[发明专利]海上岩石地基条件下预应力自锁锚杆加强变径单桩风机基础及其施工方法

权利要求书

1.一种海上岩石地基条件下预应力自锁锚杆加强变径单桩风机基础的施工方法，海上岩石地基条件下预应力自锁锚杆加强变径单桩风机基础包括变径单桩基础(1)和预应力套管自锁头锚杆(2)；变径单桩基础(1)包括水中变径段钢筒(3)和入土段直筒(4)，水中变径段钢筒(3)顶部通过法兰螺栓与上部塔筒(5)连接，入土段直筒(4)内壁焊接内靴梁(6)，入土段直筒(4)外壁焊接外靴梁(7)；沿环向均匀布置的钢套管(8)穿过外靴梁(7)，并焊接在入土段直筒(4)的外壁；预应力套管自锁头锚杆(2)自上而下穿过钢套管(8)，下端锚固在岩石中，上端通过压接头(9)固定在钢套管(8)顶面；

钢套管(8)悬臂段每隔一定高度与环梁(10)连接，环梁(10)与变径段钢筒(3)之间通过径向连杆(11)和支撑杆(12)连接，形成稳定的受力体系；

预应力套管自锁头锚杆(2)杆体采用预应力钢绞线(13)，预应力钢绞线(13)下端连接自锁头(14)，外套有工具式顶管；

其特征在于，包括以下步骤：

a.首先在工厂制作变径段钢筒(3)、入土段直筒(4)、钢套管(8)、预应力套管自锁头锚杆(2)、压接头(9)、环梁(10)、径向连杆(11)、支撑杆(12)、防撞桁架(15)、屈曲耗能支撑(16)、钢桁架(21)、钢梁(23)和横垫木(24)；在入土段直筒(4)侧壁焊接钢套管(8)，入土段直筒(4)内壁焊接内靴梁(6)，入土段直筒(4)外壁焊接外靴梁(7)，内靴梁(6)内侧焊接绳网箍环(20)；

b.在船坞焊接组装变径单桩基础(1)和预应力套管自锁头锚杆(2)，钢套管(8)悬臂段每隔一定高度连接一道环梁(10)，在环梁(10)与变径段钢筒(3)之间连接径向连杆(11)和支撑杆(12)；

c.在入土段直筒(4)下部筒体内安装内气囊(18)，充气，内气囊(18)充气后，在其外周包裹绳网(19)，绳网(19)与箍环(20)连接固定，将入土段直筒(4)外壁与安装在钢桁架(21)上的液压提升器(22)连接，将钢桁架(21)与钢梁(23)连接，并将钢梁(23)与横垫木(24)连接，然后将横垫木(24)与浮筒(25)连接；开闸放水，变径单桩基础(1)上浮，使浮筒(25)吃水深度2～3m；

d.采用拖船将变径单桩基础(1)托运至指定位置后，通过液压提升器(22)将悬挂于浮筒(25)上的变径单桩基础(1)向下放松，同时将内气囊(18)逐渐放气，使变径单桩基础(1)均匀下沉，沉到海底软土上；然后取出内气囊(18)，解除液压提升器(22)，变径单桩基础(1)在自重作用下逐渐下沉直到稳定；

e.从钢套管(8)顶面插入钻孔工具往下钻孔，直到钻到中风化岩石，将预应力套管自锁头锚杆(2)自上而下放入钢套管(8)内，到达锚孔底部，逐对对称张拉预应力钢绞线(13)至设计值的30％～40％，使自锁头(14)张开，压入岩石锚孔，然后在锚孔内压入灌浆料，锚固自锁头(14)；灌浆料达到强度后，放松预应力钢绞线(13)，然后旋转工具式顶管，将工具式顶管取出；重新同步张拉预应力钢绞线(13)，将变径单桩基础(1)下压，直到预应力钢绞线(13)预拉力达到设计值，且变径单桩基础(1)顶面达到设计标高，同时调整桩身垂直度，最后用压接头(9)将预应力钢绞线(13)顶端压接固定；

f.在变径段钢筒(3)外侧最上层径向连杆(11)上方安装工作平台(26)；

h.在船舶停靠区域安装防撞桁架(15)和屈曲耗能支撑(16)，并将屈曲耗能支撑(16)和径向连杆(11)相连，在防撞桁架(15)外侧连接防护用的轮胎(17)。

2.根据权利要求1所述的海上岩石地基条件下预应力自锁锚杆加强变径单桩风机基础的施工方法，其特征在于，步骤a中，入土段直筒(4)内壁距底面1米位置焊接内靴梁(6)，入土段直筒(4)外壁距底面1米位置焊接外靴梁(7)。

3.根据权利要求1所述的海上岩石地基条件下预应力自锁锚杆加强变径单桩风机基础的施工方法，其特征在于，步骤a中所述的变径段钢筒(3)、入土段直筒(4)、钢套管(8)、预应力套管自锁头锚杆(2)、压接头(9)、环梁(10)、径向连杆(11)、支撑杆(12)、防撞桁架(15)、屈曲耗能支撑(16)、钢桁架(21)、钢梁(23)、内靴梁(6)、外靴梁(7)、绳网箍环(20)的钢构件表面做防腐涂层保护处理。

4.根据权利要求1所述的海上岩石地基条件下预应力自锁锚杆加强变径单桩风机基础的施工方法，其特征在于，钢桁架(21)为4个，构成矩形，每个钢桁架(21)上安装有2个液压提升器(22)，每个钢桁架(21)两端与钢梁(23)连接，每根钢梁(23)连接一个横垫木(24)，每根横垫木(24)连接一个浮筒(25)。