本發(fā)明屬于工程結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)工程領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于軟土地基的斜裙式吸力基礎(chǔ)。

背景技術(shù)：

吸力基礎(chǔ)利用負(fù)壓進(jìn)行施工，具有施工方便、施工速度快、造價(jià)低和可重復(fù)利用等特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)建設(shè)的海洋油、氣平臺(tái)中廣泛應(yīng)用，如1999年在勝利油田建設(shè)的埕北cb20b海洋平臺(tái)應(yīng)用了吸力基礎(chǔ)；南海jz20-2油田采用了單點(diǎn)系泊吸力錨基礎(chǔ)；2011年在山東昌邑海域建成的測(cè)風(fēng)塔使用了大直徑吸力基礎(chǔ)。在大型工程建設(shè)中，吸力基礎(chǔ)的承載力(豎向承載力、抗拔承載力、水平承載力)是否滿足要求直接關(guān)系整個(gè)海上結(jié)構(gòu)物的安全，其基礎(chǔ)承載性能研究一直備受國(guó)內(nèi)外研究人員的關(guān)注，涉及靜力或循環(huán)荷載作用下的豎向承載力、水平承載力、抗拔承載力及水平、豎向和彎矩組合荷載作用下的承載性能等。為了增強(qiáng)傳統(tǒng)吸力基礎(chǔ)的承載力，李大勇、李珊珊等在傳統(tǒng)的吸力基礎(chǔ)上增加了直裙結(jié)構(gòu)，直裙結(jié)構(gòu)承擔(dān)部分土抗力，達(dá)到提高基礎(chǔ)承載力和減少其水平側(cè)移的目的，然而由于直裙結(jié)構(gòu)裙深和裙寬的限制，使得因直裙結(jié)構(gòu)增加的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載力有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種適用于軟土地基的斜裙式吸力基礎(chǔ)，該基礎(chǔ)能夠有效提高吸力基礎(chǔ)的承載力，提高安全系數(shù)，易于施工，能夠降低成本。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：一種適用于軟土地基的斜裙式吸力基礎(chǔ)，包括主桶、固接在所述主桶上的基礎(chǔ)頂板以及環(huán)固在基礎(chǔ)頂板外沿上的裙結(jié)構(gòu)，所述裙結(jié)構(gòu)為斜裙結(jié)構(gòu)，所述斜裙結(jié)構(gòu)呈喇叭狀。

所述主桶采用圓柱型結(jié)構(gòu)，且是采用鋼材或鋼筋混凝土制成的。

所述斜裙結(jié)構(gòu)的喇叭狀本體與豎向的夾角為20°～30°。

所述斜裙結(jié)構(gòu)的喇叭狀本體的下端采用尖角結(jié)構(gòu)。

所述主桶的下端采用尖角結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：采用喇叭狀斜裙結(jié)構(gòu)，當(dāng)基礎(chǔ)上結(jié)構(gòu)物受水平和豎向荷載時(shí)，由于斜裙結(jié)構(gòu)的喇叭狀本體在豎向上增加了基礎(chǔ)面積，從而增大了基礎(chǔ)豎向承載力，同時(shí)由于斜裙結(jié)構(gòu)喇叭狀本體的存在增加了基礎(chǔ)的抗拔承載力；斜裙結(jié)構(gòu)的喇叭狀本體在水平荷載作用下產(chǎn)生豎向壓力分量從而增大了基礎(chǔ)水平承載力，因此本發(fā)明能夠提高吸力基礎(chǔ)的豎向承載力、抗拔承載力和水平承載力，進(jìn)而提高了吸力基礎(chǔ)的安全系數(shù)，同時(shí)本發(fā)明施工方便，能夠降低工程成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為傳統(tǒng)直裙式吸力基礎(chǔ)應(yīng)用的示意圖；

圖3為本發(fā)明應(yīng)用的示意圖。

圖中：1、基礎(chǔ)頂板；2、主桶；3、斜裙結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下：

請(qǐng)參閱圖1，一種適用于軟土地基的斜裙式吸力基礎(chǔ)，包括主桶2、固接在所述主桶2上的基礎(chǔ)頂板1以及環(huán)固在基礎(chǔ)頂板外沿上的裙結(jié)構(gòu)，所述裙結(jié)構(gòu)為斜裙結(jié)構(gòu)3，所述斜裙結(jié)構(gòu)3呈喇叭狀。

在本實(shí)施例中，所述主桶2采用圓柱型結(jié)構(gòu)，且是采用鋼材或鋼筋混凝土制成的，方便施工和使用。經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算獲知，所述斜裙結(jié)構(gòu)3的喇叭狀本體與豎向的夾角θ以20°～30°為宜。所述斜裙結(jié)構(gòu)3的喇叭狀本體的下端采用尖角結(jié)構(gòu)；所述主桶2的下端采用尖角結(jié)構(gòu)。尖角結(jié)構(gòu)便于施工，能夠加快施工進(jìn)度。

施工時(shí)，上述斜裙式吸力基礎(chǔ)首先在自重作用下切入海床一定深度，基礎(chǔ)內(nèi)部與海床形成封閉空間，然后通過(guò)潛水泵逐步抽出桶內(nèi)密閉水體，從而桶體內(nèi)外形成壓差(吸力)，在吸力作用下基礎(chǔ)貫入海床預(yù)定位置。

本發(fā)明與傳統(tǒng)直裙式吸力基礎(chǔ)在粉質(zhì)黏土區(qū)的應(yīng)用對(duì)比分析：

請(qǐng)參見(jiàn)圖2，傳統(tǒng)直裙式吸力基礎(chǔ)，鋼制主桶直徑4.0m，主桶深2.0m，裙寬0.5m，裙深1.0m。

請(qǐng)參見(jiàn)圖3，本發(fā)明-斜裙式吸力基礎(chǔ)，鋼制主桶直徑4.0m，主桶深2.0m，裙寬0.5m，裙深1.0m，斜裙結(jié)構(gòu)3的喇叭狀本體與豎向的夾角為30°。

表1斜裙式吸力基礎(chǔ)和傳統(tǒng)直裙式吸力基礎(chǔ)承載力對(duì)比

如表1所示，采用本發(fā)明的斜裙式吸力基礎(chǔ)，基礎(chǔ)豎向承載力、抗拔承載力、水平承載力分別為6697.1、918.5、2430.2kn，傳統(tǒng)直裙式吸力基礎(chǔ)豎向承載力、抗拔承載力、水平承載力分別為4335.5、727.6、2321.7kn，斜裙式吸力基礎(chǔ)與傳統(tǒng)直裙式吸力基礎(chǔ)豎向承載力、抗拔承載力、水平承載力的比值分別為1.54、1.26、1.05。因此，本發(fā)明較傳統(tǒng)吸力基礎(chǔ)可大大提高豎向承載力、抗拔承載力和水平承載力。

盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍的情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于軟土地基的斜裙式吸力基礎(chǔ)，包括主桶、固接在所述主桶上的基礎(chǔ)頂板以及環(huán)固在基礎(chǔ)頂板外沿上的裙結(jié)構(gòu)，所述裙結(jié)構(gòu)為斜裙結(jié)構(gòu)，所述斜裙結(jié)構(gòu)呈喇叭狀。本發(fā)明采用喇叭狀斜裙結(jié)構(gòu)，當(dāng)基礎(chǔ)上結(jié)構(gòu)物受水平和豎向荷載時(shí)，由于斜裙結(jié)構(gòu)的喇叭狀本體在豎向上增加了基礎(chǔ)面積，從而增大了基礎(chǔ)豎向承載力，同時(shí)由于斜裙結(jié)構(gòu)喇叭狀本體的存在增加了基礎(chǔ)的抗拔承載力；斜裙結(jié)構(gòu)的喇叭狀本體在水平荷載作用下產(chǎn)生豎向壓力分量從而增大了基礎(chǔ)水平承載力，因此本發(fā)明能夠提高吸力基礎(chǔ)的豎向承載力、抗拔承載力和水平承載力，進(jìn)而提高了吸力基礎(chǔ)的安全系數(shù)，同時(shí)本發(fā)明施工方便，能夠降低工程成本。

技術(shù)研發(fā)人員：陳宇;張寶華;孫熙平;李鐵良
受保護(hù)的技術(shù)使用者：交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.23
技術(shù)公布日：2017.09.01