一种新型半埋式方形基础及其安装方法与流程

本发明涉及一种锚泊基础，尤其涉及一种新型半埋式方形基础及其安装方法。

背景技术：

我国南海有世界上最具开发潜力又未大规模开采的油气资源。开发南海资源对于我国具有战略意义。目前我国积极推进岛礁浮式平台及栈桥的建设，以期加快南海资源的开发和使用。浮式平台需要锚泊基础进行固定，设计出承载能力大且安装方便的锚泊基础对于平台建设有重要意义。

但是南海岛礁广泛分布着钙质砂，给锚泊基础设计提出了新的挑战。若使用重力式基础则体积过大，效率低且对环境有较大影响；而传统吸力桶型基础在钙质砂地层中由于其孔隙率高、渗透性大，很难通过吸力进行贯入；若使用拖曳锚，则定位难以确定。综合以上分析，需要提出一种适用于钙质砂地层中的新型系泊基础。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种新型半埋式方形基础及其安装方法。该基础的特点是：在承载方面，该基础综合了重力式基础和桶型基础的优点，下部嵌入土体，上部通过压载提高承载力；在安装方面，使用振动代替吸力以适应于渗透性较大的地层。

为解决上述技术问题本发明采取以下技术方案：

一种新型半埋式方形基础包括无上下底面的方形外壳、隔板、十字形隔板；所述的隔板水平设于方形外壳内部且二者固连，该隔板最好设置在离方形外壳底面距离为2/3的基础高度上，十字形隔板设于隔板下方的方形外壳空间内，十字形隔板上边沿与隔板固连，四条侧边沿与方形外壳内壁固连，十字形隔板把基础的下部贯入部分分成了四个腔室，隔板、十字形隔板与方形外壳固连(如焊接)为一体，可提高基础的强度和刚度。在隔板上开有排水孔，用于贯入过程中基础底部水的排出，在方形外壳底边设有刃脚用于插入土体，刃脚应紧贴方形外壳的内壁向下设置，以防止在切入过程中刃脚下部土体向基础内部涌入，在方形外壳一侧焊接有系泊板，系泊板上开有用于与锚链相连接的系泊孔，方形外壳顶边设有对称的吊耳；该方形基础先通过自重和膜袋混凝土的压载达到初始深度后，再通过振动电机进行振动贯入。

上述的新型半埋式方形基础的安装方法，包括如下步骤：在安装前，将基础、四台变频振动电机和所需要用于压载的膜袋混凝土运输至安装地点，将四台变频振动电机分别安装至基础的四角，并在隔板底面安装角度传感器；在安装场地经过平整之后，将基础与锚链相连接，用吊船吊装至海床上并进行调平，然后通过吊船将膜袋混凝土吊装至基础的隔板上，通过基础的自重和膜袋混凝土压载进行初始贯入，当所需压载全部吊装至隔板后，开动基础四角的变频振动电机，控制调平，安装至预定位置后，将电机与基础分离，回收振动电机，完成安装。

本发明具有以下优点：

在承载力方面，该基础综合了重力式基础和桶型基础的优点，利用浅层砂土进行承载，充分发挥浅层承载力。所设计的基础为方形，基础可承受沿竖向轴的转动荷载，大大提高了基础的抗扭转能力，同时结合水平的隔板及十字形隔板的设计，极大提高了基础的整体刚度和强度；在安装方面，使用振动安装的方式相比使用吸力安装，使得其在孔隙率高、渗透性大的砂层中有良好的适应性。该基础的结构简单，易于设计和生产，可以应用于各种砂土环境。

附图说明

图1是新型半埋式方形基础主视图；

图2是新型半埋式方形基础俯视图；

图3是新型半埋式方形基础侧视图；

图4是基础刃脚示意图；

图5安装流程图。

其中，1.隔板、2.方形外壳、3.排水孔、4.刃脚、5.系泊板、6.十字形隔板、7.吊耳、8.半埋式方形基础、9.变频振动电机、10.膜袋混凝土、11.角度传感器。

具体实施方式

参照图1-5，本发明的新型半埋式方形基础包括方形外壳2，隔板1位于方形外壳2内部，在离方形外壳2底面距离为2/3的基础高度上同方形外壳2焊接，隔板1上设置有排水孔3，用于贯入过程中基础底部水的排出，方形外壳底部设置有刃脚4，在方形外壳2一侧焊接有系泊板及系泊孔5，系泊孔5和锚链相连接，隔板下方形外壳内部设置有十字形隔板1以加强基础的整体刚度，十字板隔板和上隔板及方形外壳相焊接，方形钢壳顶部中心各焊接一个吊耳7，用于基础8的吊装。

在安装前，将基础8、变频振动电机9和所需要用于压载的膜袋混凝土10(隔板上部的压载膜袋混凝土，在安装时可提供贯入力，在承载时能提高基础的承载能力)运输至安装地点，并将四台变频振动电机9安装至基础8的四角，角度传感器11安装至隔板1底面。在安装场地经过平整之后，将半埋式基础8与锚链相连接，用吊船吊装至海床上并进行调平，然后通过吊船将膜袋混凝土10吊装至基础隔板1上，通过基础的自重和压载进行初始贯入，当所需压载完全吊装至基础后，开动基础四角的变频振动电机9，通过程序控制调平和安装至预定位置，最后将振动电机9与基础8分离，回收振动电机9完成基础8的安装。

如图所示，本发明的安装流程为：

1.将变频振动电机与基础相连；

2.平整场地，吊装调平；

3.吊装膜袋混凝土进行初步贯入；

4.开动电机振动贯入并调平；

5.安装至预定位置回收电机。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种新型半埋式方形基础，包括无上下底面的方形外壳、隔板、十字形隔板；所述的隔板水平设于方形外壳内部且二者固连，十字形隔板设于隔板下方的方形外壳空间内，十字形隔板把基础的下部贯入部分分成了四个腔室，在隔板上开有排水孔，在方形外壳底边设有刃脚，在方形外壳一侧焊接有系泊板，顶边设有对称的吊耳；该方形基础先通过自重和膜袋混凝土的压载达到初始深度后，再通过振动电机进行振动贯入。在承载方面，该基础综合了重力式基础和桶型基础的优点，下部嵌入土体，上部通过压载提高承载力；在安装方面，使用振动代替吸力以适应于渗透性较大的地层，尤其适用于钙质砂底层。

技术研发人员：国振;芮圣洁;王立忠;沈侃敏
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2017.09.14
技术公布日：2018.01.30