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CN108396769A - 一种管桩 - Google Patents

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CN108396769A
CN108396769A CN201810480018.4A CN201810480018A CN108396769A CN 108396769 A CN108396769 A CN 108396769A CN 201810480018 A CN201810480018 A CN 201810480018A CN 108396769 A CN108396769 A CN 108396769A
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CN
China
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pipe pile
pile
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pile body
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CN201810480018.4A
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English (en)
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肖勇杰
王凤
程怡
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Sunshine Institute
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Sunshine Institute
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Publication date
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/44—Foundations for machines, engines or ordnance
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/24—Prefabricated piles
    • E02D5/28—Prefabricated piles made of steel or other metals
    • E02D5/285—Prefabricated piles made of steel or other metals tubular, e.g. prefabricated from sheet pile elements

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Abstract

本发明涉及海洋工程领域，具体涉及一种管桩，包括管桩本体和活动件；所述管桩本体内部设有嵌入腔体，所述嵌入腔体设有开口，所述活动件用于当管桩本体的嵌入腔体位于预设埋置位置时封闭所述开口。管桩的嵌入腔体设有开口，管桩贯入过程属于开口管桩，施工过程中管桩内的水从所述开口排出，便于施工；若管桩贯入至预设埋置位置时，活动件封闭所述开口，形成闭口管桩，则停止贯入施工，提高了管桩的承载能力；本发明的管桩结构新颖，制造方便，承载能力强，施工过程中管桩内的水从所述开口排出，便于施工，稳定性能优越。

Description

一种管桩
技术领域
本发明涉及海洋工程领域，具体涉及一种管桩。
背景技术
海洋工程中通常采用大直径管桩，而大直径管桩内土塞闭塞程度非常低，即管桩内土塞顶面与桩外侧海底泥面接近，为了提高桩基承载能力，管桩直径需要做得更大，由于超大直径管桩不仅提高了管桩的制造成本，而且增大了海上打桩施工的难度。
现行的一种具有较好水平承载力、安全可靠的单桩与负压筒组合式海上风电机组地基组合管桩，结构如图1所示，以桩径为4m的钢管桩为例，钢管柱1桩长50m，壁厚为0.04m，负压筒3为圆环形负压筒，高度为10m，其中负压筒内筒32直径为4.02m，负压筒外筒31直径为15m，钢管桩1与负压筒内筒32间通过环氧胶泥构成的粘结层2，使圆环形负压筒3套接在钢管桩1的外周面上，且圆环形负压筒3的顶面与钢管柱1插入到的海底泥面持平。使用时将负压筒3通过负压沉降之海底泥面以下，然后以负压筒内筒32的内直筒为打桩导向，将钢管桩1打入设计深度；再将钢管桩1与负压筒3连接处灌入高强度粘结材料，两者连接为一整体；最后在钢管桩1的上端通过法兰盘5安装风机塔筒6即可。该装置提高了管桩的水平承载力，但是该管桩由钢管桩和负压筒组成，负压筒采用吸力沉桩法，钢管桩主要采用锤击沉桩法，打桩施工过程采用了两种沉桩方法，增加了施工难度，而且该管桩结构复杂，增加了管桩制造成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于海洋工程的管桩。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种管桩，包括管桩本体和活动件；所述管桩本体内部设有嵌入腔体，所述嵌入腔体设有开口，所述活动件用于当管桩本体的嵌入腔体位于预设埋置位置时封闭所述开口。
本发明的有益效果在于：管桩的嵌入腔体设有开口，管桩贯入过程属于开口管桩，施工过程中管桩内的水从所述开口排出，便于施工；若管桩贯入至预设埋置位置时，活动件封闭所述开口，形成闭口管桩，则停止贯入施工，提高了管桩的承载能力；本发明的管桩结构新颖，制造方便，承载能力强，施工过程中管桩内的水从所述开口排出，便于施工，稳定性能优越。
附图说明
图1为现行的组合式海上风电机组地基组合管桩的结构示意图；
图2为根据本发明的一种管桩的结构示意图；
标号说明：
1、钢管桩；2、粘结层；3、负压筒；31、负压筒外筒；32、负压筒内筒；4、分舱隔板；5、法兰盘；6、塔筒；7、管桩本体；8、活动件；9、嵌入腔体；10、开口；11、滑轮组件；12、连接绳；13、配重件；A、海平面；B、海底泥面；C、土塞；H、预设埋置位置。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：管桩贯入过程属于开口管桩，施工过程中管桩内的水从所述开口排出，便于施工；若管桩贯入至预设埋置位置时，形成闭口管桩，则停止贯入施工，提高了管桩的承载能力。
请参照图2，一种管桩，包括管桩本体和活动件；所述管桩本体内部设有嵌入腔体，所述嵌入腔体设有开口，所述活动件用于当管桩本体的嵌入腔体位于预设埋置位置时封闭所述开口。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：管桩的嵌入腔体设有开口，管桩贯入过程属于开口管桩，施工过程中管桩内的水从所述开口排出，施工过程；若管桩贯入至预设埋置位置时，活动件封闭所述开口，形成闭口管桩，则停止贯入施工，提高了管桩的承载能力；本发明的管桩结构新颖，制造方便，承载能力强，施工过程中管桩内的水从所述开口排出，便于施工，稳定性能优越。
进一步的，所述活动件的形状与所述开口的形状相同且活动件的横截面面积大于开口的横截面积。
由上述描述可知，活动件的形状与所述开口的形状相同且活动件的横截面面积大于开口的横截面积，如此设计方便在管桩贯入至预设埋置位置时，确保活动件可以完全封闭所述开口，形成闭口管桩。
进一步的，所述活动件和开口的连接线与管桩本体的轴线平行。
由上述描述可知，活动件和开口的连接线与管桩本体的轴线平行，保证管桩贯入过程中，活动件可以封闭所述开口。
进一步的，还包括滑轮组件，所述滑轮组件的两端分别连接有自然下垂的连接绳，所述连接绳的一端与活动件连接，所述连接绳的另一端与配重件连接，所述活动件与配重件的重量均大于连接绳的重量，所述配重件的重量不大于所述活动件的重量。
由上述描述可知，活动件与配重件的重量均大于连接绳的重量，所述配重件的重量不大于所述活动件的重量，保证配重件可以拉紧测量绳。
进一步的，所述活动件的重力值与活动件在海里的浮力值的差值大于配重件的重力值。
由上述描述可知，活动件的重力值与活动件在海里的浮力值的差值大于配重件的重力值，保证活动件沉在管桩内的海底泥面上。
进一步的，所述连接绳上设有刻度线。
由上述描述可知，连接绳上设有刻度线，方便监测配重件的下降高度，而配重件的下降高度与活动件的上升高度一致。
进一步的，所述管桩本体竖直设置，所述嵌入腔体位于所述管桩本体的底部，所述活动件的初始位置为所述管桩本体的底端，当管桩本体的嵌入腔体沿管桩本体轴线向预设埋置位置运动时，进入所述嵌入腔体内部的土塞使得所述活动件随土塞由所述管桩本体的底端向所述开口方向运动。
由上述描述可知，所述活动件的初始位置为所述管桩本体的底端，则活动件的上升高度与埋置深度一致。
进一步的，所述滑轮组件与连接有活动件的所述连接绳的连接处为第一连接点，所述第一连接点位于所述活动件和开口的连接线的延长线上，所述开口的中心点位于管桩本体的轴线上。
由上述描述可知，第一连接点位于所述活动件和开口的连接线的延长线上，所述开口的中心点位于管桩本体的轴线上，可以确保管桩贯入过程中，活动件的上升高度与埋置深度一致。
请参照图2，本发明的实施例一为：
一种管桩，包括管桩本体7和活动件8；所述管桩本体内部设有嵌入腔体9，管桩贯入过程中，与管内土塞接触后，将上部结构荷载通过环形板传递给土塞承担；所述嵌入腔体设有开口10，实施例中，所述开口作为排水孔，施工过程中管桩内的水从所述开口排出；所述活动件用于当管桩本体的嵌入腔体位于预设埋置位置时封闭所述开口。
所述活动件的形状与所述开口的形状相同且活动件的横截面面积大于开口的横截面积，所述活动件和开口的连接线与管桩本体的轴线平行。
还包括滑轮组件11，所述滑轮组件的两端分别连接有自然下垂的连接绳12，所述连接绳的一端与活动件连接，所述连接绳的另一端与配重件13连接，所述活动件与配重件的重量均大于连接绳的重量，所述配重件的重量不大于所述活动件的重量，所述活动件的重力值与活动件在海里的浮力值的差值大于配重件的重力值，所述连接绳上设有刻度线。
实施例中，A为海平面，B为海底泥面，C为土塞，在管桩贯入前，管桩底部位于海底泥面B上，将配重体置于管桩外，测量绳的0刻度端系在配重体上，测量绳的另一端系在活动体上，并保证测量绳0刻度值紧靠滑轮；，管桩贯入土层过程中，管桩内部形成土塞C，活动体相对于管桩的顶端向上移动，配重体也随着下降，当在滑轮处测量绳刻度值为H时，活动体与环形板闭合，形成闭口管桩，停止管桩贯入施工。
所述管桩本体竖直设置，所述嵌入腔体位于所述管桩本体的底部，所述活动件的初始位置为所述管桩本体的底端，当管桩本体的嵌入腔体沿管桩本体轴线向预设埋置位置运动时，进入所述嵌入腔体内部的土塞使得所述活动件随土塞由所述管桩本体的底端向所述开口方向运动，所述滑轮组件与连接有活动件的所述连接绳的连接处为第一连接点，所述第一连接点位于所述活动件和开口的连接线的延长线上，所述开口的中心点位于管桩本体的轴线上；
由于管桩内土塞闭塞程度非常低，即管桩内土塞顶面与管桩外侧的海底泥面接近(一般情况土塞顶面略低于海底泥面)，因此嵌入腔体与管桩底部的距离为管桩设计埋置深度H。
综上所述，本发明提供的一种管桩，管桩的嵌入腔体设有开口，管桩贯入过程属于开口管桩，施工过程中管桩内的水从所述开口排出，便于施工；若管桩贯入至预设埋置位置时，活动件封闭所述开口，形成闭口管桩，则停止贯入施工，提高了管桩的承载能力；本发明的管桩结构新颖，制造方便，承载能力强，施工过程中管桩内的水从所述开口排出，便于施工，稳定性能优越。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种管桩，其特征在于，包括管桩本体和活动件；所述管桩本体内部设有嵌入腔体，所述嵌入腔体设有开口，所述活动件用于当管桩本体的嵌入腔体位于预设埋置位置时封闭所述开口。
2.根据权利要求1所述的管桩，其特征在于，所述活动件的形状与所述开口的形状相同且活动件的横截面面积大于开口的横截面积。
3.根据权利要求1所述的管桩，其特征在于，所述活动件和开口的连接线与管桩本体的轴线平行。
4.根据权利要求3所述的管桩，其特征在于，还包括滑轮组件，所述滑轮组件的两端分别连接有自然下垂的连接绳，所述连接绳的一端与活动件连接，所述连接绳的另一端与配重件连接，所述活动件与配重件的重量均大于连接绳的重量，所述配重件的重量不大于所述活动件的重量。
5.根据权利要求4所述的管桩，其特征在于，所述活动件的重力值与活动件在海里的浮力值的差值大于配重件的重力值。
6.根据权利要求4所述的管桩，其特征在于，所述连接绳上设有刻度线。
7.根据权利要求4所述的管桩，其特征在于，所述管桩本体竖直设置，所述嵌入腔体位于所述管桩本体的底部，所述活动件的初始位置为所述管桩本体的底端，当管桩本体的嵌入腔体沿管桩本体轴线向预设埋置位置运动时，进入所述嵌入腔体内部的土塞使得所述活动件随土塞由所述管桩本体的底端向所述开口方向运动。
8.根据权利要求4所述的管桩，其特征在于，所述滑轮组件与连接有活动件的所述连接绳的连接处为第一连接点，所述第一连接点位于所述活动件和开口的连接线的延长线上。
9.根据权利要求1所述的管桩，其特征在于，所述开口的中心点位于管桩本体的轴线上。
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