[發明專利]一種吸力式桶形基礎防護方法

在審

• 申請號: 201810082401.4
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108374427A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 寇海磊;楊萌;楊丹良;常佳麗;徐客;李旺
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: E02D27/42
• 分類號: E02D27/42;E02D27/52
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 黃曉敏

本發明涉及海洋工程技術領域，涉及一種吸力式桶形基礎防護方法，在桶形基礎外側一定高度處加設一圈柔性膜袋，吸力式桶形基礎安裝之前將空心柔性膜袋按照事先設定位置固定于吸力桶基礎兩側，待吸力桶基礎安裝結束后利用砂泵將砂沖入膜袋起到防護作用；充分利用充砂后柔性膜袋的形狀特性，分散、減弱吸力式桶形基礎受到的流體沖刷作用，同時增加吸力式桶形基礎的水平承載能力，而且柔性膜袋便于安裝、成本低、體積小且易于變形，對吸力式桶形基礎沉貫影響較小，安裝結束后柔性膜袋內充砂易于操作實現，能提高吸力式桶形基礎的長期穩定性及承載特性。

技術領域：

本發明屬于海洋工程技術領域，涉及一種吸力式桶形基礎防護工藝，特別是一種切實可行的吸力式桶形基礎防護方法。

背景技術：

隨著經濟建設的快速發展及陸地空間開發利用的局限性，海洋資源的開發利用越來越廣泛。在海洋資源開發利用過程中，海洋結構物基礎的長期承載性狀及穩定性對海洋結構物的安全使用至關重要。近些年來，海洋結構物基礎由初始的淺海化、小型化向深海型、大型化方向發展。在實際工程中，惡劣的海洋環境、劇烈的海水環流以及復雜多變的海洋地質條件對海洋結構物基礎的長期穩定性能提出了更高的要求。吸力式桶形基礎利用自重或負壓實現沉貫，具有造價低、裝配式施工及環境友好等優點，近些年來廣泛應用于海上風電、海上鉆井平臺等海洋結構物基礎領域。但實際應用中，吸力式桶形基礎所處服役環境較為復雜，不僅需要承受上部結構物產生的自重荷載、海水浮力產生的拉拔荷載，還要承受波浪荷載的水平循環作用，這些荷載會對吸力式桶形基礎水平承載性能產生影響。同時由于波浪及水流作用，吸力式桶形基礎兩側往往會出現不同程度的土體沖刷破壞，波浪荷載的長期循環作用及水流的沖刷作用勢必會對桶形基礎的水平承載特性及長期安全使用造成影響。因此，為了保證沉貫結束后吸力式桶形基礎的長期水平承載特性，保證桶形基礎在服役期間能夠安全正常使用，需要設計一種行之有效的吸力式桶形基礎防護方法。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計提供一種切實可行的吸力式桶形基礎防護方法，在桶形基礎外側一定高度處加設一圈柔性膜袋，吸力式桶形基礎安裝之前將空心柔性膜袋按照事先設定位置固定于吸力桶基礎兩側，待吸力桶基礎安裝結束后利用砂泵將砂沖入膜袋起到防護作用。

為了實現上述目的，本發明對吸力式桶形基礎進行防護的具體過程為：

(1)根據吸力式桶形基礎的外形尺寸及安裝沉放要求，確定空心柔性膜袋在吸力式桶形基礎周圍的位置，并按照事先確定的高寬比制作空心柔性膜袋，空心柔性膜袋的外徑為吸力式桶形基礎內徑的1.5～2.0倍；

(2)根據確定好的空心柔性膜袋位置及高寬比，在吸力式桶形基礎預制過程中將空心柔性膜袋安裝在吸力式桶形基礎兩側預定位置，制備得到安裝有空心柔性膜袋的吸力式桶形基礎；

(3)將安裝有空心柔性膜袋的吸力式桶形基礎通過吊車裝至浮船，利用拖曳船將裝有吸力式桶形基礎的浮船拖至吸力式桶形基礎預定安裝位置；

(4)利用沖砂泵通過沖砂管將砂體沖入空心柔性膜袋形成實心柔性膜袋，沖砂后空心柔性膜袋的高度與吸力式桶形基礎的高度相同并具有大小為0.5的坡度，用于減輕水流對沉箱周圍土體的沖刷作用；當水流沖刷吸力式桶形基礎底部時，實心柔性膜袋將水流分散成大小不一、流動方向不同的渦體，進而促進能量消耗，實現對吸力式桶形基礎的防護。

本發明選擇柔性膜袋作為吸力式桶形基礎的防護措施有如下優點：一是柔性膜袋質量輕且便于固定于吸力式桶形基礎兩側，柔性膜袋的安裝不會對吸力式桶形基礎的沉貫產生不利影響；二是沉貫結束后，利用砂泵將砂體沖入柔性膜袋后形成柔性防護裝置，此裝置可以對吸力式桶形基礎起到防護及防沖刷作用，增加吸力式桶形基礎抗側移能力；三是柔性膜袋高寬比能進行預先設計，這樣沖砂后形成的柔性膜袋具有一定坡度，相比于吸力式桶形基礎其他防沖刷措施，如剛性混凝土塊等，柔性膜袋防護裝置的使用很大程度上可以節約防護成本，而且通過柔性防護措施可有效減小吸力式桶形基礎周圍土體的沖刷，保證其在服役期內安全正常地使用。