CN107401177B - 一种底板带压浆装置的吸力式沉箱基础 - Google Patents

一种底板带压浆装置的吸力式沉箱基础 Download PDF

Info

Publication number
CN107401177B
CN107401177B CN201710541600.2A CN201710541600A CN107401177B CN 107401177 B CN107401177 B CN 107401177B CN 201710541600 A CN201710541600 A CN 201710541600A CN 107401177 B CN107401177 B CN 107401177B
Authority
CN
China
Prior art keywords
negative pressure
mud jacking
pressure cylinder
vertical
steel plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710541600.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107401177A (zh
Inventor
戴国亮
朱文波
龚维明
赵学亮
高鲁超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN201710541600.2A priority Critical patent/CN107401177B/zh
Publication of CN107401177A publication Critical patent/CN107401177A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107401177B publication Critical patent/CN107401177B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/10—Deep foundations
    • E02D27/18—Foundations formed by making use of caissons
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D15/00—Handling building or like materials for hydraulic engineering or foundations
    • E02D15/02—Handling of bulk concrete specially for foundation or hydraulic engineering purposes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/52—Submerged foundations, i.e. submerged in open water
    • E02D27/525—Submerged foundations, i.e. submerged in open water using elements penetrating the underwater ground
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2250/00—Production methods
    • E02D2250/003—Injection of material
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2250/00—Production methods
    • E02D2250/0053—Production methods using suction or vacuum techniques
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2300/00—Materials
    • E02D2300/0026—Metals
    • E02D2300/0029—Steel; Iron

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Foundations (AREA)

Abstract

一种底板带压浆装置的吸力式沉箱基础，包括负压筒和压浆装置，负压筒的下端开口，负压筒的上端设有封盖，封盖上设有导缆孔、排水阀与引线孔，排水阀、引线孔与负压筒的内腔连通；负压筒内设置有若干层十字钢板，十字钢板处设有交叉式压浆管道；交叉式压浆管与竖向压浆管连接，竖向压浆管上部穿过引线孔与压浆装置相连，底层竖向压浆管道沿负压筒外壁对称布置，其他各层竖向压浆管道沿负压筒内壁对称布置，且内外竖向压浆管道设有保护性钢管；竖向压浆管道不开设注浆孔洞，交叉式压浆管道开设多个压浆孔洞。本发明可以通过筒内筒底的注浆加固作用，使浆液与十字板固结成整体，增加负压筒内土体的重量及端阻力，从而提高了吸力式沉箱基础的承载力。

Description

一种底板带压浆装置的吸力式沉箱基础
技术领域
本发明涉及漂浮式海上风机锚固技术领域，特别是涉及一种底板带压浆装置的吸力式沉箱基础。
背景技术
吸力式沉箱基础是深海海洋平台结构的一种新型基础形式，与传统的桩基础相比，吸力式沉箱基础具有运输与施工方便、工期短、可重复性使用以及造价低等优点，在海洋工程中应用越来越多。基础的稳定与否是决定海洋平台能否正常使用的关键因素，深水海洋平台中的吸力式沉箱基础主要承受风浪作用于上部结构而传递下来的拉拔荷载，所以吸力式沉箱基础竖向承载力以抗拔承载力为主。
基于吸力式沉箱基础较其他传统基础形式的优点，国内外诸多学者通过大量的室内试验、理论分析以及数值模拟等方法，对该类基础形式的工作原理、施工方法、适用范围以及基础承载特性等一系列问题进行了研究。同时，我国在海洋平台、桥梁、海上风电等多个领域应用吸力式沉箱基础，针对理论与实践方面的研究也积累了丰富的经验。
依据荷载的加载速率以及不同排水条件下的孔隙水压力消散情况，吸力式沉箱基础的竖向上拔破坏形式可分为局部剪切破坏、底部张力破坏与整体破坏三种形式。
当吸力式沉箱基础缓慢拔出时，地基内的渗流运动导致沉箱内泥沙的孔隙水压力充分消散，土体处于完全排水状态，基础发生局部剪切破坏，其抗拔承载力主要取决于沉箱筒壁与土体之间的摩擦力和基础自重；当吸力式沉箱基础的拔出速度增加时，由于负压存在，造成基础内的土体形成土塞与沉箱一起拔出，沉箱内的土体处于部分排水状态，基础发生底部张力破坏，其抗拔承载力取决于基础的底部阻拔力、沉箱与土塞的自重；当吸力式沉箱基础快速拔出时，基础内的负孔隙水压力来不及消散，土体处于完全不排水状态，基础发生整体破坏，其抗拔承载力取决于沉箱和土塞自重、沉箱内外侧摩阻力以及底部反向地基承载力。
因此，考虑到吸力式沉箱基础的破坏形式，本发明依据注浆加固原理，对负压筒内的泥沙进行加固处理，增加基础自重、侧摩阻力以及底部端阻力，从而达到提高吸力式沉箱基础竖向抗拔承载力的效果。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明提供一种底板带压浆装置的吸力式沉箱基础，可以通过筒内筒底的注浆加固作用，使浆液与十字板固结成整体，增加负压筒内土体的重量及端阻力，从而提高了吸力式沉箱基础的承载力，为达此目的，本发明提供一种底板带压浆装置的吸力式沉箱基础，包括负压筒和压浆装置，所述压浆装置在负压筒上方，所述负压筒的上端设有封盖，所述封盖上设有导缆孔、排水阀与引线孔，所述排水阀、引线孔与负压筒的内腔连通，所述负压筒内设置有至少2层固定钢板，所述固定钢板四端与负压筒焊接牢固，所述固定钢板设有交叉式压浆管道，并与固定钢板焊接固定，所述交叉式压浆管与竖向压浆管道连接，底层竖向压浆管道沿负压筒外壁对称布置，其他各层竖向压浆管道沿负压筒内壁对称布置，外部竖向压浆管上部穿过引线孔与压浆装置相连，内部竖向压浆管上部与压浆装置直接相连，所述交叉式压浆管道开设一排压浆孔洞。
本发明的进一步改进，所述固定钢板为十字钢板或X型的固定钢板，本发明主要使用十字板固定交叉式压浆管道，也可以采用其他形式如X型的固定钢板。
本发明的进一步改进，所述负压筒内分层设置上十字钢板和下十字钢板，所述上十字钢板中间设有上部交叉式压浆管道，所述下十字钢板中间设有下部交叉式压浆管道，且各层十字钢板之间相互独立，所述十字钢板端点处与负压筒内壁焊接固定，所述竖向压浆管道的外部竖向压浆管为外侧竖向压浆管道，所述竖向压浆管道的内部竖向压浆管为内侧竖向注浆管道，所述内侧竖向压浆管道上部穿过引线孔与压浆装置相连，所述外侧竖向压浆管道下部与下部交叉式压浆管道两端相连，所述外侧竖向注浆管道上部直接与压浆装置相连，所述内外侧竖向注浆管道下部与对应上部交叉式压浆管道两端相连，以上为本发明一种最常用形态。
本发明的进一步改进，所述负压筒的外侧竖向压浆管道设有保护性外钢管，所述保护性外钢管与负压筒焊接牢固，所述负压筒的内侧竖向压浆管道设有保护性内钢管，所述保护性内钢管与负压筒焊接牢固，通过保护性钢管可以提供相应管道强度。
本发明的进一步改进，所述负压筒接抽水泵，吸力式沉箱基础通过抽水泵将负压筒内的海水和空气抽出，筒内外形成压强差，进而利用海水的压力将负压筒压入到海床。
本发明提供的一种底板带注浆装置的吸力式沉箱基础，通过注浆加固后使十字板与浆液、泥沙形成高强度的整体结构，很大程度上增加了负压筒与泥沙之间的摩擦阻力、端阻力以及泥沙自重，从而达到提高吸力式沉箱基础的竖向抗拔承载力的目的。
附图说明
图1为本发明一种底板带注浆装置的吸力式沉箱基础结构示意图；
图2为本发明一种底板带注浆装置的吸力式沉箱基础结构示意图；
图示说明:
1、导缆孔；2、排水阀；3、引线孔；4、封盖；5、负压筒； 6、外侧竖向注浆管道；7、保护性外钢管；8、内侧竖向注浆管道；9、保护性内钢管；10、上部交叉式压浆管道；11、上十字钢板；12、下部交叉式压浆管道；13、下十字钢板；14、注浆孔洞。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
本发明提供一种底板带压浆装置的吸力式沉箱基础，可以通过筒内、筒底的注浆加固作用，使浆液与十字板固结成整体，增加负压筒内土体的重量及端阻力，从而提高了吸力式沉箱基础的抗拔承载力。
本实施例采用两层十字板形式进行设计，一种底板带注浆装置的吸力式沉箱基础，包括负压筒5和压浆装置，所述负压筒5的下端开口，所述负压筒5的上端设有封盖4，所述封盖4上设有导缆孔1、引线孔3和排水阀2，所述引线孔3和排水阀2与负压筒5内腔连通；所述负压筒5内部设有上十字钢板11和下十字钢板13，两层十字板四个端点处与负压筒5内壁焊接固定；所述压浆装置包括外侧竖向注浆管道6和内侧竖向注浆管道8，内侧竖向注浆管道8与上部交叉式压浆管道10相连，外侧竖向注浆管道6与下部交叉式压浆管道12相连。内侧竖向压浆管道8沿负压筒内壁对称布置，上部穿过引线孔3与压浆装置相连（未示出）。外侧竖向压浆管道沿负压筒外壁对称布置，上部与压浆装置相连（未示出）。
本发明所述负压筒内分层设置上十字钢板11和下十字钢板13，上十字钢板11中间设有上部交叉式压浆管道10，下十字钢板13中间设有下部交叉式压浆管道12，上部交叉式压浆管道10处在上十字钢板11轴线处，并与上十字钢板11焊接牢固。下部交叉式压浆管道12处在下十字钢板13轴线处，并与下十字钢板13焊接牢固。且各层交叉式压浆管道之间相互独立。两层十字板四个端点处与负压筒5内壁焊接固定。
本发明处在上十字钢板11的上部交叉式压浆管道10，开设一定数量的注浆孔洞14；处在下十字钢板13的下部交叉式压浆管道12，开设一定数量的注浆孔洞14。
本发明所述外侧竖向压浆管道6，其上部直接与压浆装置（未示出）相连，下部与下部交叉式压浆管道12相连；底层竖向注浆管道沿负压筒外壁布置，其他各层竖向压浆管道沿负压筒内壁布置，所述内侧竖向注浆管道8，其上部穿过引线孔3与注浆设备（未示出）相连，下部与上部交叉式压浆管道10相连；另外，内外壁竖向注浆管道不开设注浆孔洞14，负压筒外侧竖向压浆管道6，设有保护性外钢管7，保护性外钢管7与负压筒焊接牢固。负压筒内侧竖向压浆管道8，设有保护性内钢管9，保护性内钢管9与负压筒焊接牢固。
本发明每层交叉式压浆管道设置四根竖向注浆管道与之连接，并与压浆装置形成环形注浆回路，便于清孔压浆。本附图仅示出横向注浆装置。
本发明引线孔处设有橡胶塞（未示出），保证筒的气密性。
本发明所述底板带压浆装置的吸力式沉箱基础是通过抽水泵将负压筒内部的海水及空气抽出，利用负压筒内外形成压强差把吸力式沉箱基础压入海床。当吸力式沉箱稳定后开始压浆，以提高吸力式沉箱基础的承载力。
其中图1为双层底板带压浆装置的吸力式沉箱基础，图2为单层底板带压浆装置的吸力式沉箱基础。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种底板带压浆装置的吸力式沉箱基础，包括负压筒（5）和压浆装置，其特征在于：所述压浆装置设置在负压筒（5）上方，所述负压筒（5）的上端设有封盖（4），所述封盖（4）上设有导缆孔（1）、排水阀（2）与引线孔（3），所述排水阀（2）、引线孔（3）与负压筒（5）的内腔连通，所述负压筒（5）内设置有至少2层固定钢板，所述固定钢板四端与负压筒（5）焊接牢固，所述固定钢板为十字钢板或X型的固定钢板，所述固定钢板焊接固定有交叉式压浆管道，所述交叉式压浆管道 与竖向压浆管道连接，底层竖向压浆管道沿负压筒外壁对称布置，其他各层竖向压浆管道沿负压筒内壁对称布置，内部竖向压浆管上部穿过引线孔（3）与压浆装置相连，外部竖向压浆管上部与压浆装置直接相连，所述交叉式压浆管道开设一排压浆孔洞（14）。
2.根据权利要求1所述的一种底板带压浆装置的吸力式沉箱基础，其特征在于：所述负压筒内分层设置上十字钢板（11）和下十字钢板（13），所述上十字钢板（11）中间设有上部交叉式压浆管道（10），所述下十字钢板（13）中间设有下部交叉式压浆管道（12），且上、下十字钢板之间相互独立，上、下十字钢板端点处均与负压筒内壁焊接固定，所述竖向压浆管道的外部竖向压浆管为外侧竖向压浆管道（6），所述竖向压浆管道的内部竖向压浆管为内侧竖向注浆管道（8），所述内侧竖向压浆管道（8）上部穿过引线孔（3）与压浆装置相连，所述外侧竖向压浆管道（6）下部与下部交叉式压浆管道（12）两端相连，所述外侧竖向注浆管道（6）上部直接与压浆装置相连，所述内侧竖向注浆管道（8）下部与对应上部交叉式压浆管道（10）两端相连。
3.根据权利要求2所述的一种底板带压浆装置的吸力式沉箱基础，其特征在于：所述负压筒（5）的外侧竖向压浆管道（6）设有保护性外钢管（7），所述保护性外钢管（7）与负压筒（5）焊接牢固，所述负压筒（5）的内侧竖向压浆管道（8）设有保护性内钢管（9），所述保护性内钢管（9）与负压筒（5）焊接牢固。
4.根据权利要求1所述的一种底板带压浆装置的吸力式沉箱基础，其特征在于：所述负压筒（5）接抽水泵。
CN201710541600.2A 2017-07-05 2017-07-05 一种底板带压浆装置的吸力式沉箱基础 Active CN107401177B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710541600.2A CN107401177B (zh) 2017-07-05 2017-07-05 一种底板带压浆装置的吸力式沉箱基础

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710541600.2A CN107401177B (zh) 2017-07-05 2017-07-05 一种底板带压浆装置的吸力式沉箱基础

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107401177A CN107401177A (zh) 2017-11-28
CN107401177B true CN107401177B (zh) 2019-04-12

Family

ID=60405404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710541600.2A Active CN107401177B (zh) 2017-07-05 2017-07-05 一种底板带压浆装置的吸力式沉箱基础

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107401177B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108086347B (zh) * 2017-12-12 2019-07-23 河海大学 加强螺管和加强螺管式吸力桶基础及其使用方法
CN109555149B (zh) * 2019-01-12 2023-12-15 大连理工大学 一种海洋吸力式筒形基础加固装置及其施工方法
CN110106907B (zh) * 2019-05-10 2021-07-02 东南大学 一种吸力式沉箱基础与水泥土搅拌桩加固联合体
CN110593251A (zh) * 2019-09-20 2019-12-20 天津大学 一种适用于软土海底地基改良的筒型装置及其施工方法
CN112195958B (zh) * 2020-07-07 2022-06-14 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 一种防土塞堵孔、反向注浆的分舱吸力桶形基础
CN113833010A (zh) * 2021-09-16 2021-12-24 华能(浙江)能源开发有限公司清洁能源分公司 海上风电加固装置和海上风电加固方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101761090A (zh) * 2009-12-22 2010-06-30 浙江大学 海上风电机组的空间桁架式多桶基础
CN201962696U (zh) * 2010-07-30 2011-09-07 古国维 带水力冲刷助沉及加固地基设置的水下杯形基础
KR101281601B1 (ko) * 2012-10-04 2013-07-03 한국건설기술연구원 중량체의 타격에 의한 관입 성능이 향상된 석션파일과 그 시공방법
KR20140080921A (ko) * 2012-12-20 2014-07-01 재단법인 포항산업과학연구원 인발지지력이 향상된 석션파일
CN203924046U (zh) * 2014-05-13 2014-11-05 浙江海洋学院 浅海风电设施吸力桩

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101761090A (zh) * 2009-12-22 2010-06-30 浙江大学 海上风电机组的空间桁架式多桶基础
CN201962696U (zh) * 2010-07-30 2011-09-07 古国维 带水力冲刷助沉及加固地基设置的水下杯形基础
KR101281601B1 (ko) * 2012-10-04 2013-07-03 한국건설기술연구원 중량체의 타격에 의한 관입 성능이 향상된 석션파일과 그 시공방법
KR20140080921A (ko) * 2012-12-20 2014-07-01 재단법인 포항산업과학연구원 인발지지력이 향상된 석션파일
CN203924046U (zh) * 2014-05-13 2014-11-05 浙江海洋学院 浅海风电设施吸力桩

Also Published As

Publication number Publication date
CN107401177A (zh) 2017-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107401177B (zh) 一种底板带压浆装置的吸力式沉箱基础
CN110172998B (zh) 一种采用注浆螺旋锚加固的组合式吸力锚
CN107268667A (zh) 一种侧壁带压浆装置的吸力式沉箱基础
CN105501396B (zh) 带倒刺的负压桶锚固装置、安装方法及漂浮式海上风电场
CN101255701A (zh) 一种海上混合式基础
Guo et al. Model tests on installation techniques of suction caissons in a soft clay seabed
Gaudin et al. Investigation of the potential of bottom water jetting to ease spudcan extraction in soft clay
CN105350531B (zh) 可承受拉压双向荷载的管桩‑锚杆复合基础及施工工艺
CN108797574A (zh) 一种大直径伸臂式钢管桩及其施工方法
CN108797573A (zh) 一种带有伸臂的钢管桩及其施工方法
US11525231B2 (en) Double-spiral-tube structure, grouting and pile forming device and construction method for strengthening soft soil
CN102808407B (zh) 软土地基钢筋混凝土灌注桩施工方法
CN111456075A (zh) 一种桩筒复合桁架式海上风机基础及其施工工艺
CN103572770B (zh) 一种桩箱水工结构物及其建造方法
CN106592619B (zh) 一种带十字板的吸力式沉箱基础
CN203654309U (zh) 一种桩箱水工结构物
CN103031853B (zh) 海底储油系统
CN110106907A (zh) 一种吸力式沉箱基础与水泥土搅拌桩加固联合体
CN107792306B (zh) 一种浮力塔平台
CN106351226B (zh) 整平船防穿刺预压载方法
CN211816382U (zh) 海上风电中空夹层钢管混凝土单桩基础结构
CN205035789U (zh) 减小灌注桩负摩擦力装置
KR101630522B1 (ko) 프리로딩을 위한 석션기초 및 그 시공방법
CN108797576A (zh) 一种带有斜向伸臂的钢管桩及其施工方法
CN205742170U (zh) 可承受拉压双向荷载的管桩‑锚杆复合基础

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant