝土自行固化，在樁基主體底部形成徑向尺寸大于樁基主體部分的 大頭狀的底盤5，構(gòu)成膨大樁頭，與基巖緊密結(jié)合，具有很強抗壓和抗拔能力。所述樁基還包 括圖3所示通過螺紋套在鋼管外部頂端的打樁鋼帽10，以便于鋼管打樁操作。還包括如圖 4所示的打鋼筋時套在所述整個鋼筋束頂端的鋼筋帽11，以便于對鋼筋束同步打擊。如果鋼筋穿出尖錐部分較長，其端部碰到海底基巖12會向上彎曲，如圖1所示，形 成底盤直徑更大的樁基。具有更大的抗拔和抗壓能力，以及防傾斜能力。由于海上風(fēng)強度 比陸地大，因此對于海上樁基尤為有利。本發(fā)明提供了一種成樁方法，其步驟為(1)參照圖1和圖2所示，在鋼管1內(nèi)壁復(fù)合混凝土內(nèi)襯管2，鋼管1外涂上一層 氟素樹脂防腐層4 ；(2)如圖2所示，在底部帶有尖錐的鋼管1下端的管壁上加工出多個斜向通孔6， 在鋼管1內(nèi)放入鋼筋束，鋼筋3端部插入在所述的鋼管1下端的斜向通孔6中，并留有一部 分未插鋼筋的通孔作為擠出混凝土用；將尖錐裝配到鋼管端部，如圖3所示鋼筋束位于鋼 管1內(nèi)且端部向上穿出鋼管；(3)打樁前還在鋼管1端部通過螺紋安裝一個打樁鋼帽10，如圖3所示，然后將鋼 管打入，打透泥土層直至基巖位置；(4)如圖4所示，打擊鋼筋前還在鋼筋束端部套一個鋼筋帽11，打擊鋼筋頂端的鋼 筋帽11，使所有鋼筋3下端沿鋼管上的斜向通孔往外穿出，碰到基巖如圖1所示自行向上彎 折，在鋼管底部周圍形成傘形鋼筋罩；(5)向混凝土內(nèi)襯管內(nèi)灌入混凝土并壓縮混凝土，使其從鋼管底部的位于鋼筋下 方的混凝土擠出通孔7擠出，填充入伸出的鋼筋下方的空間內(nèi)，將露出鋼管的鋼筋包裹住， 形成底部變大的樁基。如說明書附圖2所示，由于鋼筋3在鋼管內(nèi)有一彎曲部分，為保證在打擊鋼筋3時 能夠順利地沿預(yù)定方向伸出于鋼管之外，可以在鋼管下端設(shè)置有斜向通孔部分的內(nèi)壁焊接 有導(dǎo)向塊8，導(dǎo)向塊8上有穿過鋼筋的弧狀導(dǎo)向孔與所述的斜向通孔6相通。如圖2至圖4所示，并且鋼管內(nèi)的鋼筋束沿其長度方向每隔一定距離設(shè)置箍筋9， 以保證鋼筋3之間相對位置，以形成穩(wěn)定的鋼筋籠，以保證成樁質(zhì)量。所述斜向通孔為與水平面呈45°夾角的斜向通孔，該角度在水平和豎向分力相 等，有利于在打擊時鋼筋順利穿出，有在觸到基巖時向上彎曲。
權(quán)利要求
一種海上風(fēng)工程用新式樁基，包括鋼管，其特征在于所述鋼管內(nèi)設(shè)置有混凝土內(nèi)襯管，鋼管外涂有防腐劑，在混凝土內(nèi)襯管內(nèi)有鋼筋混凝土樁芯，且樁芯中的鋼筋下端從鋼管下端的尖錐上的通孔穿出并擴張到達海底基巖，在尖錐外有混凝土包裹住穿出的鋼筋且通過尖錐上位于穿鋼筋通孔下方的混凝土擠出通孔與管內(nèi)鋼筋混凝土樁芯連為一體，形成膨大樁頭。
2.如權(quán)利要求1所述的樁基，其特征在于所述防腐劑為氟素樹脂。
3.如權(quán)利要求1或2所述的樁基，其特征在于所述穿出尖錐的鋼筋端部在觸到基巖 后向上彎曲。
4.如權(quán)利要求1或2所述的樁基，其特征在于還包括通過螺紋套在鋼管外部頂端的 打樁鋼帽。
5.如權(quán)利要求1或2所述的樁基，其特征在于還包括套在所述全部鋼筋構(gòu)成的鋼筋 束頂端的鋼筋帽。
6.一種海上風(fēng)工程用新式樁基的成樁方法，所述成樁方法包括以下幾個步驟(1)在鋼管內(nèi)壁復(fù)合混凝土內(nèi)襯管，鋼管外涂上一層防腐劑；(2)在鋼管底部帶有尖錐的鋼管下端的管壁上加工出多個斜向通孔，在鋼管內(nèi)放入鋼 筋束，鋼筋端部插入在所述的鋼管下端的斜向通孔中，并留有一部分未插鋼筋的通孔作為 擠出混凝土用；將尖錐裝配到鋼管端部，鋼筋束位于鋼管內(nèi)且端部向上穿出鋼管；(3)將鋼管打入海底，打透泥土層直至基巖位置；(4)打擊鋼筋頂端使其下端沿鋼管上的斜向通孔往外穿出，碰到基巖自行彎折，形成傘 形鋼筋罩；(5)向混凝土內(nèi)襯管內(nèi)灌入混凝土并壓縮混凝土，使其從鋼管底部的位于鋼筋下方的 混凝土擠出通孔擠出，填充入伸出的鋼筋下方的空間內(nèi)，將露出鋼管的鋼筋包裹住，形成底 部變大的樁基。
7.如權(quán)利要求6所述的樁基的成樁方法，其特征在于在鋼管內(nèi)采用離心法復(fù)合所述 混凝土內(nèi)襯管。
8.如權(quán)利要求6或7所述的樁基的成樁方法，其特征在于所述防腐劑為氟素樹脂。
9.如權(quán)利要求6或7所述的樁基的成樁方法，其特征在于所述鋼管上帶有斜向通孔 的部分的內(nèi)壁設(shè)置有導(dǎo)向塊，導(dǎo)向塊上有穿過鋼筋的弧狀導(dǎo)向孔與所述的斜向通孔相通。
10.如權(quán)利要求6或7所述的樁基的成樁方法，其特征在于所述鋼管內(nèi)的鋼筋束沿其 長度方向每隔一定距離設(shè)置箍筋。
11.如權(quán)利要求6或7所述的樁基的成樁方法，其特征在于在所述步驟(3)中打樁前 還在鋼管端部通過螺紋安裝一個打樁鋼帽。
12.如權(quán)利要求6或7所述的樁基的成樁方法，其特征在于在所述步驟(4)中打擊鋼 筋前還在鋼筋束端部套一個鋼筋帽。
13.如權(quán)利要求6或7所述的樁基的成樁方法，其特征在于所述斜向通孔為與水平面 呈45°夾角的斜向通孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種海上風(fēng)工程用新式樁基及其成樁方法，所述樁基包括鋼管，所述鋼管內(nèi)設(shè)置有混凝土內(nèi)襯管，鋼管外涂有防腐劑，在混凝土內(nèi)襯管內(nèi)有鋼筋混凝土樁芯，且樁芯中的鋼筋下端從鋼管下端的尖錐上的通孔穿出并擴張到達海底基巖，在尖錐外有混凝土包裹住穿出的鋼筋且通過尖錐上位于穿鋼筋通孔下方的混凝土擠出通孔與管內(nèi)鋼筋混凝土樁芯連為一體，形成膨大樁頭。本發(fā)明涉及的海上風(fēng)工程用樁基，在樁基主體底部形成徑向尺寸大于樁基主體部分的大頭狀的底盤，與基巖緊密結(jié)合，具有很強抗壓和抗拔能力，其成樁方法保證了在海上順利施工。
文檔編號E02D5/38GK101914921SQ201010282049
公開日2010年12月15日 申請日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者徐國彬 申請人:徐國彬