一种桩承式裙边筒型组合基础及其施工方法

本发明涉及海洋基础工程，具体涉及一种桩承式裙边筒型组合基础及其施工方法。

背景技术：

1、吸力筒基础具有安装方便、可重复使用、能够提供较大摩阻力等优点，被广泛应用于海上风电、海上油气平台、海上桥梁码头等领域作为固定式支撑结构体系的基础，同时也是未来深水区漂浮式海洋平台的主要锚固基础形式。

2、吸力筒基础的水平和竖向抗拔承载性能对于海上结构的安全至关重要。目前，提高其承载性能通常只能通过扩大吸力筒的尺寸的方式，这不仅不经济，而且会增加施工的难度和成本。

3、鉴于此，有必要针对吸力筒基础进行优化，使其既能够抵御恶劣海况下的复杂荷载，又具备较好的经济性。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的第一目的是提供一种承载力好，成本低的桩承式裙边筒型组合基础；本发明的第二目的是提供该桩承式裙边筒型组合基础的施工方法。

2、技术方案：本发明第一方面提供一种桩承式裙边筒型组合基础，包括吸力筒，吸力筒的封盖上设有排水阀门，吸力筒外壁设有能够提升竖向承载力的裙边结构，裙边结构上设有能够提升竖向和水平承载力的管桩。

3、进一步地，裙边结构为扁平的圆环结构，其上对称地开设有若干供管桩穿过的过孔。

4、进一步地，过孔位于裙边结构径向中间位置。

5、进一步地，裙边结构厚度为吸力筒筒径的1/20～1/30。

6、进一步地，管桩内设有注浆管和呈网状的拉筋。

7、进一步地，管桩直径为1.2～2.0m。

8、进一步地，吸力筒的筒壁高度不大于封盖直径；封盖厚度为吸力筒筒径的1/10～1/15，筒壁厚度为0.2～0.3m。

9、进一步地，裙边结构与封盖焊接相连，封盖与筒壁焊接相连。

10、进一步地，吸力筒的筒壁下端为尖角结构。

11、本发明第二方面提供一种桩承式裙边筒型组合基础的施工方法，包括：

12、将带有裙边结构的吸力筒沉入海床，使其依靠自重下沉一定深度；

13、通过排水阀门抽水，使吸力筒内产生负压，并被贯入至设计深度；

14、在海床上对应于过孔的位置开孔，在开孔位置将管桩打入设计埋深，最终进行管桩的灌浆封闭，完成安装。

15、有益效果：本发明与现有技术相比，具有如下显著优点：

16、(1)本发明在满足承载力要求的情况下，相较于传统的吸力筒基础，筒体尺寸明显缩小，进而可有效减小下沉阻力与土塞隆起高度，以及降低海洋工程成本；

17、(2)传统吸力筒基础的竖向抗拔承载力仅靠筒体自重与侧壁摩阻力；本发明利用裙边结构和管桩，增加了桩侧摩阻力以及整体的自重，从而有效提高了基础的竖向抗拔承载力；

18、(3)传统吸力筒基础在承受水平荷载时，筒体会发生转动，导致筒侧壁与周围土体接触不足，无法提供足够的水平承载力；本发明通过裙边结构上的管桩增加与周围土体的接触，有效提高了基础的水平承载力。

19、因此，本发明能够显著提升吸力筒基础水平承载力和竖向抗拔承载力，同时能够有效控制成本，有利于吸力筒基础更大规模的推广和应用，对于我国海洋工程事业的发展具有重要的意义。

技术特征：

1.一种桩承式裙边筒型组合基础，包括吸力筒(1)，其特征在于，吸力筒(1)的封盖(10)上设有排水阀门(11)，吸力筒(1)外壁设有能够提升竖向承载力的裙边结构(2)，裙边结构(2)上设有能够提升竖向和水平承载力的管桩(3)。

2.根据权利要求1所述的桩承式裙边筒型组合基础，其特征在于，裙边结构(2)为扁平的圆环结构，其上对称地开设有若干供管桩(3)穿过的过孔(20)。

3.根据权利要求2所述的桩承式裙边筒型组合基础，其特征在于，过孔(20)位于裙边结构(2)径向中间位置。

4.根据权利要求1所述的桩承式裙边筒型组合基础，其特征在于，裙边结构(2)厚度为吸力筒(1)筒径的1/20～1/30。

5.根据权利要求1所述的桩承式裙边筒型组合基础，其特征在于，管桩(3)内设有注浆管(30)和呈网状的拉筋(31)。

6.根据权利要求1所述的桩承式裙边筒型组合基础，其特征在于，管桩(3)直径为1.2～2.0m。

7.根据权利要求1所述的桩承式裙边筒型组合基础，其特征在于，吸力筒(1)的筒壁(12)高度不大于封盖(10)直径；封盖(10)厚度为吸力筒(1)筒径的1/10～1/15，筒壁(12)厚度为0.2～0.3m。

8.根据权利要求7所述的桩承式裙边筒型组合基础，其特征在于，裙边结构(2)与封盖(10)焊接相连，封盖(10)与筒壁(12)焊接相连。

9.根据权利要求1所述的桩承式裙边筒型组合基础，其特征在于，吸力筒(1)的筒壁(12)下端为尖角结构。

10.一种桩承式裙边筒型组合基础的施工方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种桩承式裙边筒型组合基础及其施工方法，所述桩承式裙边筒型组合基础包括吸力筒，吸力筒的封盖上设有排水阀门，吸力筒外壁设有能够提升竖向承载力的裙边结构，裙边结构上设有能够提升竖向和水平承载力的管桩；裙边结构为扁平的圆环结构，其上对称地开设有若干供管桩穿过的过孔；过孔位于裙边结构径向中间位置；管桩内设有注浆管和呈网状的拉筋。本发明能够显著提升吸力筒基础水平承载力和竖向抗拔承载力，同时能够有效控制成本，有利于吸力筒基础的推广应用。

技术研发人员：竺明星,王腾飞,李小娟,陈杰,刘静,凌晨,刘宏远
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13