具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础及其施工方法，包括有钢管、内囊袋、内部注浆体、外囊袋、外部注浆体、多个孔洞、锚头、环形端头和锚链；内囊袋和外囊袋的两端均设有袋口，内囊袋的两端袋口分别绑扎、固定在位于多个孔洞两端位置的钢管上，外囊袋的两端袋口分别绑扎、固定在钢管的两端；内部注浆体填充在钢管和内囊袋的内部，外部注浆体填充在内囊袋与外囊袋之间。本发明专利技术分别设置内囊袋和外囊袋，并使内部注浆体的强度大于外部注浆体的强度，适应了锚链拉力作用在钢管上时的应力集中需要，使内部注浆体和外部注浆体在荷载作用下不易发生破坏与失效，提高了注浆式锚泊基础的安全性。

Grouting anchorage foundation with inner and outer capsules and its construction method

【技术实现步骤摘要】
具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础及其施工方法
本专利技术涉及深水网箱的锚泊
，具体是一种具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础及其施工方法。
技术介绍
鱼雷锚是动力贯入锚的一种，一般长约15m，重达130吨。锚自身的形状类似鱼雷，故得名鱼雷锚。鱼雷锚安装快捷方便，安装时不需要借助任何外力，仅需在离海底足够高的位置将其垂直释放，使其靠自身重力下落，并在碰撞海底时，借助高加速度导致的巨大惯性力而贯穿海床至一定深度。通常释放高度在距海底30m时能达到17m/s的最终碰撞速度，贯入深度约为7m，在150m时能达到30m/s以上，贯入深度约为20m。可见，鱼雷锚具有结构简单、可重复使用、制造成本低、安装便捷的特点，非常适合海上的施工环境。若能利用该优点，将鱼雷锚改造成一种施工工具，必将促进海洋锚泊基础施工技术的进步与发展。本专利技术关注的问题为：在淤泥、淤泥质黏土等软质海床土体中，利用鱼雷锚的施工便利性，发展一种基于鱼雷锚施工的具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础，且具有施工简便、造价低、抗拔承载力大的特征。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础及其施工方法，锚泊基础由钢管、内、外囊袋、内、外注浆体组成，内囊袋中的注浆体强度大于外囊袋中的注浆体强度，使注浆体与钢管的结合强度高，整体性强，抗拔承载力大。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础，其特征在于：包括有钢管、内囊袋、内部注浆体、外囊袋和外部注浆体，所述钢管的中部分别设有多个孔洞，钢管的下端固定连接有锚头，钢管的上端固定连接有环形端头，所述环形端头的一侧固定连接有系泊环并连接有锚链；所述内囊袋和外囊袋的两端均设有袋口，所述内囊袋的两端袋口分别绑扎、固定在位于所述多个孔洞两端位置的钢管上，所述外囊袋的两端袋口分别绑扎、固定在所述钢管的两端；所述的内部注浆体填充在所述钢管和内囊袋的内部，所述的外部注浆体填充在所述内囊袋与外囊袋之间。所述的具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础，其特征在于：所述的内囊袋和外囊袋均由反渗透防腐布制成。所述的具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础，其特征在于：所述的多个孔洞等间隔均匀分布在所述筒体的中部，且位于不小于所述钢管1/2高度的范围内。所述的具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础，其特征在于：所述锚链的一侧分别绑定有外注浆管和内注浆管，所述外注浆管的出浆口位于所述内囊袋与外囊袋之间，所述内注浆管的出浆口位于所述内囊袋的内部。所述的具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础，其特征在于：所述钢管的两端在所述内囊袋与外囊袋之间均匀的绑定有呈竖向设置的多根钢索，所述的多根钢索应有足够的长度使其对所述内囊袋的撑开过程无约束。所述的具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础，其特征在于：所述内部注浆体的强度大于所述外部注浆体的强度。所述的具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础，其特征在于：所述环形端头的内径与所述钢管的内径相等。所述的具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础，其特征在于：所述钢管的中部在设有多个孔洞一段的壁厚小于钢管两端未设有孔洞部分的壁厚。一种具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础的施工方法，其特征在于：具体包括以下步骤：(1)、组装内囊袋和外囊袋：将锚链的一端系泊在系泊环上，将外注浆管和内注浆管均绑定在锚链的一侧，将内囊袋的两端袋口分别绑扎、固定在位于多个孔洞两端位置的钢管上，且使内注浆管的出浆口位于内囊袋的内部；将外囊袋的两端袋口分别绑扎、固定在钢管的两端，且使外注浆管的出浆口位于内囊袋与外囊袋之间，并在内囊袋与外囊袋之间的钢管的两端均匀的绑定呈竖向设置的多根钢索；将无尾翼鱼雷锚的锚身穿越、套入钢管内部，以下简称鱼雷锚，使得鱼雷锚的锚身的下端水平且压在锚头的顶面，将施工绳索连接在鱼雷锚上端的吊杆上；使用后续可解脱的简单方式使鱼雷锚与钢管绑定相连，并将内囊袋、多根钢索和外囊袋折叠、卷缩并简单固定在钢管的外壁上，基于施工绳索平稳的起吊鱼雷锚使其垂直悬吊于海床上方；(2)、释放施工绳索：下放锚链一定的长度使其处松弛状态且对鱼雷锚的快速下沉影响降到最低，然后释放施工绳索，使钢管在鱼雷锚自重作用下快速下沉并贯入海床；(3)、内囊袋注浆和移除鱼雷锚：将内注浆管与注浆系统连接，开启注浆系统使浆液通过内注浆管的出浆口在内囊袋内部涌出，同时缓慢向上张拉施工绳索，张拉过程中使鱼雷锚与钢管之间的连接发生解脱与失效，使锚身与钢管逐步分离，最终将鱼雷锚拉起、移除，钢管遗留在海床土体中；鱼雷锚提离钢管后，浆液填充了钢管和内囊袋的内部，并使内囊袋体积撑开达到设计要求；当注入浆液的体积达到设计值后，停止注浆，浆液位于钢管和内囊袋的内部，逐渐硬化板结形成内部注浆体；(4)、外囊袋注浆：静置一段时间，使内部注浆体的强度达到不小于设计值的50％后，将外注浆管与注浆系统连接，开启注浆系统使浆液通过外注浆管的出浆口在内囊袋与外囊袋之间涌出，浆液逐渐包裹原有的内部注浆体并将外囊袋撑开，浆液逐渐充满展开的外囊袋；当注入浆液的体积达到设计值后，停止注浆，浆液位于内囊袋与外囊袋之间，硬化板结后形成外部注浆体，最终内部注浆体、外部注浆体与钢管结合形成整体，形成锚泊基础。与现有技术相比，本专利技术具有下列优点：(1)、本专利技术的钢管基于无翼鱼雷锚施工贯入海床，鱼雷锚较大的自重能将钢管贯入至较深的海床中，安装便捷，施工时间短，非常适合海上的施工环境。(2)、本专利技术分别设置内囊袋和外囊袋，并使内部注浆体的强度大于外部注浆体，适应了锚链拉力作用在钢管上时的应力集中需要，使内部注浆体与外部注浆体在荷载作用下不易发生破坏与失效，提高了注浆式锚泊基础的安全性。(3)、本专利技术的内部注浆体和外部注浆体包裹在钢管内外，且在内囊袋的外围设置了多根钢索，相当于现浇钢筋混凝土结构，整体性强；浆液硬化后与钢管形成整体，其与四周土体接触紧密，注浆体的自重、与四周土体的摩擦力、上覆海床土体的自重等构成锚泊基础的抗拔承载力，抗拔承载力较大。附图说明图1本专利技术中钢管的三维结构示意图。图2为图1的剖面图。图3本专利技术中钢管与注浆管的连接示意图。图4本专利技术中钢管与内囊袋、外囊袋的连接示意图。图5为本专利技术施工用的鱼雷锚的三维结构示意图。图6为图5的剖面图。图7为本专利技术中钢管与鱼雷锚的组装结构示意图。图8为图7的剖面图。图9为本专利技术中钢管施工前垂吊于海床上方的示意图。图10为本专利技术中钢管依靠鱼雷锚贯入海床的示意图。图11为鱼雷锚撤除后钢管的姿态示意图。图12为基于内注浆管注浆后的内部注浆体的示意图。图13为基于外注浆管注浆后的外部注浆体的示意图。图14为本专利技术的剖面图。附图标记说明：1、锚头；2、钢管；3、环形端头；4、多个孔洞；5、系泊环；6、锚链；7、外注浆管；8、内注浆管；9、内囊袋；10、外囊袋；11、锚身；12、端头；13、吊杆；14、填充物；15、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础，其特征在于：包括有钢管、内囊袋、内部注浆体、外囊袋和外部注浆体，所述钢管的中部分别设有多个孔洞，钢管的下端固定连接有锚头，钢管的上端固定连接有环形端头，所述环形端头的一侧固定连接有系泊环并连接有锚链；所述内囊袋和外囊袋的两端均设有袋口，所述内囊袋的两端袋口分别绑扎、固定在位于所述多个孔洞两端位置的钢管上，所述外囊袋的两端袋口分别绑扎、固定在所述钢管的两端；所述的内部注浆体填充在所述钢管和内囊袋的内部，所述的外部注浆体填充在所述内囊袋与外囊袋之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础，其特征在于：包括有钢管、内囊袋、内部注浆体、外囊袋和外部注浆体，所述钢管的中部分别设有多个孔洞，钢管的下端固定连接有锚头，钢管的上端固定连接有环形端头，所述环形端头的一侧固定连接有系泊环并连接有锚链；所述内囊袋和外囊袋的两端均设有袋口，所述内囊袋的两端袋口分别绑扎、固定在位于所述多个孔洞两端位置的钢管上，所述外囊袋的两端袋口分别绑扎、固定在所述钢管的两端；所述的内部注浆体填充在所述钢管和内囊袋的内部，所述的外部注浆体填充在所述内囊袋与外囊袋之间。


2.根据权利要求1所述的具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础，其特征在于：所述的内囊袋和外囊袋均由反渗透防腐布制成。


3.根据权利要求1所述的具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础，其特征在于：所述的多个孔洞等间隔均匀分布在所述筒体的中部，且位于不小于所述钢管1/2高度的范围内。


4.根据权利要求1所述的具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础，其特征在于：所述锚链的一侧分别绑定有外注浆管和内注浆管，所述外注浆管的出浆口位于所述内囊袋与外囊袋之间，所述内注浆管的出浆口位于所述内囊袋的内部。


5.根据权利要求1所述的具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础，其特征在于：所述钢管的两端在所述内囊袋与外囊袋之间均匀的绑定有呈竖向设置的多根钢索，所述的多根钢索应有足够的长度使其对所述内囊袋的撑开过程无约束。


6.根据权利要求1所述的具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础，其特征在于：所述内部注浆体的强度大于所述外部注浆体的强度。


7.根据权利要求1所述的具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础，其特征在于：所述环形端头的内径与所述钢管的内径相等。


8.根据权利要求1所述的具有内囊与外囊的注浆式锚泊基础，其特征在于：所述钢管的中部在设有多个孔洞一段的壁厚小于钢管两端未设有孔洞部分的壁厚。


9.一种基于权利要求1-8任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洁群，高玲玲，沈亦军，何立新，李国斌，
申请(专利权)人：合肥学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34