[发明专利]一种吸力式桶形基础防护方法

说明书

本发明涉及海洋工程技术领域，涉及一种吸力式桶形基础防护方法，在桶形基础外侧一定高度处加设一圈柔性膜袋，吸力式桶形基础安装之前将空心柔性膜袋按照事先设定位置固定于吸力桶基础两侧，待吸力桶基础安装结束后利用砂泵将砂冲入膜袋起到防护作用；充分利用充砂后柔性膜袋的形状特性，分散、减弱吸力式桶形基础受到的流体冲刷作用，同时增加吸力式桶形基础的水平承载能力，而且柔性膜袋便于安装、成本低、体积小且易于变形，对吸力式桶形基础沉贯影响较小，安装结束后柔性膜袋内充砂易于操作实现，能提高吸力式桶形基础的长期稳定性及承载特性。

技术领域：

本发明属于海洋工程技术领域，涉及一种吸力式桶形基础防护工艺，特别是一种切实可行的吸力式桶形基础防护方法。

背景技术：

随着经济建设的快速发展及陆地空间开发利用的局限性，海洋资源的开发利用越来越广泛。在海洋资源开发利用过程中，海洋结构物基础的长期承载性状及稳定性对海洋结构物的安全使用至关重要。近些年来，海洋结构物基础由初始的浅海化、小型化向深海型、大型化方向发展。在实际工程中，恶劣的海洋环境、剧烈的海水环流以及复杂多变的海洋地质条件对海洋结构物基础的长期稳定性能提出了更高的要求。吸力式桶形基础利用自重或负压实现沉贯，具有造价低、装配式施工及环境友好等优点，近些年来广泛应用于海上风电、海上钻井平台等海洋结构物基础领域。但实际应用中，吸力式桶形基础所处服役环境较为复杂，不仅需要承受上部结构物产生的自重荷载、海水浮力产生的拉拔荷载，还要承受波浪荷载的水平循环作用，这些荷载会对吸力式桶形基础水平承载性能产生影响。同时由于波浪及水流作用，吸力式桶形基础两侧往往会出现不同程度的土体冲刷破坏，波浪荷载的长期循环作用及水流的冲刷作用势必会对桶形基础的水平承载特性及长期安全使用造成影响。因此，为了保证沉贯结束后吸力式桶形基础的长期水平承载特性，保证桶形基础在服役期间能够安全正常使用，需要设计一种行之有效的吸力式桶形基础防护方法。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种切实可行的吸力式桶形基础防护方法，在桶形基础外侧一定高度处加设一圈柔性膜袋，吸力式桶形基础安装之前将空心柔性膜袋按照事先设定位置固定于吸力桶基础两侧，待吸力桶基础安装结束后利用砂泵将砂冲入膜袋起到防护作用。

为了实现上述目的，本发明对吸力式桶形基础进行防护的具体过程为：

(1)根据吸力式桶形基础的外形尺寸及安装沉放要求，确定空心柔性膜袋在吸力式桶形基础周围的位置，并按照事先确定的高宽比制作空心柔性膜袋，空心柔性膜袋的外径为吸力式桶形基础内径的1.5～2.0倍；

(2)根据确定好的空心柔性膜袋位置及高宽比，在吸力式桶形基础预制过程中将空心柔性膜袋安装在吸力式桶形基础两侧预定位置，制备得到安装有空心柔性膜袋的吸力式桶形基础；

(3)将安装有空心柔性膜袋的吸力式桶形基础通过吊车装至浮船，利用拖曳船将装有吸力式桶形基础的浮船拖至吸力式桶形基础预定安装位置；

(4)利用冲砂泵通过冲砂管将砂体冲入空心柔性膜袋形成实心柔性膜袋，冲砂后空心柔性膜袋的高度与吸力式桶形基础的高度相同并具有大小为0.5的坡度，用于减轻水流对沉箱周围土体的冲刷作用；当水流冲刷吸力式桶形基础底部时，实心柔性膜袋将水流分散成大小不一、流动方向不同的涡体，进而促进能量消耗，实现对吸力式桶形基础的防护。

本发明选择柔性膜袋作为吸力式桶形基础的防护措施有如下优点：一是柔性膜袋质量轻且便于固定于吸力式桶形基础两侧，柔性膜袋的安装不会对吸力式桶形基础的沉贯产生不利影响；二是沉贯结束后，利用砂泵将砂体冲入柔性膜袋后形成柔性防护装置，此装置可以对吸力式桶形基础起到防护及防冲刷作用，增加吸力式桶形基础抗侧移能力；三是柔性膜袋高宽比能进行预先设计，这样冲砂后形成的柔性膜袋具有一定坡度，相比于吸力式桶形基础其他防冲刷措施，如刚性混凝土块等，柔性膜袋防护装置的使用很大程度上可以节约防护成本，而且通过柔性防护措施可有效减小吸力式桶形基础周围土体的冲刷，保证其在服役期内安全正常地使用。