[发明专利]一种海上混合式基础

说明书

技术领域

本发明属于海洋工程领域基础型式的创新。

背景技术

目前作为海上工程结构的基础型式有打入式桩基础、重力式基础和筒型基础，其中重力式基础和筒型基础是利用浅层土承载能力的浅基础。重力式基础海上结构依靠其本身作用于海底的重力保持海上结构在风浪作用下的稳定，基础与土壤的接触面较为集中，因此对表层土的承载能力要求较高；为了增加海上结构的重量，重力式海上结构一般采用混凝土结构，尺度较大，因此重力式基础适合作为大型海上结构的基础。筒型基础依靠其结构本身嵌入表层土壤产生的端阻力和侧壁摩阻力承受海上结构的环境力，基础与土壤的接触面沿宽度及深度较为分散，因此对表层土质的要求也相对较低；筒型基础结构形式与特殊的海上沉放方法—吸力沉放法相适应，因此也称为吸力式基础；筒型基础吸力沉放与水深条件有关系，较大的水深是容易产生较大的沉放力的必要条件。在水深较浅、表层土承载力较高的条件下采用筒型基础，由于沉放阻力相对较大，而沉放力相对较小，使筒型基础的入泥深度受限，致使在位状态下筒型基础抗拔能力不足。

发明内容

为了解决在水深较浅、表层土承载力较高的条件下筒型基础沉放困难和抗拔能力不足问题，本发明提供一种海上混合式基础。这种混合式基础兼有重力式基础和筒型基础的特征，以钢结构为主体，采用现场浇注混凝土的方式增加其重量，其抗拔承载力取决于其结构重量和其入泥部分的侧摩擦阻力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：海上混合式基础结构由筒壁、中心柱、隔板、上肋板和下肋板组成，其特征在于筒壁与中心柱之间通过隔板、上肋板和下肋板连接为整体钢结构，隔板焊接于筒壁内，将筒壁隔为两个一端开口的筒腔，上筒腔内灌注比重较大的填充物，如混凝土；下筒腔相当于吸力桩。中心柱内部布置一条灌注管线和一条调平管线。灌注管线下端分成三路均匀布接于上筒腔，上端与施工支持船上的混凝土泵连接。调平管线下端分成三路均布连接于下筒腔，上端引至施工支持船上，在抽水沉放时与抽水泵连接，在平台结构调平时与注浆泵连接。混合式基础的平台结构海上安装时，可由驳船装载运输，起重船吊装入水，平台结构座底后，即可进行混凝土浇注作业，然后通过下筒腔抽水实现基础贯入海底土壤达到设计标高，最后通过向下筒腔灌水泥砂浆实现平台结构的调平。另外，对于表层土承载力较低的情况，可以通过事先冲泥、事后填平的方法，将混合式基础埋于泥面以下，或与泥面齐平，防止海流冲刷基础周边土体的不利影响。

本发明的有益效果是，提供了一种混合式基础型式，解决在水深较浅、表层土承载力较高的条件下筒型基础沉放困难和抗拔能力不足问题，并提供了一种提高筒型基础抗拔能力的解决方案。这种混合式基础海上安装方便，而且充分利用了表层土承载力较高特点，使基础钢结构重量最大限度的降低，达到了降低费用的目的。

附图说明

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是安装发明的柱承式结构如平台结构的在位状态图；

图2是安装发明的系浮式结构如张力腿浮筒结构的在位状态图；

图3是本发明在位状态剖面图，适用于表层土承载力较高情况；

图4是本发明在位状态剖面图，适用于表层土承载力较低情况；

图5是本发明A-A截面图；

图6是本发明B-B截面图。

其中：1-筒壁；2-中心柱；3-隔板；4-上肋板；5-下肋板；6-灌注管线；7-调平管线；8-混凝土；9-水泥砂浆；10-平台立柱；11-平台甲板；12-浮筒、13-锚链、14-海底泥面、15-水面。

具体实施方式

如图1所示，柱承式结构的典型代表——平台结构采用混合式基础，平台立柱10下各连接一个混合式基础，在表层土承载力较高情况下，混合式基础顶面高于海底泥面15，见图3。

如图2所示，系浮式结构的典型代表——张力腿浮筒结构采用混合式基础，每一个混合式基础筒之间通过两条锚链13连接，在表层土承载力较低情况下，混合式基础埋于海底泥面15以下或与海底泥面15齐平，见图4。

混合式基础的结构见图3、图4、图5盒图6，筒壁1与中心柱2之间通过隔板3、上肋板4和下肋板5连接为整体钢结构，隔板3将筒壁1隔为两个一端开口的筒腔；中心柱2与平台立柱10下部连接，其内部布置一条灌注管线6和一条调平管线7。灌注管线6下端分成三路均匀布接于上筒腔，上端延伸到施工支持船上与混凝土泵连接。调平管线7下端分成三路均布连接于下筒腔，上端延伸到施工支持船上，在抽水沉放时与抽水泵连接，在平台结构调平时与注浆泵连接