一种海上静载沉桩装置技术领域：
本实用新型涉及海上沉桩技术，尤其涉及一种海上静载沉桩装置。
背景技术：
桩基础已被广泛应用于港口、海洋和桥梁工程领域中。目前，在海上进行沉桩施工
一般有两类方法：一类是加动态冲击力将桩打入到海床土中，另一类是加静态压载将桩结
构压入到海床土中。
在海上采用打桩船打桩时，所需的专用打桩船使用费用高，存在噪声污染，对其它
建筑物存在潜在的振动破坏，施工过程容易受到风浪因素的影响，特别是在河道、河口和潮
流大的海域，由于水流速度大，通过锚缆定位、移位的打桩船定位、移位困难，打桩效率低。
可见，在不宜采用动力冲击打桩的环境中，需选用静载沉桩方法。
中国专利授权公告号CN2464778Y公布了一种水上静载沉桩的装置，其主要由桩
帽、筒式吸力锚、钢缆及钢缆上的张紧器构成，通过钢缆的拉力使桩体满满沉入水下地基土
中。该专利的局限性在于：钢缆倾斜作用在桩帽上，假设钢缆拉力为F、钢缆与水平面的夹角
为θ，则每个筒式吸力锚提供的竖向下拉力仅为Fsinθ；若θ＝30°则Fsinθ＝0.5F，即仅钢缆
拉力F的一半对沉桩有帮助，可见其沉桩荷载较小、效率较低；另外，钢缆拉力F的水平分量
Fcosθ不仅对沉桩无帮助，还会使筒式吸力锚产生倾斜、旋转，进而降低桶形基础的沉桩能
力。可见，有待发展简便、高效的静载沉桩装置。
实用新型内容：
为了弥补现有技术问题的不足，本实用新型的目的是提供及一种海上静载沉桩装
置，其操作简单，方便对海上静载沉桩进行施工。
本实用新型的技术方案如下：
海上静载沉桩装置，其特征在于，包括成一条直线分布的、沉入海床面下的四个桶
形基础，四个桶形基础对称分布在桩体的两侧，四个桶形基础上端面上间隔设有吊点、进出
水阀，待沉贯桩体上端套装有桩帽，桩帽上端固定连接有加载桁架，加载桁架下端面与四个
桶形基础上的吊点分别通过竖向钢缆相连接，每根钢缆上均设有钢缆张紧器。
所述的海上静载沉桩装置，其特征在于，所述的吊点设置在桶形基础的顶部中心。
所述的海上静载沉桩装置，其特征在于，所述的加载桁架由中间加载桁架及其两
侧的延长加载桁架构成，中间加载桁架的中点位于桩体中心轴线上。
本实用新型的优点是：
1、本实用新型四个桶形基础对称分布于桩体两侧，钢缆沿竖向分布连接桶形基础
与加载桁架，钢缆上竖向荷载均转变成桩体的下沉荷载，其不会产生对桩体下沉无帮助的
水平分量，沉桩荷载大、效率高。
2、本实用新型施工简单、方便，无需大型设备，具有经济性与实用性。
附图说明：
图1为本实用新型海上静载沉桩装置主视图。
图2为本实用新型海上静载沉桩装置俯视图。
图3为本实用新型桶形基础对称贯入桩基两侧海床示意图。
图4为本实用新型安装桩帽及中间加载桁架示意图。
图5为本实用新型临近桩基的两个桶形基础安装与张拉钢缆示意图。
图6为本实用新型加载桁架两侧加长续接示意图。
附图标记说明：1、桶形基础；2、进出水阀；3、吊点；4、钢缆；5、钢缆张紧器；6、桩体；
7、桩帽；8、加载桁架；A、海床面；B、海平面。
具体实施方式：
参见附图：
海上静载沉桩装置，包括成一条直线分布的、沉入海床面下的四个桶形基础1，四
个桶形基础1对称分布在桩体6的两侧，四个桶形基础1上端面上间隔设有吊点3、进出水阀
2，供连接外部管道抽取负压使用，待沉贯桩体6上端套装有桩帽7，桩帽7上端固定连接有加
载桁架8，加载桁架8下端面与四个桶形基础1上的吊点3分别通过竖向钢缆4相连接，每根钢
缆4上均设有钢缆张紧器5，通过张紧钢缆4上的钢缆张紧器5使加载桁架8受到下拉荷载，加
载桁架8受到的下拉荷载最终传递给桩体6，进而使桩体6逐渐下沉，从而达到静载沉桩的目
的。
吊点设3置在桶形基础1的顶部中心。
为了便于运输与安装，加载桁架一般采用多段桁架组装而成；加载桁架8由中间加
载桁架及其两侧相同长度的延长加载桁架构成，使加载桁架能超过两端最远两个桶形基础
1的正上方，中间加载桁架的中点位于桩体中心轴线上，整体组装后的加载桁架8的中点也
位于桩体中心轴线上。
加载桁架8应有足够的强度与刚度，能够承受钢缆4传递过来的轴力、剪力与弯矩，
并具有足够的安全储备。
加载桁架8上与钢缆4接触的部位，应采用加筋钢板强化，防止应力集中而发y生杆
件局部屈服变形。
使用辅助板材、螺栓连接或其它办法，使加载桁架8与桩帽7连接成整体，且桩帽7
上应设有限位构造，使加载桁架8在使用过程中不会滑动、脱落，确保载桁架8的整体稳定。
钢缆4的上部连接有钢缆张紧器5，其能使钢缆4张紧，且能提供所需的足够拉力。
海上静载沉桩装置施工过程如下：
1)、桩体定位与桶形基础沉贯：
在指定的海上施工点，使用设备将桩体6竖直就位于拟贯入点，贯入深度以能保证
桩体6自身的垂直度、且能承受一定的竖向荷载而不发生侧向位移为准。再以桩体6为中心，
两侧对称地共将四个桶形基础1下沉接触海床，通过桶形基础1的进出水阀2抽取真空使其
沉入海床土体中足够的深度；施工结束后，四个桶形基础1及桩体6成一直线分布；
一般地，可在桩体6顶部镶嵌一个半球面体后，再套上桩帽7，桩帽7带相应的内凹
的球面孔洞；这样，桩帽7与桩体6之间的连接相当于点接触，其只传递竖向荷载，而不传递
弯矩，确保桩体6被沿着竖向压入海床而不发生侧向位移。
2)、安装桩帽及中间加载桁架：
将桩帽7及辅助装置套在桩体6上，再将中间加载桁架8放在桩帽7上。桩帽7与中间
加载桁架8通过辅助装置相互固定连接；
桩帽7或桩体6上应设有限位构造，使加载桁架8在使用过程中不会滑动、脱落，确
保载桁架8的整体稳定。
3)、安装离桩体最近的两个桶形基础的钢缆：
对离桩体6最近的两个桶形基础，使钢缆4竖直的连接桶形基础1上的吊点3与中间
加载桁架8，通过初步张紧钢缆张紧器5使连接两个桶形基础1的钢缆4拉紧加载桁架8，形成
稳定结构；
此处张紧钢缆张紧器5，仅使钢缆4拉住加载桁架8形成稳定结构即可，方便后续加
载桁架的续接与延长。
4)、在中间加载桁架两侧续接、延长加载桁架：
在中间加载桁架8两侧对称地续接、延长加载桁架，使加载桁架8能超过两端最远
两个桶形基础1的正上方；
加载桁架相互续接的部分，设有连接钢板与螺栓孔，采用螺栓固定连接。连接处应
能承受施工过程中的最大轴力、剪力与弯矩，并具有一定的安全储备。
5)、安装剩余的两个桶形基础的钢缆，并实施均匀加载作业：
对离桩体6最远的两个桶形基础，使钢缆4竖直的连接桶形基础1上的吊点3与加载
桁架8，通过初步张紧钢缆张紧器5使连接这两个桶形基础1的钢缆4拉紧加载桁架8；
至此，四个桶形基础均已初步张紧、拉住加载桁架8，形成稳定的加载体系；同时逐
渐张紧四个桶形基础上方的钢缆张紧器5，且保持每根钢缆4的拉力基本相同，使钢缆4的拉
力变成桩体6的下沉荷载，逐渐把桩体6贯入海床中；
静载沉桩过程中，应保持加载桁架8的水平度。若发现加载桁架8产生倾斜，应通过
调整不同位置钢缆4上的拉力，使加载桁架8重回水平状态；桩体6下沉达到预定值后，经过
检测其铅锤度满足要求后，静载沉桩施工即完成。
利用本实用新型所提装置静载沉桩结束后，松开各钢缆张紧器5，解下钢缆4，拆除
加载桁架8，通过各桶形基础的进出水阀2向桶内注水，桶形基础逐渐向上移动并最终拔出
海床，提离各桶形基础即完成本实用新型所提装置的拆除工作.
本实用新型不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术
知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出
其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之内。