CN105804113B - 一种海洋裙式吸力式基础结构以及应用方法 - Google Patents

Abstract

一种海洋裙式吸力式基础结构以及应用方法，所述新型海洋裙式吸力式基础结构包括下端开口的主桶和下端开口的桶裙，所述桶裙套设在主桶上，所述主桶上设置有排气孔Ⅰ，所述桶裙上设置有排气孔Ⅱ，所述主桶侧壁倾斜设置，所述桶裙侧壁垂直设置。本基础结构由外侧为桶壁垂直式吸力式基础和内侧为倾斜式吸力式基础组成的新型裙式吸力式基础结构，有效地增强了基础结构的稳定性。

Description

一种海洋裙式吸力式基础结构以及应用方法

技术领域

本发明涉及海洋岩土工程技术领域，具体的是一种海洋裙式吸力式基础结构以及应用方法。

背景技术

目前，作为一种海洋资源开采平台的基础结构，吸力式基础已得到广泛地推广和应用。然而作为一种海洋基础结构，不但要承受上部海洋平台及其自重应力作用，而且要时时刻刻地受到由海浪、风等因素所产生的水平荷载、力矩荷载与扭剪荷载等不同约束方向的复合应力和循环应力作用；同时，基础结构所承受的竖向荷载极限值是直接决定其稳定性的重要因素。对于常规的吸力式基础型式，单桶结构或竖直桶体型式，都存在所承受的竖向荷载极限值过大引起基础失稳破坏的可能性。为了提高吸力式基础竖向荷载承载能力，裙式吸力式基础得到了推广应用，该结构虽然是将两个吸力式基础重叠作用，以此达到增强基础结构的稳定性，但是由于桶壁竖直，也易造成在竖向压荷载或拉拔荷载作用下地基失稳破坏。这就是现有技术的不足之处。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种海洋裙式吸力式基础结构，能够有效地增强海洋基础结构的稳定性。

本方案是通过如下技术措施来实现的：一种海洋裙式吸力式基础结构，包括下端开口的主桶和下端开口的桶裙，所述桶裙套设在主桶上，所述主桶上设置有排气孔Ⅰ，所述桶裙上设置有排气孔Ⅱ，所述主桶侧壁倾斜设置，所述桶裙侧壁垂直设置。

在上述技术方案的基础上，还可以有一下进一步的技术方案：

优选的，所述主桶侧壁下端的口径大、上端的口径小。

一种海洋裙式吸力式基础结构，包括下端开口的主桶和下端开口的桶裙，所述主桶包括主桶侧壁以及用于密封主桶上端的弹性密封部件Ⅰ，所述主桶上设置有排气孔Ⅰ，所述主桶侧壁可向四周展开形成倾斜结构；所述桶裙套设在主桶上，所述桶裙与主桶连接处设置有弹性密封部件Ⅱ，所述桶裙上设置有排气孔Ⅱ；还包括用于将主桶侧壁向四周展开形成倾斜结构的调整装置。本基础结构不仅可以作为普通的吸力式基础结构使用，而且可以通过调整装置的调整主桶侧壁壁形成倾斜式结构，从而改善和提高了海洋基础结构的稳定性和抗多自由复合加载的能力；并且基础结构设备加工容易，试验设备结构简单，成本较低，安装操作方便。在上述技术方案的基础上，还可以有一下进一步的技术方案：优选的，所述主桶侧壁包括多块刚性侧板，相邻的刚性侧板通过弹性密封部件Ⅲ密封连接。

优选的，所述主桶侧壁向四周展开形成倾斜结构时，所述主桶侧壁的下端口径大、上端的口径小。

优选的，所述桶裙侧壁垂直设置。

优选的，所述调整装置包括设置在主桶上方的调整仓，所述调整仓包括调整仓顶板以及与调整仓顶板铰接的调整仓侧壁，所述调整仓侧壁可沿着调整仓顶板向四周展开，所述调整仓侧壁与主桶侧壁固定连接，所述调整仓连接有用于将调整仓侧壁向四周展开的调节机构。

优选的，所述调节机构包括设置在调整仓内的调节杆，所述调节杆固定连接有施力杆。

优选的，所述调节杆的两端设置有滑轮。

优选的，所述弹性密封部件Ⅰ、弹性密封部件Ⅱ和弹性密封部件Ⅲ均为弹性橡胶。

优选的，所述排气孔Ⅰ设置在弹性密封部件Ⅰ上；所述排气孔Ⅱ设置在桶裙顶板上。

一种海洋裙式吸力式基础结构的应用方法，包括下述步骤，

（1）将海洋裙式吸力式基础结构垂直停放在海床上，在其自重的作用下主桶侧壁会自动压入海床，通过主桶上的排气孔Ⅰ抽出主桶内部的空气、水或泥沙，致使主桶内外产生压力差，该结构继续压入海床；

（2）当桶裙侧壁压入海床后，通过桶裙上的排气孔Ⅱ抽出桶裙内部的空气、水或泥沙，致使其桶裙内外产生压力差，该结构继续压入海床，最终压入设计位置；

（3）通过对施力杆施力带动调节杆将调整仓侧壁沿着调整仓顶板向四周展开，调整仓侧壁带动主桶侧壁向四周展开形成倾斜结构，在主桶侧壁展开的过程中，弹性密封部件Ⅰ、弹性密封部件Ⅱ和弹性密封部件Ⅲ保证主桶和桶裙保持密封状态；当主桶侧壁向四周展开程度满足设计要求时，停止对施力杆施力。

本发明的有益效果从上述的技术方案可以得知：一种海洋裙式吸力式基础结构，包括下端开口的主桶和下端开口的桶裙，所述桶裙套设在主桶侧壁上，所述主桶上设置有排气孔Ⅰ，所述桶裙上设置有排气孔Ⅱ，所述主桶侧壁倾斜设置，所述桶裙侧壁垂直设置。本基础结构由外侧为桶壁垂直式吸力式基础和内侧为倾斜式吸力式基础组成的裙式吸力式基础结构，有效地增强了基础结构的稳定性。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施

的有益效果也是显而易见的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 为实施例1的结构示意图；

图2为实施例2的结构示意图一；

图3为实施例2的结构示意图二；

图4为图2中的主桶侧壁的结构示意图；

图5为实施例2的结构示意图三。

图中：1-施力杆，2-调整仓，2.1-调整仓侧壁，2.2-调整仓顶板，3-调节杆，4-滑轮，5-桶裙，5.1-桶裙侧壁，6-弹性密封部件Ⅱ，7-主桶，7.1-主桶侧壁，7.1.1-刚性侧板，7.1.2-弹性密封部件Ⅲ，8-排气孔Ⅰ，9-排气孔Ⅱ，10-弹性密封部件Ⅰ。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种海洋裙式吸力式基础结构，包括下端开口的主桶7和下端开口的桶裙5，所述桶裙5套设在主桶7上，所述主桶7上设置有排气孔Ⅰ8，所述桶裙5上设置有排气

孔Ⅱ9，所述主桶侧壁7.1倾斜设置，所述桶裙侧壁5.1垂直设置。本基础结构由外侧为桶壁

垂直式吸力式基础和内侧为倾斜式吸力式基础组成的裙式吸力式基础结构，有效地增

强了基础结构的稳定性。

在本方案中，所述主桶侧壁7.1下端的口径大、上端的口径小。

实施例2

如图2-4所示，一种海洋裙式吸力式基础结构，包括下端开口的主桶7和下端开口的桶裙5，所述主桶7包括主桶侧壁7.1以及用于密封主桶7上端的弹性密封部件Ⅰ10，所述弹

性部件Ⅰ10可以是用于密封主桶7整个主桶顶板（如图2所示），所述弹性部件Ⅰ10可以是连接主桶侧壁7.1与主桶顶板7.2的连接件（如图5所示），所述主桶7上设置有排气孔Ⅰ8，所述主桶侧壁7.1可向四周展开形成倾斜结构；所述桶裙5套设在主桶7上，所述桶裙5与主桶7连接的一端设置有用于密封桶裙5与主桶7连接处的弹性密封部件Ⅱ6，所述桶裙5上设置有排气孔Ⅱ9；还包括用于将主桶侧壁7.1向四周展开形成倾斜结构的调整装置，所述桶裙侧壁5.1垂直设置。本基础结构不仅可以作为普通的吸力式基础结构使用，而且可以通过调整装置的调整主桶侧壁7.1壁形成倾斜式结构，从而改善和提高了海洋基础结构的稳定性和抗多自由复合加载的能力；并且基础结构设备加工容易，试验设备结构简单，成本较低，安装操作方便。

在本方案中，所述主桶侧壁7.1包括多块刚性侧板7.1.1，相邻的刚性侧板7.1.1通过弹性密封部件Ⅲ7.1.2密封连接。

在本方案中，所述主桶侧壁7.1向四周展开形成倾斜结构时，所述主桶侧壁7.1的下端口径大、上端的口径小。

在本方案中，所述调整装置包括设置在主桶7上方的调整仓2，所述调整仓2包括调整仓顶板2.2以及与调整仓顶板2.2铰接的调整仓侧壁2.1，所述调整仓侧壁2.1可沿着调整仓顶板2.2向四周展开，所述调整仓侧壁2.1与主桶侧壁7.1固定连接，所述调整仓2连接有用于将调整仓侧壁2.1向四周展开的调节机构。

在本方案中，所述调节机构包括设置在调整仓2内的调节杆3，所述调节杆3固定连接有施力杆1。

在本方案中，所述调节杆3的两端设置有滑轮4。

在本方案中，所述弹性密封部件Ⅰ10、弹性密封部件Ⅱ6和弹性密封部件Ⅲ7.1.1均为弹性橡胶。

在本方案中，所述排气孔Ⅰ8设置在弹性密封部件Ⅰ10上；所述排气孔Ⅱ9设置在桶裙顶板上。

一种海洋裙式吸力式基础结构的应用方法，包括下述步骤，

（1）将海洋裙式吸力式基础结构垂直停放在海床上，在其自重的作用下主桶侧壁7.1会自动压入海床，通过主桶7上的排气孔Ⅰ8抽出主桶7内部的空气、水或泥沙，致使主桶7内外产生压力差，该结构继续压入海床；

（2）当桶裙侧壁5.1压入海床后，通过桶裙5上的排气孔Ⅱ9抽出桶裙5内部的空气、水或泥沙，致使其桶裙5内外产生压力差，该结构继续压入海床，最终压入设计位置；

（3）通过对施力杆1施力带动调节杆3将调整仓侧壁2.1沿着调整仓顶板2.2向四周展开，调整仓侧壁2.1带动主桶侧壁7.1向四周展开形成倾斜结构，在主桶侧壁7.1展开的过程中，弹性密封部件Ⅰ10、弹性密封部件Ⅱ6和弹性密封部件Ⅲ7.1.1保证主桶7和桶裙5保持密封状态；当主桶侧壁7.1向四周展开程度满足设计要求时，停止对施力杆1施力。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点、创造性的特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种海洋裙式吸力式基础结构，其特征是：包括下端开口的主桶和下端开口的桶裙，所述主桶上设置有排气孔Ⅰ，所述主桶侧壁可向四周展开形成倾斜结构；所述桶裙套设在主桶上，所述桶裙上设置有排气孔Ⅱ；还包括用于将主桶侧壁向四周展开形成倾斜结构的调整装置；所述调整装置包括设置在主桶上方的调整仓，所述调整仓包括调整仓顶板以及与调整仓顶板铰接的调整仓侧壁，所述调整仓侧壁可沿着调整仓顶板向四周展开，所述调整仓侧壁与主桶侧壁固定连接，所述调整仓连接有用于将调整仓侧壁向四周展开的调节机构；所述调节机构包括设置在调整仓内的调节杆，所述调节杆的两端设置有滑轮，所述调节杆固定连接有施力杆；所述主桶侧壁向四周展开形成倾斜结构时，所述主桶侧壁的下端口径大、上端的口径小。

2.根据权利要求1所述的海洋裙式吸力式基础结构，其特征是：所述桶裙与主桶连接处设置有弹性密封部件Ⅱ，所述主桶侧壁包括多块刚性侧板，相邻的刚性侧板通过弹性密封部件Ⅲ密封连接。

3.根据权利要求2所述的海洋裙式吸力式基础结构，其特征是：所述主桶包括主桶侧壁以及用于密封主桶上端的弹性密封部件Ⅰ。

4.根据权利要求1所述的海洋裙式吸力式基础结构，其特征是：所述桶裙侧壁垂直设置。

5.根据权利要求3所述的海洋裙式吸力式基础结构，其特征是：所述弹性密封部件Ⅰ、弹性密封部件Ⅱ和弹性密封部件Ⅲ均为弹性橡胶；所述排气孔Ⅰ设置在弹性密封部件Ⅰ上；所述排气孔Ⅱ设置在桶裙顶板上。

6.一种如权利要求2-5任一权利要求的海洋裙式吸力式基础结构的应用方法，其特征是：包括下述步骤，

（1）将海洋裙式吸力式基础结构垂直停放在海床上，在其自重的作用下主桶侧壁会自动压入海床，通过主桶上的排气孔Ⅰ抽出主桶内部的空气、水或泥沙，致使主桶内外产生压力差，该结构继续压入海床；

（2）当桶裙侧壁压入海床后，通过桶裙上的排气孔Ⅱ抽出桶裙内部的空气、水或泥沙，致使其桶裙内外产生压力差，该结构继续压入海床，最终压入设计位置；

（3）通过对施力杆施力带动调节杆将调整仓侧壁沿着调整仓顶板向四周展开，调整仓侧壁带动主桶侧壁向四周展开形成倾斜结构，在主桶侧壁展开的过程中，弹性密封部件Ⅰ、弹性密封部件Ⅱ和弹性密封部件Ⅲ保证主桶和桶裙保持密封状态；当主桶侧壁向四周展开程度满足设计要求时，停止对施力杆施力。