CN211849393U - 一种适用于软土海底地基改良的筒型装置 - Google Patents

一种适用于软土海底地基改良的筒型装置 Download PDF

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王海军
苏媛媛
练继建
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Abstract

本实用新型公开了一种适用于软土海底地基改良的筒型装置,包括筒裙和筒裙顶端的筒顶盖,所述筒顶盖均布穿置有环绕顶盖圆心与外部抽水设备连接的抽水管;所述筒裙内壁等间距的固定设置有与外部灌浆设备连接的灌浆管,所述灌浆管的顶端穿出筒顶盖并与筒顶盖相封闭;所述灌浆管的顶部管口固定设置有阀门,所述灌浆管在竖直方向上等间距的开设有喷浆孔。本实用新型旨在提供一种适用于软土海底地基,可提高筒型基础承载力及稳定性的筒型装置。

Description

一种适用于软土海底地基改良的筒型装置
技术领域
本实用新型涉及海上风电基础工程领域,尤其涉及一种适用于软土海底地基改良的筒型装置。
背景技术
风能是可再生能源的重要组成部分,积极地开发风能对于改善能源系统结构、缓解能源危机、保护生态环境具有深远意义。随着风电技术逐渐由陆上延伸到海上,海上风力发电已经成为世界可再生能源发展领域的焦点。进入新世纪以来,我国海上风电发展态势迅猛,逐渐成为我国应对能源供应和能源安全问题的一项重要举措,海上风力发电已经进入了一个快速发展的阶段。
目前,由于筒型基础结构形式简单,运输安装方便,承载能力强,可实现一步式安装,在实际工程中的适应范围较广。随着海上风电规模和装机容量越来越大,传统负压筒型海上风机基础多用于软弱覆盖层较厚的海上风电场中,因此,地基稳定性对海上风电的整体结构安全尤为重要。与陆地相比,海洋环境的地质条件较差,多以淤泥、粉质沙土及有机杂质为主,地基承载力较弱。为了提高海床地基强度,增强地基承载力,工程中经常采用打桩或者换填垫层法对海床地基进行处理。其中,换填垫层法主要适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理,而打桩则需要打桩船及打桩锤等大型设备,两种方法施工难度大,成本高,不适用于筒型基础且容易引起环境问题。因此,现急需一种适用于软土海底地基,可提高筒型基础承载力及稳定性的筒型装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足,旨在提供一种适用于软土海底地基,可提高筒型基础承载力及稳定性的筒型装置。
为达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:
一种适用于软土海底地基改良的筒型装置,包括筒裙和筒裙顶端的筒顶盖,所述筒顶盖均布穿置有环绕顶盖圆心与外部抽水设备连接的抽水管;所述筒裙内壁等间距的固定设置有与外部灌浆设备连接的灌浆管,所述灌浆管的顶端穿出筒顶盖并与筒顶盖相封闭;所述灌浆管的顶部管口固定设置有阀门,所述灌浆管在竖直方向上等间距的开设有喷浆孔。
进一步的,所述灌浆管的底部管口位于筒裙底端,灌浆管与筒裙内壁通过焊接连接为整体。
进一步的,所述灌浆管由钢管制成,灌浆管设置有8-16个。
进一步的,所述抽水管在距离筒顶盖圆心1/3-1/2半径处环向设置有6-10个。
进一步的,所述喷浆孔之间的距离为0.5m-1m,每层喷浆孔在灌浆管管壁环向开设有2-3个。
进一步的,所述阀门为单向阀。
相对于现有技术,本实用新型具有以下有益效果:
本实用新型可适用于软土海底地基处理与筒型基础安装一体化施工,极大地降低了施工成本。将软土地基的加固剂封闭于筒型基础的筒裙内,能有效减小海洋水体环境污染,并让筒内的加固剂与海底的泥土充分混合,使筒内的海底泥土和加固剂相固结。在筒型基础筒裙内壁增设一定数量的钢管,增强了筒裙整体刚度,提高基础承载能力,尤其是在海床表层含有淤泥质的地基,本实用新型能显著提高基础竖向承载力以及整体结构稳定性,降低施工难度及施工成本,具有良好的推广应用前景。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为本实用新型的侧视结构示意图;
图3为本实用新型的俯视结构示意图。
附图标记说明:
1-抽水管,2-筒顶盖,3-筒裙,4-灌浆管,5-喷浆孔,6-阀门。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1至图3所示,一种适用于软土海底地基改良的筒型装置,包括筒裙3和筒裙3顶端的筒顶盖2,所述筒顶盖2均布穿置有环绕顶盖2圆心与外部抽水设备连接的抽水管1;所述筒裙3内壁等间距的固定设置有与外部灌浆设备连接的灌浆管4,所述灌浆管4的顶端穿出筒顶盖2并与筒顶盖2相封闭;所述灌浆管4的顶部管口固定设置有阀门6,所述灌浆管4在竖直方向上等间距的开设有喷浆孔5;所述灌浆管4的底部管口位于筒裙3底端,灌浆管4与筒裙3内壁通过焊接连接为整体,所述灌浆管4由钢管制成,灌浆管4设置有816个,本实施例为8个;所述抽水管1在距离筒顶盖圆心1/3-1/2半径处环向设置有6-10个,本实施例中抽水管1与筒顶盖圆心的距离为1/3的顶盖半径,共设置有6个;所述喷浆孔5之间的距离为0.5m-1m,每层喷浆孔5在灌浆管4管壁环向开设有2-3个,本实施例为2个。
其中,所述阀门6为单向阀,利于施工时在筒型基础内形成封闭环境。
本实施例的具体施工方法如下:
①将基础结构预制完成后通过船舶运送到指定安装地点。
②关闭阀门6后,通过结构自重将筒型基础下沉至海底地基,待筒型基础底部与地基稳定后通过在抽水管1外部连接抽水设备,从抽水管1缓慢向筒外排水,使筒内形成负压进而下沉,进一步让筒型基础的底端沉入海底地基形成使筒内形成封闭结构。然后继续向外抽水,使整个筒型基础均匀缓慢沉入海床至筒顶盖2与海床紧密接触。
③在阀门6外部连接灌浆设备后打开阀门,通过阀门6向灌浆管4注入由水泥砂浆制成的加固浆料,并通过加压的方式让灌浆管4的底部管口和各喷浆孔5向海底地基喷射加固浆料,让加固浆料自上而下的从多角度的喷浆孔5分散至地基中,与筒型基础与各土层充分接触。
④通过外部抽水设备,继续从抽水管1缓慢向外抽水,加快筒内各土层水体由下往上渗流,在筒内土体形成渗流场,将聚集在灌浆管4附近的加固浆料通过渗流作用的带动下,填补抽水后各土层内的缝隙,使加固浆料与各土层充分混合,保证海底地基土层较软时的固结效果。当海底土层过软,海底泥土容易随抽水管1抽出时,可在抽水管1管口设置过滤网,防止土层流失导致筒型基础随土层下陷。
⑤筒型基础施工完成后,关闭阀门6并封闭抽水管1,再对筒型基础外部的抽水设备和灌浆设备进行拆解,通过浮吊安装上部风机塔筒、机头等风电设备。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适用于软土海底地基改良的筒型装置,包括筒裙和筒裙顶端的筒顶盖,其特征在于:所述筒顶盖均布穿置有环绕顶盖圆心与外部抽水设备连接的抽水管;所述筒裙内壁等间距的固定设置有与外部灌浆设备连接的灌浆管,所述灌浆管的顶端穿出筒顶盖并与筒顶盖相封闭;所述灌浆管的顶部管口固定设置有阀门,所述灌浆管在竖直方向上等间距的开设有喷浆孔。
2.根据权利要求1所述的一种适用于软土海底地基改良的筒型装置,其特征在于:所述灌浆管的底部管口位于筒裙底端,灌浆管与筒裙内壁通过焊接连接为整体。
3.根据权利要求2所述的一种适用于软土海底地基改良的筒型装置,其特征在于:所述灌浆管由钢管制成,灌浆管设置有8-16个。
4.根据权利要求1所述的一种适用于软土海底地基改良的筒型装置,其特征在于:所述抽水管在距离筒顶盖圆心1/3-1/2半径处环向设置有6-10个。
5.根据权利要求1所述的一种适用于软土海底地基改良的筒型装置,其特征在于:所述喷浆孔之间的距离为0.5m-1m,每层喷浆孔在灌浆管管壁环向开设有2-3个。
6.根据权利要求1所述的一种适用于软土海底地基改良的筒型装置,其特征在于:所述阀门为单向阀。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

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