一种海上基础大型钢管桩水冲松桩垂直度纠偏装置的制作方法

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1.本实用新型涉及沉桩垂直度纠偏技术领域，尤其涉及一种海上基础大型钢管桩水冲松桩垂直度纠偏装置。

背景技术：

2.海上风力发电机组的基础型式多种多样，主要有桩基础、重力式基础、桶形基础和浮式基础。就我国而言，包括单桩基础、导管架基础、桩基础（高桩承台基础）等型式的桩基础应用最为廣泛。其中，单桩基础因具有结构简单，施工简便、快捷，成本较低且适应性强等优点而受到风电项目的青睐。由于受船机设备、天气、海况等较多因素影响，加上海上风电场所用单桩基础的重量和长度不断增加，钢管桩垂直度（单桩设计垂直度一般要求不超过3），超过设计值的情况时有发生。对于沉桩完成后发生垂直度超标的，经设计复核满足承载力要求后主要采用定制法兰、定制塔筒、楔形垫片填塞等进行纠偏，但上述纠偏方式需要采用定制专门的纠偏装置造价高、制作耗时长，采用楔形垫片填塞方式工序繁琐需要开挖及回填，且容易影响桩基础的稳定性。
3.为此，我们设计出了一种海上基础大型钢管桩水冲松桩垂直度纠偏装置来解决以上问题。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在垂直度纠偏装置需要定制不便，回填开挖易影响钢管桩稳定性的缺点，而提出的一种海上基础大型钢管桩水冲松桩垂直度纠偏装置。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
6.一种海上基础大型钢管桩水冲松桩垂直度纠偏装置，包括潜水泵、空气压缩机及管路，所述潜水泵吊设于海平面以下位置，所述空气压缩机安装于稳桩平台上，所述潜水泵及空气压缩机的输出端均与管路的一端连接，所述管路的另一端设置有冲压头，所述冲压头设置于导引桁架上，所述导引桁架为弧形结构，导引桁架弧形弯曲度与钢管桩的外轮廓的弧形弯曲度相同，导引桁架与钢丝绳的一端固定连接，所述钢丝绳的另一端固定连接在卷扬机上，所述卷扬机安装在稳桩平台上。
7.进一步的，所述导引桁架的上、下端均设置有弧形钢板，两根所述弧形钢板之间通过竖管焊接固定，所述弧形钢板上对应开设有若干贯穿孔，所述贯穿孔内穿设有所述冲压头，所述弧形钢板的两端设置有固定挂耳，所述固定挂耳固定连接所述钢丝绳。
8.进一步的，所述管路包括气管和水管，所述水管一端与所述潜水泵的输出端连通，另一端连通在所述冲压头上，所述气管的一端通过套管接头与所述冲压头连接，另一端通过第二球阀与分气包连通，所述分气包的输出端设置有若干分气支管，进气端通过第一球阀连接有气罐，所述气罐通过连通管与所述空气压缩机的输出端连接。
9.进一步的，所述稳桩平台的两侧对称设置有两个用于承托稳桩平台的定位柱，所
述定位柱的下端部承载于海基面上。
10.进一步的，所述空气压缩机的输出端出口工作压力不低于0.8mpa。
11.进一步的，所述潜水泵的出口压力数值不低于2.7mpa，额定流量不低于每小时一百五十立方米。
12.进一步的，所述管路为钢丝增强聚氨酯软管、钢丝增强尼龙软管或钢丝缠绕树脂软管的任意一种。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型中通过潜水泵和空气压缩机提供高压水及气体，并借助于管路及冲压头将高压水及气体对钢管桩周边基层进行冲刷，减小钢管桩下部地基的推力，通过千斤顶便可轻松将钢管桩顶推，完成钢管桩垂直度的纠偏工作，本装置可循环使用于各种钢管桩的垂直度纠偏施工中，无需定制，降低造价成本，且施工简单易操作，适用各种复杂施工环境，不受施工条件限制，且冲刷面小，减少对钢管桩基层稳定性的破坏。
附图说明
14.图1为本实用新型提出的一种海上基础大型钢管桩水冲松桩垂直度纠偏装置的侧视结构示意图；
15.图2为本实用新型提出的一种海上基础大型钢管桩水冲松桩垂直度纠偏装置的导引桁架俯视结构示意图；
16.图3为本实用新型提出的一种海上基础大型钢管桩水冲松桩垂直度纠偏装置的管路与钢丝绳及导引桁架的布置展开示意图；
17.图4为本实用新型提出的一种海上基础大型钢管桩水冲松桩垂直度纠偏装置的冲压头与导引桁架的安装展开示意图；
18.图5为本实用新型提出的一种海上基础大型钢管桩水冲松桩垂直度纠偏装置的空气压缩机与气管和冲压头之间的连接关系图。
19.图中各标号：10、潜水泵；11、空气压缩机；111、气罐；112、第一球阀；113、分气包；114、第二球阀；115、套管接头；116、冲压头；12、管路；121、气管；122、水管；13、稳桩平台；14、卷扬机；15、钢管桩；16、钢丝绳；17、定位柱；18、导引桁架；181、弧形钢板；182、竖管；183、贯穿孔；19、固定挂耳。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
21.实施例：
22.本实施例介绍水气冲刷松桩垂直度纠偏装置，如图1-图3所示，一种海上基础大型钢管桩水冲松桩垂直度纠偏装置，包括潜水泵10、空气压缩机11及管路12，潜水泵10吊设于海平面以下位置，空气压缩机11安装于稳桩平台13上，稳桩平台13的两侧对称设置有两个用于承托稳桩平台13的定位柱17，定位柱17共计设置有四个，定位柱17的下端部承载于海基面上，潜水泵10及空气压缩机11的输出端均与管路12的一端连接，管路12的另一端设置
有冲压头116，冲压头116设置于导引桁架18上，导引桁架18为弧形结构，导引桁架18弧形弯曲度与钢管桩15的外轮廓的弧形弯曲度相同，导引桁架18与钢丝绳16的一端固定连接，钢丝绳16的另一端固定连接在卷扬机14上，卷扬机14安装在稳桩平台13上，通过卷扬机14的吊设，可将导引桁架18沿钢管桩15上下移动，其主要作用是引导冲压头116对海基进行冲刷，具体原理如下：利用气管121将空气压缩机11产生的压缩空气混同水管122中的高压水送入泥沙中，由于搅拌形成的气体与泥沙混合物密度较低，在贴近泥面不停输送的高压水和压缩空气作用下，混合物向上流动，在钢管桩15外形成一段垂直的、仅有海水的空腔，从而减小钢管桩15下部地基的推力，在冲刷过程中稳桩平台13上的抱桩器上的千斤顶对钢管桩15进行顶推调整，最终完成纠偏。
23.如图4所示，导引桁架18上下端分别为弧形钢板181，弧形钢板181之间通过竖管182及斜支撑进行固定，最终形成稳定的桁架结构，具体的，导引桁架18的上、下端均设置有弧形钢板181，两根弧形钢板181之间通过竖管182焊接固定，弧形钢板181上对应开设有若干贯穿孔183，贯穿孔183的数量不小于冲压头116的数量，贯穿孔183内穿设有冲压头116，弧形钢板181的两端设置有固定挂耳19，固定挂耳19固定连接钢丝绳16，为增加导引桁架18的导引效率，在导引桁架18上增设配重块，借助于导引桁架18及配重块的自重，对冲压头116进行导引，提高冲压头116在冲刷时的稳定性。
24.如图5所示，需要说明的是，管路12包括气管121和水管122，水管122一端与潜水泵10的输出端连通，另一端连通在冲压头116上，气管121的一端通过套管接头115与冲压头116连接，另一端通过第二球阀114与分气包113连通，分气包113的输出端设置有若干分气支管，本实施例中分气支管的数量不应低于冲压头116的数量，分气包113的进气端通过第一球阀112连接有气罐111，气罐111通过连通管与空气压缩机11的输出端连接，通过空气压缩机11、气罐111及分气包113和气管121将压缩后的空气输出至冲压头116。
25.为了保障本装置的冲刷效果，本实施例中的空气压缩机11的输出端出口工作压力不低于0.8mpa；潜水泵10的出口压力数值不低于2.7mpa，额定流量不低于每小时一百五十立方米。
26.此外，为保障管路12的耐磨抗压性，本实施例中的管路12为钢丝增强聚氨酯软管、钢丝增强尼龙软管或钢丝缠绕树脂软管的任意一种。
27.工作方式：利用卷扬机14将导引桁架18整体起吊下放至海底泥面，将潜水泵10及空气压缩机11及管路12之间进行连接，潜水泵10打出2.7mpa的水压冲刷钢管桩15的桩身外壁的土层，空气压缩机11打出不低于0.8mpa的气压在海底形成气泡将高压水冲散的淤泥和黏土带出，同步向下沉放导引桁架18加深土层与钢管桩15之间的间隙，此时稳桩平台13上的抱桩器抱紧钢管桩15，千斤顶向外顶推钢管桩15，钢管桩15有轻微晃动，在遇到难以冲刷的基层时，反复提起、下放导引桁架18的方式，扩大钢管桩15与土层间隙深度，抱桩器上的千斤顶同步进行顶推调整，直至钢管桩15垂直度偏差调整到误差允许范围内，垂直度纠偏成功。
28.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种海上基础大型钢管桩水冲松桩垂直度纠偏装置，其特征在于，包括潜水泵（10）、空气压缩机（11）及管路（12），所述潜水泵（10）吊设于海平面以下位置，所述空气压缩机（11）安装于稳桩平台（13）上，所述潜水泵（10）及空气压缩机（11）的输出端均与管路（12）的一端连接，所述管路（12）的另一端设置有冲压头（116），所述冲压头（116）设置于导引桁架（18）上，所述导引桁架（18）为弧形结构，导引桁架（18）弧形弯曲度与钢管桩（15）的外轮廓的弧形弯曲度相同，导引桁架（18）与钢丝绳（16）的一端固定连接，所述钢丝绳（16）的另一端固定连接在卷扬机（14）上，所述卷扬机（14）安装在稳桩平台（13）上。2.根据权利要求1所述的一种海上基础大型钢管桩水冲松桩垂直度纠偏装置，其特征在于，所述导引桁架（18）的上、下端均设置有弧形钢板（181），两根所述弧形钢板（181）之间通过竖管（182）焊接固定，所述弧形钢板（181）上对应开设有若干贯穿孔（183），所述贯穿孔（183）内穿设有所述冲压头（116），所述弧形钢板（181）的两端设置有固定挂耳（19），所述固定挂耳（19）固定连接所述钢丝绳（16）。3.根据权利要求1所述的一种海上基础大型钢管桩水冲松桩垂直度纠偏装置，其特征在于，所述管路（12）包括气管（121）和水管（122），所述水管（122）一端与所述潜水泵（10）的输出端连通，另一端连通在所述冲压头（116）上，所述气管（121）的一端通过套管接头（115）与所述冲压头（116）连接，另一端通过第二球阀（114）与分气包（113）连通，所述分气包（113）的输出端设置有若干分气支管，进气端通过第一球阀（112）连接有气罐（111），所述气罐（111）通过连通管与所述空气压缩机（11）的输出端连接。4.根据权利要求1所述的一种海上基础大型钢管桩水冲松桩垂直度纠偏装置，其特征在于，所述稳桩平台（13）的两侧对称设置有两个用于承托稳桩平台（13）的定位柱（17），所述定位柱（17）的下端部承载于海基面上。5.根据权利要求3所述的一种海上基础大型钢管桩水冲松桩垂直度纠偏装置，其特征在于，所述空气压缩机（11）的输出端出口工作压力不低于0.8mpa。6.根据权利要求1所述的一种海上基础大型钢管桩水冲松桩垂直度纠偏装置，其特征在于，所述潜水泵（10）的出口压力数值不低于2.7mpa，额定流量不低于每小时一百五十立方米。7.根据权利要求1所述的一种海上基础大型钢管桩水冲松桩垂直度纠偏装置，其特征在于，所述管路（12）为钢丝增强聚氨酯软管、钢丝增强尼龙软管或钢丝缠绕树脂软管的任意一种。

技术总结

本实用新型公开了一种海上基础大型钢管桩水冲松桩垂直度纠偏装置，包括潜水泵、空气压缩机及管路，潜水泵吊设于海平面以下位置，空气压缩机安装于稳桩平台上，潜水泵及空气压缩机的输出端均与管路的一端连接，管路的另一端设置有冲压头，冲压头设置于导引桁架上，导引桁架为弧形结构，导引桁架弧形弯曲度与钢管桩的外轮廓的弧形弯曲度相同，导引桁架与钢丝绳的一端固定连接，钢丝绳的另一端固定连接在卷扬机上，卷扬机安装在稳桩平台上。本实用新型可循环使用于各种钢管桩的垂直度纠偏施工中，无需定制，降低造价成本，且施工简单易操作，适用各种复杂施工环境，不受施工条件限制，且冲刷面小，减少对钢管桩基层稳定性的破坏。减少对钢管桩基层稳定性的破坏。减少对钢管桩基层稳定性的破坏。