【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種海上樁基工程，尤其是鳥巢型樁基防沖刷系統及其施工方法。
技術介紹
1、在我國近海海域中，松散的砂土和淤泥是常見的底床成份類型，這種砂土和淤泥由于泥沙顆粒間的粘結力較弱，容易受到海浪、潮流自然水動力的沖刷和侵蝕。在這種情況下，樁式基礎因其承載能力強、適應性強、穩定性好施工方便等優勢而被廣泛應用于海洋工程中。
2、但是樁基基礎建設后，潮流和波浪引起的水質點運動會受到樁基的顯著影響。首先，水質點碰撞樁基沿樁基加速下降產生下降流，和海床面的來流匯合，在樁基礎的前方形成馬蹄渦；其次，在樁基礎的背流處會形成渦流(卡門渦街)；再次，在樁基礎的兩側流線會收縮。這種局部流態的改變，會增加水流對底床的剪切應力，形成沖刷，在樁基礎周圍的海床發育沖刷坑。沖刷坑的存在會減小樁基的入土深度，降低樁基礎承載力，影響樁基礎的穩定性，威脅海洋工程的安全壽命。
3、海洋樁基工程的防沖刷措施有主動防護和被動防護。主動防護是通過改變局部流場特征來達到削弱流場強度的目的，降低流的挾沙能力。被動防護是在樁基礎周圍的海床面鋪設防護設備，以提高樁基礎周邊海床面的抗沖刷能力。目前海洋工程多采用被動防護，主要有諸如拋石、砂被(袋)、固化土、連鎖排等防沖刷手段。但是實際工程應用中，即使采用了上述被動防護手段，大多存在保護不到位、引起二次沖刷等問題，樁基礎周邊仍然會發生局部沖刷。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是克服上述
技術介紹
的不足，提供一種鳥巢型樁基防沖刷系統及其施工方法；該樁基防沖刷系
2、本專利技術采用的技術方案是：一種鳥巢型樁基防沖刷系統，其特征在于：該鳥巢型防沖刷系統外輪廓采用圓形結構，以適用于各種流場特征的海域。該系統底部為與樁基同軸布置的內圈梁和外圈梁，內圈梁和外圈梁之間設置以樁基為中心的放射狀底梁作為聯結，底梁長度約1.5～3倍樁徑(具體可按沖刷坑長度的預測計算確定)。內圈梁、外圈梁、底梁組合共同用于鳥巢型防沖刷系統的底部支撐；底梁上設置高度不同的立柱營造并支撐拋物面頂面；底梁底部設置土工布封底，進一步防護樁基周圍海床受潮流的沖刷。內外弧頂面之間的過渡頂面下設置立柱，沿該立柱布置吊裝鋼筋/管，底部配置吊裝底板。吊裝鋼筋/管底部與吊裝底板焊接為整體。
3、鳥巢型防沖刷系統頂面設置為弧形的拋物面，包括內弧頂面和外弧頂面；當來流碰撞樁基形成下降流沖刷海床造成海床泥沙的懸浮，懸浮泥沙在該系統頂面和底面的內腔空間隨水流向周圍擴散時受到頂面的阻攔，同時內腔中的立柱具備的一定擾流作用以降低流速，當流速減小、水流挾沙能力降低，懸浮泥沙再次沉積，從而削弱沖刷坑的發育，達到樁基防沖刷的目的。同時，外弧頂面設置成由外向內逐漸抬升的內凹弧面，弧面的導流作用可以降低流速，削弱流場，減小水流沖刷能力；內弧頂面設置成由外向內逐漸降低的內凹弧面，內弧頂面所營造的負地形有利于水體懸浮泥沙的沉積。
4、此外，當樁基所在海域水深較淺時，內外弧頂面同時可部分兼顧類似防波堤的消浪功能。鳥巢型防沖刷系統的內腔空間具有集漁效應，兼顧一定的人工漁礁功能。
5、鳥巢型防沖刷系統可采用鋼筋混凝土結構，亦可采用鋼結構，為增加其自身剛度、重量，便于整體吊放施工以及降低成本，推薦采用鋼筋混凝土結構。施工前，可將鳥巢型防沖刷系統在陸上一體澆筑完成，采用運輸船運至海上，進行整體一次吊裝沉放。施工時，采用后打樁施工方式，先將鳥巢型防沖刷系統整體吊放至海面，再將鋼管樁從其預留的中心孔穿入，鳥巢型防沖刷系統兼做沉樁導向架功能，將鋼管樁沉放到位。
6、本專利技術的有益效果是：
7、1、通過鳥巢型防沖刷系統的頂面阻攔海床受沖刷泥沙的懸浮擴散，促進懸浮泥沙再沉積，削弱沖刷坑發育。
8、2、外弧頂面的導流作用可降低流速、削弱外委流場強度，減小水流沖刷能力。內弧頂面所營造的負地形有利于水體懸浮泥沙的沉積。當海域水深較淺時，內外弧頂面同時可部分兼顧類似防波堤的消浪功能。
9、3、施工時，先將鳥巢型防沖刷系統吊放至海床面指定位置，再將樁基鋼管樁從該系統預留的中心孔穿入，該系統兼做沉樁導向架功能；同時，該系統的內腔空間具有集漁效應，可兼顧一定的人工漁礁功能。
10、4、本系統采用陸上預制、海中整體吊裝，做到整個防沖刷系統可視化，避免潛水員水下施工、驗收困難等事宜，給施工帶來很大便利。
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1.一種鳥巢型樁基防沖刷系統，其特征在于：
2.根據權利要求1所述的鳥巢型樁基防沖刷系統，其特征在于：所述內弧頂面背離過渡頂面的另一側邊緣與第一立柱的頂端固結；所述背離過渡頂面的外弧頂面另一側邊緣與外圈梁固結。
3.根據權利要求2所述的鳥巢型樁基防沖刷系統，其特征在于：所述第二立柱內設有通過澆注形成一體的吊裝鋼筋/管(8-1)，吊裝鋼筋/管的底端焊接有連接底梁鋼筋的吊裝底板(8-2)。
4.根據權利要求3所述的鳥巢型樁基防沖刷系統，其特征在于：所述若干立柱，包括沿著外徑方向依次布置的第一立柱(5-1)、第二立柱(5-2)、第三立柱(5-3)以及第四立柱(5-4)。
5.根據權利要求4所述的鳥巢型樁基防沖刷系統，其特征在于：所述內弧頂面的徑向尺寸小于所述外弧頂面的徑向尺寸。
6.根據權利要求5所述的鳥巢型樁基防沖刷系統，其特征在于：所述底梁的底部均設置有封底用的土工布(7)，以抵擋樁基周圍海潮的沖刷。
7.根據權利要求6所述的鳥巢型樁基防沖刷系統，其特征在于：所述底梁的長度為1.5～3倍的樁基直徑。
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