[实用新型]一种锥形吸力式桶形基础

说明书

技术领域

本实用新型涉及海洋平台和海上风机基础，具体为一种锥形吸力式桶形基础。

背景技术

随着海洋资源开发需求的日益增大，海洋风力发电工程的发展，海洋工程建设也日趋繁荣，桶形基础便应运而生，是一种新型海洋平台结构基础型式。桶形基础弥补了传统的桩基平台和重力式平台等浅海海洋工程结构的自重大、工程造价随水深大幅度增加的不足，具有造价低、可重复使用的优点，现已逐渐应用于海上风电基础、海洋平台构建、海上漂浮结构固定等海洋工程领域。由于海洋平台及海上风电塔架承受巨大的上部结构自重和风荷载及波浪力的作用，因此竖直荷载和水平荷载是海洋工程施工设计时的重要考虑因素。

当受到上拔荷载时，传统桶形基础主要通过桶体自身重量及桶壁与内外侧土体间的摩擦力抵抗上拔荷载，当基础受到竖直向上的上拔荷载时，基础容易被拔出，导致基础整体破坏。当受到水平荷载时，传统桶形基础主要通过基础背向水平力一侧产生的被动土压力抵消上部结构产生的水平荷载，其产生抗力部位主要为基础上部背向水平力的一侧，产生的被动土压力较小，基础容易发生倾斜甚至失效。因此，为了提高吸力桶形基础的承载能力，促进海上能源资源的开发利用，需要提出一种承载能力较高的新型桶形基础。

发明内容

为了解决桶形基础受竖向荷载和水平荷载时产生竖向位移和水平位移及发生转动导致基础失效的问题，本实用新型提供了一种锥形吸力式桶形基础，该基础通过增大基础在发生位移时桶内外产生的被动土压力，增加了基础承受荷载时基础的受力面积，提高基础侧壁与地基的摩擦力，有效的增强了桶形基础承载能力。

为实现上述目的，本实用新型公开了一种锥形吸力式桶形基础，其中包括钢桶、钢质基础环、排水管、锚栓。其特征是：钢桶下部开口端直径略大于上部封闭端，钢桶侧壁对称焊接两个用于吊装钢桶也可用来系泊漂浮结构的锚栓，钢桶上部焊接有用于连接上部结构的钢质基础环，钢桶上部基础环两侧对称布置两个排水孔，排水孔上安装带有开关的排水管。

本实用新型的有益效果在于：

（1）锥形吸力式基础下部开口端直径略大于上部封闭端，这种基础侧壁倾斜的结构可以增大基础在发生位移时桶内外产生的被动土压力；

（2）锥形吸力式桶形基础能够充分利用桶形基础侧壁上部土体的土压力和基础与土体的摩擦力，为基础提供抵抗上拔荷载的能力；

（3）增大了基础承受竖直向下荷载时的桶基承载面面积，同时，由于桶壁下宽上窄，发生竖向位移时，基础内部土体的密实度显著提高，提高了基础抵抗竖直向下荷载的能力；

（4）增大了基础与地基产生被动土压力区域的接触面积，减小了基础承受水平荷载时产生的水平位移和转动位移，有效的提高桶形基础抵抗水平荷载的能力。

附图说明

图1为本实用新型一种锥形吸力式桶形基础的剖面图；

图2为本实用新型一种锥形吸力式桶形基础的俯视图；

图例说明：1-钢质基础环；2-排水管；3-钢桶；4-锚栓。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明：

如图1所示，一种锥形吸力式桶形基础，其中包括钢桶3、钢质基础环1、排水管2、锚栓4。其特征是：钢桶3下部开口端直径略大于上部封闭端，钢桶3侧壁对称焊接两个用于吊装钢桶3也可用来系泊漂浮结构的锚栓4，钢桶3上部焊接有用于连接上部结构的钢质基础环1，钢桶3上部基础环1两侧对称布置两个排水孔，排水孔上安装带有开关的排水管2。

本实用新型的具体实施方式是：在锥形吸力式桶形基础沉贯安装前，先整平海床地基平面，再通过锚栓4吊装桶形基础，根据基础的沉贯位置放置桶形基础，先利用桶形基础自重进行沉贯，当桶形基础在自重作用下不再下降时，再利用抽水泵连接排水管，通过排水管2对基础内部进行抽水，使钢桶3内部水压下降，与钢桶3外部产生压力差，即对基础进行负压沉贯，至钢桶3顶面与海床顶面平齐即完成新型基础的施工。