[发明专利]一种海底锚固系统

说明书

本发明提供一种海底锚固系统，包括嵌入桶、自钻杆和张拉索；嵌入桶位于海底硬土层中；自钻杆穿过嵌入桶的内部，其在与嵌入桶底端相对应处设有一圈伸缩型张拉板；伸缩型张拉板为圆盘状，与嵌入桶底端相扣合；张拉索设置于自钻杆的内部，并与伸缩型张拉板相安装。本发明充分利用了海床中硬土层承载力强的特征，解决了浅层锚固系统承载力不足和深层全长桩锚系统材料浪费的问题，很好地实现了海底锚固系统承载力与造价两者之间的平衡问题；安装简便，承载力高，易于掌握且经济安全。

技术领域

本发明属于海洋岩土工程领域，具体涉及一种海底锚固系统。

背景技术

海洋能源开发与海洋基础建设已经进入了空前热潮，不管是近岸浅海还是深远海开发，海底锚固系统是最广泛的建设对象。海洋浮式结构（浮式平台、浮式风机等）的固定通常借助埋入海床内的桩/锚系统提供反力。受浮式结构受力特点的影响，海底锚固系统需要提供竖向拉力或者多角度、多方向的拉力。要想获得足够的拉力，需要较强的锚固系统，例如选择直径较大的吸力锚或者选择长度较长的锚桩。吸力锚是宽浅基础，贯入深度一般较浅，在水动力条件复杂的海洋环境中，一旦浅层土体发生液化或大深度冲刷现象，吸力锚的承载力就会失效，整个锚固系统连同上部结构就面临危险。对于细长结构的锚桩而言，为了提供足够的反力，其入土深度一般较深，这就造成了材料的浪费和打桩成本的增加。

海底锚固系统的建设是深远海发展趋势，未来在海底势必会形成密密麻麻的海底锚固系统网络，因此选择合适的锚固系统显得尤为重要。传统的打桩、吸力锚等锚固系统对海底环境扰动大，破坏海洋生态环境。再者，海床土层具有成层性，存在软土、硬土互层性特征，浅层吸力锚和深长锚桩结构都没有充分利用地层优势。因此高效、环保的海底锚固系统亟待开发，新的锚固系统的提出有利于推进海洋工程向更加安全、更加可持续的方向发展。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种海底锚固系统。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种海底锚固系统，包括嵌入桶、自钻杆和张拉索；嵌入桶位于海底硬土层中；自钻杆穿过嵌入桶的内部，其在与嵌入桶底端相对应处设有一圈伸缩型张拉板；伸缩型张拉板为圆盘状，与嵌入桶底端相扣合；张拉索设置于自钻杆的内部，并与伸缩型张拉板相安装。该海底锚固系统的施工方法如下：

（1）、依据实际地层条件并结合外部荷载大小，确定嵌入桶的尺寸大小和自钻杆及伸缩型张拉板的规格；

（2）、采用静压或锤击方式将嵌入桶打入海床土层中，选择承载力强的硬土层作为目标土层；

（3）、将自钻杆垂直钻入嵌入桶内部，在此过程中伸缩型张拉板始终处于闭合状态，直至伸缩型张拉板进入嵌入桶底端以后，停止钻进；

（4）、通过张拉索施加预拉力，伸缩型张拉板在外部拉力作用下扩张成一个圆盘，紧紧扣合在嵌入桶的底部，二者构成组合结构共同抵御外界荷载。

进一步地，嵌入桶为呈圆柱形的空心桶，且其高度不小于其直径。

进一步地，自钻杆的前端安装有螺旋切削钻头。

一种海底锚固系统的应用，将若干个海底锚固系统组成群锚系统。

本发明与现有技术相比，充分利用了海床中硬土层承载力强的特征，解决了浅层锚固系统承载力不足和深层全长桩锚系统材料浪费的问题，很好地实现了海底锚固系统承载力与造价两者之间的平衡问题；安装简便，承载力高，易于掌握且经济安全。

附图说明

图1、本发明的结构示意图；

图2、本发明中伸缩型张拉板闭合时自钻杆的结构示意图；

图3、本发明中伸缩型张拉板扩张成圆盘时自钻杆的结构示意图；

图4、本发明的施工流程图。