CN110499776A - 一种新型锥形沉垫基础 - Google Patents

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于龙
张荷月
李书兆
王忠涛
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Dalian University of Technology
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    • 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

Abstract

本发明属于岩土、地质、环境等近海工程中可移动平台安装技术领域，提供了一种新型锥形沉垫基础，实现增加整个平台的抗滑移和抗倾覆能力；该新型锥形沉垫基础由任何型式的沉垫基础和四根均匀对称分布的抗滑锥组成；在现有的任何型式的沉垫基础下方固定有抗滑锥，抗滑锥的锥尖靠近边缘，抗滑锥的尺寸根据目标海域的淤泥层厚度和沉垫基础的尺寸确定，同时需满足抗屈曲要求。本发明的新型锥形沉垫基础适用于所有需要沉垫基础的可移动海洋平台，能在不影响环境的情况下提升整个平台的抗滑移和抗倾覆能力。

Description

一种新型锥形沉垫基础
技术领域
本发明属于岩土、地质、环境等近海工程中可移动平台安装技术领域，涉及一种新型锥形沉垫基础。
背景技术
我国渤海沿岸的胜利油田、大港油田和辽河油田等向海中延伸的浅海海域，潮差大而海底坡度小，对于开发此类浅海区域的石油资源，非常适合采用构造简单，投资少，建造周期短，但需要较平整海床作基础的坐底式钻井平台。
坐底式钻井平台一般由上部船体和下部沉垫两部分组成，沉垫尺寸与上部船体相当，安装时向沉垫内注水压载，使其坐落于海床上提供承载力。一般而言，浅海海域淤泥厚，坡度缓，有的淤泥层甚至可达4米，但沉垫坐落于淤泥层不利于整个平台的抗滑移抗倾覆稳定性，在安装过程中要极力避免这种情况。
实际工程中，沉垫底面积非常大，常常只能贯入软土层中，无法将淤泥全部挤开贯至硬土层。现有的解决办法主要有抛石挤淤法和给沉垫加装裙板法。抛石挤淤法虽然可以达到部分挤淤的目的，但是对环境影响很大，且增加成本，现已不提倡这种做法；给沉垫加装裙板是通过在沉垫周围加装裙板使其穿透淤泥层直达持力层来提升沉垫水平抗滑移能力，但沉垫贯入过程中淤泥被困在裙板内无法排出，裙板伸入持力硬土层长度有限，使得裙板的作用大打折扣，有的裙板甚至无法触及底部持力层，裙板的作用形同虚设。
基于此，找到一种新型锥形沉垫基础，在不影响环境的前提下，既可以将海床表面淤泥挤出去，又可以使沉垫贯入底部持力层，增加整个平台的抗滑移和抗倾覆能力至关重要。
发明内容
本发明实施例提供了一种新型锥形沉垫基础，这种新型锥形沉垫基础不需要预先在海床上进行预处理等操作，在不影响环境的前提下，既可以将海床表面淤泥挤出去，又可以使沉垫贯入底部持力层，增加整个平台的抗滑移和抗倾覆能力。
本发明的技术方案：
一种新型锥形沉垫基础，实现增加整个平台的抗滑移和抗倾覆能力；该新型锥形沉垫基础由任何型式的沉垫基础和四根均匀对称分布的四棱锥体抗滑锥组成；在现有的任何型式的沉垫基础下方固定有四棱锥体抗滑锥，四棱锥体抗滑锥的锥尖靠近边缘，四棱锥体抗滑锥的尺寸根据目标海域的淤泥层厚度和沉垫基础的尺寸确定，同时需满足抗屈曲要求。
当锥形沉垫基础贯入海床时，四个四棱锥体抗滑锥先行贯入海床，随着锥体的贯入，沉垫下方的淤泥软土受到挤压，被排出沉垫下方。四棱锥体抗滑锥的斜面可以加速排泥，帮助排泥更彻底。等沉垫基础底面接触海床表面，淤泥层的排泥基本完成，这保证了锥形沉垫基础可以进一步贯入海床，抗滑锥得以贯入持力硬土层更深处，提供更好的抗滑移和抗倾覆承载力。
本发明的有益效果：本发明的装置适用于所有需要沉垫基础的可移动海洋平台，能在不影响环境的情况下提升整个平台的抗滑移和抗倾覆能力。
附图说明
图1是新型锥形沉垫基础示意图；
图2是抗滑锥分布示意图；
图3是现有的沉垫基础贯入海床示意图；
图3(a)是常规沉垫基础贯入海床示意图；
图3(b)是裙式沉垫基础贯入海床示意图；
图4是新型锥形沉垫基础贯入海床示意图；
图中：1沉垫基础；2抗滑锥；3抗滑锥锥尖。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图，详细叙述本发明的具体实施方式。
实施例
图3(a)是实际工程中常规沉垫基础贯入海床示意图。由于沉垫底面积非常大，常常只能贯入软土层中，无法将淤泥全部挤开贯至硬土层。沉垫底面至底部持力硬土层间形成剪切薄弱带，抗滑移能力差，钻井平台受到风浪流等荷载容易发生水平滑移和倾覆。图3(b)是裙板式沉垫基础贯入海床示意图，通过在沉垫周围加装裙板使其穿透淤泥层直达持力层来提升沉垫水平抗滑移能力。但沉垫贯入过程中淤泥被困在裙板内无法排出，裙板伸入持力硬土层长度有限，使得裙板的作用大打折扣，有的裙板甚至无法触及底部持力层，裙板的作用形同虚设。
当采用新型锥形沉垫基础贯入海床时，如图4所示，四个抗滑锥先行贯入海床，抗滑锥特有的斜面促进海床表面淤泥排出沉垫底部，帮助排泥更彻底。这保证了锥形沉垫基础可以进一步贯入海床，抗滑锥得以贯入持力硬土层更深处，提供更好的抗滑移和抗倾覆承载力。
综上，本实施例提供了一种新型锥形沉垫基础，它可以增加沉垫基础的入泥深度，不仅提升竖向承载力，还大大提升水平抗滑移承载力和抗倾覆能力。

Claims (2)

1.一种新型锥形沉垫基础，实现增加整个平台的抗滑移和抗倾覆能力；其特征在于，该新型锥形沉垫基础由任何型式的沉垫基础和四根均匀对称分布的抗滑锥组成；在现有的任何型式的沉垫基础下方固定有抗滑锥，抗滑锥的锥尖靠近边缘，抗滑锥的尺寸根据目标海域的淤泥层厚度和沉垫基础的尺寸确定，同时需满足抗屈曲要求。
2.根据权利要求1所述的新型锥形沉垫基础，其特征在于，所述的抗滑锥为四棱锥体。
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