[發明專利]一種海洋吸力式筒形基礎加固裝置及其施工方法

在審

• 申請號: 201910029132.X
• 申請日: 2019-01-12
• 公開（公告）號: CN109555149A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 楊慶;孔綱強;李輝;楊鋼
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: E02D27/24
• 分類號: E02D27/24;E02D27/28;E02D3/11;E02D27/52
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本發明屬于海洋結構吸力式筒形基礎技術領域，提供了一種海洋吸力式筒形基礎加固裝置及其施工方法。筒形基礎包括筒蓋和筒體兩部分；筒蓋上設有排水閥門；筒體是包含外筒壁和內筒壁的雙層結構；外筒壁和內筒壁密封連接，中間留有空腔；在外筒壁和內筒壁間的空腔中安裝可供加熱的電阻絲或其他加熱裝置，電阻絲或其他加熱裝置與內外筒壁間的空隙填充導熱絕緣材料；在外筒壁和內筒壁上均勻地布置若干排水板。本發明通過加熱電阻絲或其他加熱裝置加熱筒體，進而提高周圍土體溫度；周圍土體在高溫下滲透系數提高，進一步發生固結，內外筒壁上設置的排水板可及時排出土體中的水分，提升土體的有效應力，增加土體的不排水抗剪強度。

技術領域

本發明屬于海洋結構吸力式筒形基礎技術領域，尤其涉及一種海洋吸力式筒形基礎的加固裝置及其施工方法。

背景技術

隨著海上石油資源的不斷開發，越來越多的石油資源將來自海洋的深水區。我國南海海域石油資源儲量豐富，是深海石油資源開發的重要區域。在南海深海石油資源開發過程中，吸力式筒形基礎作為一種優良的基礎形式被廣泛應用于深海平臺、海洋浮動式結構等工程結構中。

吸力式筒形基礎一般為底部開口、頂部封閉并設有抽水口的圓筒形結構，具有安裝方便、成本低、施工效率高等技術優點。吸力式筒形基礎在沉貫過程中，首先在自重作用下沉貫至一定深度，然后通過抽出筒內海水在筒內形成負壓，利用筒內外壓差將基礎沉貫至指定深度。吸力式筒形基礎通過錨鏈與上部浮動式平臺連接，為浮動式平臺提供承載力。

吸力式筒形基礎承載力的發揮與基礎-土間的相互作用有很大關聯，可通過提高基礎-土間的摩擦系數和增大基礎周圍土的不排水剪切強度，以提高吸力式筒形基礎的承載力。針對吸力式筒形基礎的加固，目前公開的發明專利主要利用土體注漿的方式提高吸力式筒形基礎的承載力。例如，中國發明專利“基于筒型基礎負壓技術的逐層地基加固方法”(CN101666099 A)公開了一種在吸力筒內實現逐層注漿以提高吸力筒基礎承載力的施工方法；中國發明專利“灌漿式吸力錨及其安裝方法”(CN 106240749 A)公開了一種三段式的吸力筒基礎，通過向中部筒體與土體空隙中灌入水泥漿以提高吸力錨的側向承載力和增加周圍土體與錨筒接觸面的摩擦系數；申請中國發明專利“一種防沖刷的吸力桶基礎及其分層注漿加固土層方法”(CN 107882058 A)公開了一種防沖刷的吸力桶基礎及其分層注漿加固土層方法，通過加勁肋管開設注漿孔實現分層注漿；申請中國發明專利“一種底板帶壓漿裝置的吸力式沉箱基礎”(CN 107401177 A)公開了一種底板帶壓漿裝置的吸力式沉箱基礎，通過筒內筒底的注漿，使漿液與十字板固結成整體，增加負壓筒內土體的重量和端阻力。利用注漿的方式提升吸力式筒形基礎雖可提升基礎的承載力，但注漿后基礎回收利用很困難，造成了極大的資源浪費。

發明內容

為解決吸力式筒形基礎周圍土體不排水抗剪強度低導致的基礎承載力相對較低，以及通過注漿方式加固吸力式筒形基礎造成的基礎回收利用困難的問題，本發明公開了一種可加固筒體周圍土體的吸力式筒形基礎裝置；利用筒體對筒體周圍土體加熱，促進筒體周圍土體固結沉降，提升筒體周圍土體的不排水抗剪強度，從而提升吸力式筒形基礎的承載力；其主要技術特征在于：筒形基礎包括筒蓋和筒體兩部分；所述的筒體包含外筒壁和內筒壁的雙層結構；所述的外筒壁和內筒壁間安裝可供加熱的電阻絲或其他加熱裝置以提高筒體周圍土體溫度；所述的外筒壁和內筒壁上均勻地布置4-6個排水板以及時排出土體中的水分，提升土體的有效應力，增加土體的不排水抗剪強度。利用該方法加固的吸力式筒形基礎不存在回收困難的問題。

本發明的技術方案：

一種海洋吸力式筒形基礎加固裝置，通過鋼纜線1-1與上部結構連接；所述的海洋吸力式筒形基礎加固裝置包括外筒壁2、內筒壁3、筒蓋4、排水閥門5、加熱裝置6、導熱絕緣材料7；