本申請涉及海洋巖土工程領(lǐng)域，具體涉及一種帶外展增強體的吸力基礎(chǔ)。

背景技術(shù)：

1、吸力基礎(chǔ)外形像一只倒扣在水下泥面的桶，主要通過將桶內(nèi)上部的水抽出形成負壓，從而克服泥土阻力實現(xiàn)下沉。目前在工程實踐中存在著大量使用吸力基礎(chǔ)的場景，比如固定式海上風電、海洋油氣平臺和港口航道等行業(yè)的基礎(chǔ)工程，此時一般稱作吸力桶(筒)或吸力沉箱基礎(chǔ)；當用作深海漂浮式結(jié)構(gòu)或船舶等的系泊、錨固時，一般稱為吸力樁或吸力錨。

2、常規(guī)吸力基礎(chǔ)的外表面比較規(guī)則，未能充分調(diào)動周圍巖土體的抗力，使得其在材料用量、施工難度和綜合成本方面均不夠理想。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述情況，本申請基于巖土體的端側(cè)阻力是表面摩擦阻力的十幾至幾十倍的事實，提出了一種帶外展增強體的吸力基礎(chǔ)，通過從吸力基礎(chǔ)的規(guī)則表面外展出去的增強體，實現(xiàn)大幅度提升調(diào)動周圍巖土體端側(cè)阻力的效果。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本申請采用的技術(shù)方案如下，包括：預(yù)制的吸力基礎(chǔ)主體，及底部封閉的中空夾層；夾層的底部有封底樁尖，以幫助夾層下沉和密封；主體和夾層連接成為一體。

3、進一步的，當中空夾層設(shè)于吸力基礎(chǔ)主體內(nèi)部時，主體被夾層分隔為多倉，每個分倉設(shè)有抽水孔；優(yōu)選的，主體分倉數(shù)量為偶數(shù)，如2個、4個、6個或8個；主體側(cè)壁預(yù)設(shè)有多個開口，作為外展增強體實施的通道。

4、進一步的，此時中空夾層底部封閉、上端開口，夾層側(cè)壁為主體的分倉隔板，四周與主體側(cè)壁圍合，形成一個上部開口的空腔，為外展增強體的施加提供操作空間。

5、進一步的，當中空夾層設(shè)于吸力基礎(chǔ)主體外部時，夾層與吸力基礎(chǔ)主體的側(cè)壁圍合，夾層側(cè)壁預(yù)設(shè)開口，做為增強體的實施空間。

6、進一步的，還包括預(yù)制的外展增強體，增強體為鋼制、鋼筋混凝土材質(zhì)或鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)等；外展增強體可前后連接實現(xiàn)接長，進一步提高外展效果。

7、進一步的，吸力基礎(chǔ)主體和夾層采用抽負壓的方法貫入預(yù)定位置，之后外展增強體通過夾層空腔，由主體或夾層側(cè)壁預(yù)設(shè)開口位置外展進入周圍巖土體；優(yōu)選的，主體或夾層的預(yù)設(shè)開口位置設(shè)置局部結(jié)構(gòu)加強措施，實現(xiàn)外展增強體根部和主體的可靠連接。

8、進一步的，單根增強體的長度略小于夾層長度，雙側(cè)對稱設(shè)置最小可實現(xiàn)接近2倍主體直徑的外展效果，為吸力基礎(chǔ)提供增強的承載力、剛度和穩(wěn)定性。

9、進一步的，根據(jù)荷載工況和土層性質(zhì)，外展增強體在沿主體的高度方向，間隔一定距離可以設(shè)1圈、2圈或多圈；優(yōu)選的，外展增強體通過一種孔內(nèi)打樁機器人實施，孔內(nèi)打樁機器人深入夾層內(nèi)工作，通過靜壓或擊打的方式實施增強體的外展和收回。

10、進一步的，根據(jù)需要，在外展增強體實施完畢后，夾層內(nèi)可進行灌漿填充，進一步提高結(jié)構(gòu)的剛度和整體性。

11、采用上述方法本方案取得的有益效果如下：采用帶外展增強體的吸力基礎(chǔ)，能夠有效調(diào)動更多周圍巖土體的端側(cè)阻力，在抵抗拉、壓、彎、剪、扭各種荷載時承載力有全面的提升，能夠有效降低吸力基礎(chǔ)的外形尺寸和成本，擴展其使用范圍。

技術(shù)特征：

1.一種帶外展增強體的吸力基礎(chǔ)，其特征在于，包括：吸力基礎(chǔ)主體、底部封閉的中空夾層和預(yù)制的外展增強體；主體和夾層連接成為一體，采用負壓沉貫等方法實施到位后，預(yù)制增強體通過夾層空腔，由主體或夾層側(cè)壁預(yù)設(shè)開口位置外展進入周圍巖土體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶外展增強體的吸力基礎(chǔ)，其特征在于，當中空夾層設(shè)于吸力基礎(chǔ)主體內(nèi)部時，主體被夾層分隔為多倉；優(yōu)選的，主體分倉數(shù)量為偶數(shù)，如2個、4個、6個或8個。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種帶外展增強體的吸力基礎(chǔ)，其特征在于，中空夾層的底部封閉、上端開口，四周與吸力基礎(chǔ)主體的側(cè)壁圍合，主體側(cè)壁預(yù)設(shè)開口，為增強體的實施提供操作空間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶外展增強體的吸力基礎(chǔ)，其特征在于，當中空夾層設(shè)于吸力基礎(chǔ)主體外部時，夾層與吸力基礎(chǔ)主體的側(cè)壁圍合，夾層側(cè)壁預(yù)設(shè)開口，做為增強體的實施操作空間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶外展增強體的吸力基礎(chǔ)，其特征在于，預(yù)制的外展增強體為鋼制、鋼筋混凝土材質(zhì)或鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)等；優(yōu)選的，主體或夾層側(cè)壁預(yù)設(shè)開口位置設(shè)置局部加強構(gòu)造，實現(xiàn)外展增強體和主體的可靠傳力連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶外展增強體的吸力基礎(chǔ)，其特征在于，根據(jù)需要，在外展增強體實施完畢后，夾層內(nèi)可進行灌漿填充，進一步提高結(jié)構(gòu)的剛度和整體性。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種適用于海洋巖土工程領(lǐng)域的帶外展增強體的吸力基礎(chǔ)，包括：吸力基礎(chǔ)主體、底部封閉的中空夾層和預(yù)制的外展增強體；夾層與吸力基礎(chǔ)主體連接成為一體，采用負壓沉貫到預(yù)定位置之后，預(yù)制增強體通過夾層空腔，由主體或夾層側(cè)壁預(yù)設(shè)開口位置外展進入周圍巖土體，為吸力基礎(chǔ)提供增強的承載力、剛度和穩(wěn)定性。本申請大幅度改善了常規(guī)吸力基礎(chǔ)調(diào)動周圍巖土體抗力費效比較低的問題，能夠有效降低吸力基礎(chǔ)的外形尺寸和成本，并擴展其使用范圍。

技術(shù)研發(fā)人員：彭豐成
受保護的技術(shù)使用者：彭豐成
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10