[發明專利]漂浮吸力筒基礎施工方法及漂浮吸力筒基礎

在審

• 申請號: 202110470620.1
• 申請日: 2021-04-24
• 公開（公告）號: CN113323005A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 張繼紅
• 申請（專利權）人: 張繼紅
• 主分類號: E02D27/42
• 分類號: E02D27/42;E02D33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及海洋巖土工程領域中的漂浮吸力筒基礎施工方法及漂浮吸力筒基礎，通過設置柔性布(6)，并與筒頂(10)或筒側壁(5)連接，形成至少一面為柔性布(6)的密閉空間(8)，運輸時，向密閉空間(8)內充氣，使其漂浮于水面，牽引拖運至預定地點后釋放密閉空間(8)內的氣體，利用自重初步下沉，再與土體(11)圍合成二次密封空間(9)，抽出二次密封空間(9)內的氣體，利用大氣壓力或水壓力促使筒側壁(5)進一步下沉，還可以在筒側壁(5)底部的密閉空間(8)內注漿形成注漿加固體(12)，提高承載力，本發明使得海上吸力筒基礎施工設備大幅度簡化，施工速度快、造價低、承載力高。

技術領域

本發明涉及海洋巖土工程領域中的一種漂浮吸力筒基礎施工方法及漂浮吸力筒基礎。

背景技術

風電、太陽能、洋流等新能源技術是減少碳排放且可持續發展的清潔能源，目前這些清潔能源的利用技術已經應用并具備推廣價值。海洋資源是清潔能源汲取的主要場所，隨著新能源技術的推廣應用，如何在海洋中進行工程地質勘察、基礎工程建設及運維是海洋巖土工程領域中面臨的新課題。大量的海洋巖土工程問題不斷出現，如何降低基礎工程成本、提高施工可行性、可靠性，逐漸成為海洋巖土工程亟需解決的難題。目前使用的吸力筒基礎是用鋼材制造大直徑的筒狀受力結構，施工前，用船舶運至預定地點，然后使用大型起吊裝備調運至海洋中，再利用筒狀結構的自重將吸力筒下沉至一定深度，最后將吸力筒內的氣壓降低，利用大氣壓力將吸力筒壓至預定深度，作為建(構)筑物的基礎或為海洋工程提供施工平臺。吸力筒基礎因施工速度快、殘留部分可回收的優點，在一定程度上得以推廣應用。目前，吸力筒基礎主要包括筒頂、筒側壁兩部分，且這兩部分一般為鋼結構，筒頂位于筒側壁的上方，一般為圓盤形鋼結構，筒側壁一般是薄壁圓筒狀鋼結構，筒頂與筒側壁焊接。現有吸力筒基礎的施工方法主要包括：(a)將制造完成的吸力筒基礎吊裝至運輸船只上運至預定地點，(b)利用特別大型的水上吊運裝置將吸力筒基礎吊放至水中；(c)利用吸力筒基礎的自重，使得吸力筒基礎的筒側壁下沉至一定深度：(d)抽出吸力筒內的氣體，利用大氣壓力使吸力筒基礎下沉至預定深度。主要應用領域之一是海上風電基礎，吸力筒一般直徑大，可達30～40m，重量大，可達1000多噸，運輸及吊裝施工難度大，成本高。吸力筒基礎一般難以入土很深，筒壁厚則難以下沉，桶壁薄則承載力低，這一吸力筒基礎本身存在的矛盾是影響吸力筒基礎推廣應用的關鍵，解決這一矛盾意義重大。另外，對于已建成投入使用的吸力筒基礎、樁基礎等水中基礎，因長期出于海水等水域環境中，在沖刷等作用下，其承載力變化如何，如何進行檢測、加固也具有重大的實踐意義。

發明內容

本發明的第一個目的是提供第一種漂浮吸力筒基礎施工方法，該第一種漂浮吸力筒基礎施工方法可利用柔性布形成體積可變的密閉空間，通過控制密閉空間內的流體比重與體積，使得吸力筒在運輸過程中能夠漂浮于水面，在施工過程中自行下沉，可省去吸力筒基礎吊裝與運輸施工成本。在吸力筒下沉施工完成后，可通過向密閉空間內注漿，形成組合結構吸力筒基礎，提高基礎承載能力，可大幅度節約成本，提高施工效率。

該第一種漂浮吸力筒基礎施工方法包括以下步驟：

a)建造吸力筒基礎，并將不透水的柔性布與吸力筒基礎連接，形成至少一面為柔性布的且與吸力筒基礎連接的體積可變的單個或多個密閉空間；

b)向上述步驟a)中形成的部分或全部密閉空間內充入氣體，使得吸力筒基礎漂浮于水中；

c)利用船只牽引吸力筒基礎，拖運至預定位置；

d)釋放吸力筒基礎密閉空間內的氣體，利用吸力筒基礎自重，使吸力筒基礎的筒側壁部分下沉至土體中；

e)由吸力筒基礎與土體共同圍合成單個或多個二次密封空間；

f)抽出上述步驟e)中施工形成的二次密封空間內的或上述步驟a)中施工形成的密閉空間內的氣體與水中的一種或兩種組合，利用作用于筒頂上的大氣壓力與水壓力中的一種或兩種組合，使吸力筒基礎第二次下沉，直至完成吸力筒基礎施工。