一种桩土复合作用的筒式结构及其施工工艺制造技术

本发明专利技术提供一种桩土复合作用的筒式结构及其施工工艺，包括钢圆筒，钢圆筒底部设有桩土复合基础，钢圆筒内设有水平固化层，水平固化层上方设有筒内固化仓隔。施工具体步骤如下：制作钢圆筒并转运至现场；将钢圆筒沉设至施工地点；填筑回填材料；施工桩土复合基础；施工水平固化层；施工形成筒内固化仓隔。本发明专利技术在原结构同等抗力的条件下，有效的减小了钢圆筒结构的直径，降低该结构对施工设备的需求，减少工程造价。有效拓展了钢圆筒结构在海工结构物中的应用领域，为今后重力式海工结构提供了新的解决方案。有效的降低了筒壁的贮仓压力，提高了筒体整体的抗倾动力响应性能，提高了筒体作为岸壁结构的整体性和耐久性。

【技术实现步骤摘要】
一种桩土复合作用的筒式结构及其施工工艺
本专利技术涉及海工结构及施工工艺领域，尤其涉及一种桩土复合作用的筒式结构及其施工工艺。
技术介绍
钢圆筒结构作为一种新型的海工结构，在外海人工岛成岛技术、海域环境基坑围堰等工程领域取得了良好的实践效果。传统的钢圆筒结构主要通过利用土体的嵌固作用和回填材料的摩擦力作为结构稳定抗力的主要来源。现有插入式钢圆筒的插入深度受现场地质条件影响，在地质条件过硬或过软的条件下，均无法发挥其自身的结构优势。为充分发挥钢圆筒结构稳定性，插入式钢圆筒需满足一定的入土深度才能充分利用土体的嵌固作用。因此，在地质较硬的区域，插入式钢圆筒难以顺利沉入既定深度，需额外的引孔设备辅助沉设DSM技术。施工难度较大，施工效率较低，且施工造价相对较高。而在地质松软尤其是在有淤泥质夹层的区域，钢圆筒的入土深度又难以控制在经济合理的范围内，增加了结构高度的同时，增加了施工设备的投入，施工风险大，施工质量难以保障。传统插入式钢圆筒筒内填料在结构稳定计算中仅考虑了筒内填料作用于侧壁摩擦力，因此，其自重对结构稳定性的作用远小于传统重力式结构，未能充分发挥结构优势。在倾覆作用较大的区域，需不断增加插入式钢圆筒直径来满足结构稳定性要求。随着筒径的增大，钢圆筒结构的施工难度也成倍增加，其结构经济性也不断降低。因此，受限于传统插入式钢圆筒自身结构特点和外部地质条件共同制约，该结构难以得到更大范围的推广及应用。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术的不足，而提供一种桩土复合作用的筒式结构及其施工工艺。本专利技术为实现上述目的，采用以下技术方案：一种桩土复合作用的筒式结构，包括钢圆筒，钢圆筒底部设有桩土复合基础，桩土复合基础包括若干根桩基，桩基沿钢圆筒的侧壁设置且分别与钢圆筒侧壁底面和外侧面固定连接，钢圆筒内底部设有水平固化层，水平固化层上方设有筒内固化仓隔，筒内固化仓隔分别与钢圆筒内壁和水平固化层顶部固定连接，筒内固化仓隔将钢圆筒内空间分隔成若干个独立格仓，若干个独立格仓内均充满了回填料。优选的，桩基为高压注浆桩或高压旋喷桩。优选的，桩基沿钢圆筒侧壁等间距设置。优选的，桩基的数量为三十六根。优选的，独立格仓的数量为六个且形状相同、大小相等。一种桩土复合作用的筒式结构的施工工艺，具体步骤如下：步骤一，按照设计要求加工、制作钢圆筒，并转运至施工现场；步骤二，利用起重、振沉设备将钢圆筒沉设至施工地点；步骤三，向钢圆筒内填筑回填材料至设计高度；步骤四，采用高压注浆设备或高压旋喷设备在钢圆筒侧壁底部施工若干根高压注浆桩或高压旋喷桩，共同构成桩土复合基础；步骤五，采用旋喷设备在钢圆筒底部施工形成水平固化层；步骤六，采用旋喷设备在钢圆筒内施工形成筒内固化仓隔，施工完毕即制得桩土复合作用的筒式结构。优选的，步骤五中水平固化层的水泥掺量为200-400kg每立方米。优选的，步骤六中筒内固化仓隔的水泥掺量为200-400kg每立方米。本专利技术的有益效果是：本专利技术充分利用了筒内填料的自重和桩土复合基础的承载力，在原结构同等抗力的条件下，有效的减小了钢圆筒结构的直径，降低该结构对施工设备的需求，减少工程造价。本专利技术有效的提高了钢圆筒结构对地质条件的适应能力，拓展了钢圆筒结构在海工结构物中的应用领域，为今后重力式海工结构提供了新的解决方案。箱内填料增加水平固化层和筒内固化仓隔后，有效的降低了侧壁的贮仓压力，提高了筒体整体的抗倾动力响应性能，提高了筒体作为岸壁结构的整体性和耐久性。附图说明图1为本专利技术的俯视图；图2为图1中A-A处的剖视图；图中：1-桩土复合基础；2-水平固化层；3-钢圆筒；4-筒内固化仓隔；5-回填料；以下将结合本专利技术的实施例参照附图进行详细叙述。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明：一种桩土复合作用的筒式结构，包括钢圆筒3，钢圆筒3底部设有桩土复合基础1，桩土复合基础1包括若干根桩基，桩基沿钢圆筒3的侧壁设置且分别与钢圆筒3侧壁底面和外侧面固定连接，钢圆筒3内底部设有水平固化层2，水平固化层2上方设有筒内固化仓隔4，筒内固化仓隔4分别与钢圆筒3内壁和水平固化层2顶部固定连接，筒内固化仓隔4将钢圆筒3内空间分隔成若干个独立格仓，若干个独立格仓内均充满了回填料5。优选的，桩基为高压注浆桩或高压旋喷桩。优选的，桩基沿钢圆筒3侧壁等间距设置。优选的，桩基的数量为三十六根。优选的，独立格仓的数量为六个且形状相同、大小相等。一种桩土复合作用的筒式结构的施工工艺，具体步骤如下：步骤一，按照设计要求加工、制作钢圆筒3，并转运至施工现场；步骤二，利用起重、振沉设备将钢圆筒3沉设至施工地点；步骤三，向钢圆筒3内填筑回填材料至设计高度；步骤四，采用高压注浆设备或高压旋喷设备在钢圆筒3侧壁底部施工若干根高压注浆桩或高压旋喷桩，共同构成桩土复合基础1；步骤五，采用旋喷设备在钢圆筒3底部施工形成水平固化层2；步骤六，采用旋喷设备在钢圆筒3内施工形成筒内固化仓隔4，施工完毕即制得桩土复合作用的筒式结构。优选的，步骤五中水平固化层2的水泥掺量为200-400kg每立方米。优选的，步骤六中筒内固化仓隔4的水泥掺量为200-400kg每立方米。本专利技术充分利用了筒内填料的自重和桩土复合基础的承载力，在原结构同等抗力的条件下，有效的减小了钢圆筒结构的直径，降低该结构对施工设备的需求，减少工程造价。本专利技术有效的提高了钢圆筒结构对地质条件的适应能力。拓展了钢圆筒结构在海工结构物中的应用领域，为今后重力式海工结构提供了新的解决方案。箱内填料增加水平固化层和筒内固化仓隔后，有效的降低了侧壁的贮仓压力，提高了筒体整体的抗倾动力响应性能，提高了筒体作为岸壁结构的整体性和耐久性。实施例一一种桩土复合作用的筒式结构，包括钢圆筒3，钢圆筒3底部设有桩土复合基础1，桩土复合基础1包括若干根桩基，桩基沿钢圆筒3的侧壁设置且分别与钢圆筒3侧壁底面和外侧面固定连接，钢圆筒3内底部设有水平固化层2，水平固化层2上方设有筒内固化仓隔4，筒内固化仓隔4分别与钢圆筒3内壁和水平固化层2顶部固定连接，筒内固化仓隔4将钢圆筒3内空间分隔成若干个独立格仓，若干个独立格仓内均充满了回填料5。优选的，受地质条件影响，由于施工地点土质较为松软、钢圆筒3抗倾覆稳定性不足，桩基选取为高压旋喷桩，增加钢圆筒3与周围土层的结合度。优选的，桩基沿钢圆筒3侧壁等间距设置。优选的，独立格仓的数量为六个且形状相同、大小相等。一种桩土复合作用的筒式结构的施工工艺，具体步骤如下：步骤一，按照设计要求加工、制作钢圆筒3，并转运至施工现场；步骤二，利用起重、振沉设备将钢圆筒3沉设至施工地点；步骤三，向钢圆筒3内填筑回填材料至设计高度；步骤四，采用高压旋喷设备在钢圆筒3侧壁底部施工若干根高压旋喷桩，共同构成桩土复合基础1；步骤五，采用旋喷设备在钢圆筒3底部施工形成水平固化层2；步骤六，采用旋喷设备在钢圆筒3内施工形成筒内固化仓隔4，施工完毕即制得桩土复合作用的筒式结构。优选的，步骤五中水平固化层2的水泥掺量为200kg每立方米。优选的，步骤六中筒内固化仓隔4的水泥掺量为200kg每立方米。实施例二一种桩土复合作用的筒式结构，包括钢圆筒3，钢圆筒3底部设有桩土复合基础1，桩土复合基础1包括若干根桩基，桩基沿钢圆筒3的侧壁设置且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桩土复合作用的筒式结构，包括钢圆筒(3)，其特征在于，钢圆筒(3)底部设有桩土复合基础(1)，桩土复合基础(1)包括若干根桩基，桩基沿钢圆筒(3)的侧壁底部设置且分别与钢圆筒(3)侧壁底面和外侧面固定连接，钢圆筒(3)内底部设有水平固化层(2)，水平固化层(2)上方设有筒内固化仓隔(4)，筒内固化仓隔(4)分别与钢圆筒(3)内壁和水平固化层(2)顶部固定连接，筒内固化仓隔(4)将钢圆筒(3)内空间分隔成若干个独立仓格，若干个独立仓格内均充满了回填料(5)。

【技术特征摘要】
1.一种桩土复合作用的筒式结构，包括钢圆筒(3)，其特征在于，钢圆筒(3)底部设有桩土复合基础(1)，桩土复合基础(1)包括若干根桩基，桩基沿钢圆筒(3)的侧壁底部设置且分别与钢圆筒(3)侧壁底面和外侧面固定连接，钢圆筒(3)内底部设有水平固化层(2)，水平固化层(2)上方设有筒内固化仓隔(4)，筒内固化仓隔(4)分别与钢圆筒(3)内壁和水平固化层(2)顶部固定连接，筒内固化仓隔(4)将钢圆筒(3)内空间分隔成若干个独立仓格，若干个独立仓格内均充满了回填料(5)。2.根据权利要求1所述的桩土复合作用的筒式结构，其特征在于，桩基为高压注浆桩或高压旋喷桩。3.根据权利要求2所述的桩土复合作用的筒式结构，其特征在于，桩基沿钢圆筒(3)侧壁等间距设置。4.根据权利要求3所述的桩土复合作用的筒式结构，其特征在于，桩基的数量为三十六根。5.根据权利要求4所述的桩土复合作用的筒式结构，其特征在于，独立仓格的数量为六个且形状相...

【专利技术属性】
技术研发人员：安秀山，娄雅冬，索穆，许琳丽，吴昊，
申请(专利权)人：中交第一航务工程局有限公司，中交一航局第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12