一种适用于软土地基的斜裙式吸力基础的制作方法

本发明属于工程结构基础工程领域，特别是涉及一种适用于软土地基的斜裙式吸力基础。

背景技术：

吸力基础利用负压进行施工，具有施工方便、施工速度快、造价低和可重复利用等特点，在国内建设的海洋油、气平台中广泛应用，如1999年在胜利油田建设的埕北cb20b海洋平台应用了吸力基础；南海jz20-2油田采用了单点系泊吸力锚基础；2011年在山东昌邑海域建成的测风塔使用了大直径吸力基础。在大型工程建设中，吸力基础的承载力(竖向承载力、抗拔承载力、水平承载力)是否满足要求直接关系整个海上结构物的安全，其基础承载性能研究一直备受国内外研究人员的关注，涉及静力或循环荷载作用下的竖向承载力、水平承载力、抗拔承载力及水平、竖向和弯矩组合荷载作用下的承载性能等。为了增强传统吸力基础的承载力，李大勇、李珊珊等在传统的吸力基础上增加了直裙结构，直裙结构承担部分土抗力，达到提高基础承载力和减少其水平侧移的目的，然而由于直裙结构裙深和裙宽的限制，使得因直裙结构增加的基础结构承载力有限。

技术实现要素：

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种适用于软土地基的斜裙式吸力基础，该基础能够有效提高吸力基础的承载力，提高安全系数，易于施工，能够降低成本。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种适用于软土地基的斜裙式吸力基础，包括主桶、固接在所述主桶上的基础顶板以及环固在基础顶板外沿上的裙结构，所述裙结构为斜裙结构，所述斜裙结构呈喇叭状。

所述主桶采用圆柱型结构，且是采用钢材或钢筋混凝土制成的。

所述斜裙结构的喇叭状本体与竖向的夹角为20°～30°。

所述斜裙结构的喇叭状本体的下端采用尖角结构。

所述主桶的下端采用尖角结构。

本发明具有的优点和积极效果是：采用喇叭状斜裙结构，当基础上结构物受水平和竖向荷载时，由于斜裙结构的喇叭状本体在竖向上增加了基础面积，从而增大了基础竖向承载力，同时由于斜裙结构喇叭状本体的存在增加了基础的抗拔承载力；斜裙结构的喇叭状本体在水平荷载作用下产生竖向压力分量从而增大了基础水平承载力，因此本发明能够提高吸力基础的竖向承载力、抗拔承载力和水平承载力，进而提高了吸力基础的安全系数，同时本发明施工方便，能够降低工程成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为传统直裙式吸力基础应用的示意图；

图3为本发明应用的示意图。

图中：1、基础顶板；2、主桶；3、斜裙结构。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1，一种适用于软土地基的斜裙式吸力基础，包括主桶2、固接在所述主桶2上的基础顶板1以及环固在基础顶板外沿上的裙结构，所述裙结构为斜裙结构3，所述斜裙结构3呈喇叭状。

在本实施例中，所述主桶2采用圆柱型结构，且是采用钢材或钢筋混凝土制成的，方便施工和使用。经设计计算获知，所述斜裙结构3的喇叭状本体与竖向的夹角θ以20°～30°为宜。所述斜裙结构3的喇叭状本体的下端采用尖角结构；所述主桶2的下端采用尖角结构。尖角结构便于施工，能够加快施工进度。

施工时，上述斜裙式吸力基础首先在自重作用下切入海床一定深度，基础内部与海床形成封闭空间，然后通过潜水泵逐步抽出桶内密闭水体，从而桶体内外形成压差(吸力)，在吸力作用下基础贯入海床预定位置。

本发明与传统直裙式吸力基础在粉质黏土区的应用对比分析：

请参见图2，传统直裙式吸力基础，钢制主桶直径4.0m，主桶深2.0m，裙宽0.5m，裙深1.0m。

请参见图3，本发明-斜裙式吸力基础，钢制主桶直径4.0m，主桶深2.0m，裙宽0.5m，裙深1.0m，斜裙结构3的喇叭状本体与竖向的夹角为30°。

表1斜裙式吸力基础和传统直裙式吸力基础承载力对比

如表1所示，采用本发明的斜裙式吸力基础，基础竖向承载力、抗拔承载力、水平承载力分别为6697.1、918.5、2430.2kn，传统直裙式吸力基础竖向承载力、抗拔承载力、水平承载力分别为4335.5、727.6、2321.7kn，斜裙式吸力基础与传统直裙式吸力基础竖向承载力、抗拔承载力、水平承载力的比值分别为1.54、1.26、1.05。因此，本发明较传统吸力基础可大大提高竖向承载力、抗拔承载力和水平承载力。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种适用于软土地基的斜裙式吸力基础，包括主桶、固接在所述主桶上的基础顶板以及环固在基础顶板外沿上的裙结构，所述裙结构为斜裙结构，所述斜裙结构呈喇叭状。本发明采用喇叭状斜裙结构，当基础上结构物受水平和竖向荷载时，由于斜裙结构的喇叭状本体在竖向上增加了基础面积，从而增大了基础竖向承载力，同时由于斜裙结构喇叭状本体的存在增加了基础的抗拔承载力；斜裙结构的喇叭状本体在水平荷载作用下产生竖向压力分量从而增大了基础水平承载力，因此本发明能够提高吸力基础的竖向承载力、抗拔承载力和水平承载力，进而提高了吸力基础的安全系数，同时本发明施工方便，能够降低工程成本。

技术研发人员：陈宇;张宝华;孙熙平;李铁良
受保护的技术使用者：交通运输部天津水运工程科学研究所
技术研发日：2017.06.23
技术公布日：2017.09.01