本發(fā)明涉及漂浮式海上風(fēng)機(jī)錨固技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種側(cè)壁帶壓漿裝置的吸力式沉箱基礎(chǔ)。
背景技術(shù)：
全球海上風(fēng)電大多數(shù)處于小于50m范圍內(nèi)，對于深海領(lǐng)域的資源開發(fā)處在探索階段，傳統(tǒng)的固定式風(fēng)機(jī)應(yīng)用深海領(lǐng)域的風(fēng)力發(fā)電勢必會造成成本造價高、施工困難等不利之處。因此，漂浮式海上風(fēng)機(jī)取代傳統(tǒng)固定式風(fēng)機(jī)已成為未來風(fēng)電發(fā)展的方向。
吸力式沉箱基礎(chǔ)作為一種新型的漂浮式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)形式，滿足深海領(lǐng)域風(fēng)機(jī)建設(shè)的需求。該類基礎(chǔ)形式具有承載力大、造價低、結(jié)構(gòu)簡單、施工周期短等特點，其施工方法為沉箱基礎(chǔ)在自重及上部荷載作用使基礎(chǔ)預(yù)先達(dá)到一定的深度，筒體內(nèi)腔處于密封的狀態(tài)，利用抽水泵將內(nèi)腔的水和空氣抽離形成負(fù)壓狀態(tài)，根據(jù)筒體內(nèi)外壓強差將沉箱基礎(chǔ)壓至到海床預(yù)定深度。
當(dāng)吸力式沉箱基礎(chǔ)緩慢拔出時，地基內(nèi)的滲流運動導(dǎo)致沉箱內(nèi)泥沙的孔隙水壓力充分消散，土體處于完全排水狀態(tài)，基礎(chǔ)發(fā)生局部剪切破壞，其抗拔承載力主要取決于沉箱筒壁與土體之間的摩擦力和基礎(chǔ)自重；當(dāng)吸力式沉箱基礎(chǔ)的拔出速度增加時，由于負(fù)壓存在，造成基礎(chǔ)內(nèi)的土體形成土塞與沉箱一起拔出，沉箱內(nèi)的土體處于部分排水狀態(tài)，基礎(chǔ)發(fā)生底部張力破壞，其抗拔承載力取決于基礎(chǔ)的底部阻拔力、沉箱與土塞的自重；當(dāng)吸力式沉箱基礎(chǔ)快速拔出時，基礎(chǔ)內(nèi)的負(fù)孔隙水壓力來不及消散，土體處于完全不排水狀態(tài)，基礎(chǔ)發(fā)生整體破壞，其抗拔承載力取決于沉箱和土塞自重、沉箱內(nèi)外側(cè)摩阻力以及底部反向地基承載力。因此，考慮到吸力式沉箱基礎(chǔ)的破壞形式，本發(fā)明依據(jù)注漿加固原理，對負(fù)壓筒內(nèi)外的泥沙進(jìn)行加固處理，提高負(fù)壓筒側(cè)摩阻力從而達(dá)到提高吸力式沉箱基礎(chǔ)豎向抗拔承載力的效果。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決上述存在的問題，本發(fā)明提供一種側(cè)壁帶壓漿裝置的吸力式沉箱基礎(chǔ)，通過筒體內(nèi)外注漿，增大負(fù)壓筒與土的摩擦阻力，提高了吸力式沉箱基礎(chǔ)的豎向承載能力，為達(dá)此目的，本發(fā)明提供一種側(cè)壁帶壓漿裝置的吸力式沉箱基礎(chǔ)，包括負(fù)壓筒和壓漿裝置，其特征在于：所述壓漿裝置在負(fù)壓筒上方，所述負(fù)壓筒的下端開口，所述負(fù)壓筒的上端設(shè)有封蓋，所述封蓋上設(shè)有排水閥、引線孔和導(dǎo)纜孔，所述排水閥、引線孔與所述負(fù)壓筒的內(nèi)腔連通，所述負(fù)壓筒內(nèi)外壁周圍布置圓環(huán)式壓漿管道，每層圓環(huán)式壓漿管道分層布置且相互獨立，所述圓環(huán)式壓漿管道包括內(nèi)壁圓環(huán)式壓漿管和外壁圓環(huán)式壓漿管，所述內(nèi)壁圓環(huán)式壓漿管通過內(nèi)壁豎向連接管連接，所述外壁圓環(huán)式壓漿管通過外壁豎向連接管連接，所述內(nèi)壁豎向連接管上部穿過引線孔與壓漿裝置相連，所述外壁豎向連接管上部直接與壓漿裝置相連，所述圓環(huán)式壓漿管和豎向連接管與負(fù)壓筒內(nèi)外壁焊接牢固，所述內(nèi)壁圓環(huán)式壓漿管和外壁圓環(huán)式壓漿管道開設(shè)有一圈注漿孔洞。
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述圓環(huán)式壓漿管道有n層內(nèi)壁注漿管和m層外壁圓環(huán)式壓漿管道，其中n和m為正整數(shù)，本發(fā)明負(fù)壓筒內(nèi)外圓環(huán)式壓漿管道可多層布置。
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述圓環(huán)式壓漿管道有2層，包括內(nèi)壁上層圓環(huán)式壓漿管和內(nèi)壁下層圓環(huán)式壓漿管，所述內(nèi)壁上層圓環(huán)式壓漿管通過內(nèi)壁上豎向連接管連接，所述內(nèi)壁下層圓環(huán)式壓漿管道通過內(nèi)壁下豎向連接管連接，所述外壁圓環(huán)式壓漿管道通過外壁豎向連接管連接，所述內(nèi)壁上豎向連接管和內(nèi)壁下豎向連接管上部穿過引線孔與壓漿裝置相連，所述外壁內(nèi)壁上層連接管上部直接與壓漿裝置相連，以上為本發(fā)明一種最常用形態(tài)。
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述負(fù)壓筒接抽水泵，吸力式沉箱基礎(chǔ)通過抽水泵將負(fù)壓筒內(nèi)的海水和空氣抽出，筒內(nèi)外形成壓強差，進(jìn)而利用海水的壓力將負(fù)壓筒壓入到海床。
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述內(nèi)壁上層圓環(huán)式壓漿管、內(nèi)壁下層圓環(huán)式壓漿管和外壁圓環(huán)式壓漿管道每隔一定距離開設(shè)一個壓漿孔洞，所述壓漿孔洞沿對應(yīng)圓環(huán)式壓漿管道均勻布置，這樣設(shè)置壓力更為均勻。
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述引線孔處設(shè)有橡膠塞，設(shè)有橡膠塞可以保證筒的氣密性。
本發(fā)明提供的一種側(cè)壁帶注漿裝置的吸力式沉箱基礎(chǔ)通過對負(fù)壓筒內(nèi)外側(cè)壁采用注漿加固措施，增加負(fù)壓筒與泥沙的摩擦阻力，進(jìn)而提高吸力式沉箱基礎(chǔ)的豎向抗拔承載力。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一種側(cè)壁帶注漿裝置的吸力式沉箱基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖示說明:
1、導(dǎo)纜孔；2、排水閥；3、引線孔；4、封蓋；5、負(fù)壓筒；61、內(nèi)壁上層圓環(huán)式壓漿管；62、內(nèi)壁下層圓環(huán)式壓漿管；7、外壁圓環(huán)式壓漿管；81、內(nèi)壁上豎向連接管；82、內(nèi)壁下豎向連接管；9、外壁豎向連接管；10、壓漿孔洞。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：
本發(fā)明提供一種側(cè)壁帶壓漿裝置的吸力式沉箱基礎(chǔ)，通過筒體內(nèi)外注漿，增大負(fù)壓筒與土的摩擦阻力，提高了吸力式沉箱基礎(chǔ)的豎向抗拔承載能力。
如圖1所示本發(fā)明的一種帶側(cè)壁注漿裝置的吸力式沉箱基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括負(fù)壓筒5，負(fù)壓筒5的下端開口，負(fù)壓筒5的上端設(shè)置封蓋4，封蓋4上設(shè)置排水閥2、引線孔3、導(dǎo)纜孔1，排水閥2、引線孔3與負(fù)壓筒5的內(nèi)腔連通。負(fù)壓筒5內(nèi)外壁設(shè)置圓環(huán)式漿管，負(fù)壓筒5內(nèi)壁設(shè)置兩層壓漿管，分別為內(nèi)壁上層圓環(huán)式壓漿管61和內(nèi)壁下層圓環(huán)式壓漿管62，每層圓環(huán)式壓漿管上均設(shè)有壓漿孔洞10，兩層圓環(huán)式壓漿分別設(shè)置內(nèi)壁上豎向連接管81和內(nèi)壁下豎向連接管82，且內(nèi)壁上豎向連接管81和內(nèi)壁下豎向連接管82相互獨立，并穿過引線孔3與外部注漿泵（未表示出）相連，確保每層圓環(huán)壓漿管可以獨立壓漿，每層圓環(huán)式壓漿管上設(shè)有壓漿孔洞10，每層豎向壓漿管未設(shè)置注漿孔洞。確保漿液能夠從內(nèi)壁圓環(huán)式壓漿孔洞壓出。
如圖1所示負(fù)壓筒5外壁設(shè)置外壁圓環(huán)式壓漿管道7，負(fù)壓筒5外壁設(shè)置一到多層壓漿管道，圖1中只給出一層外壁圓環(huán)式壓漿管道，外壁圓環(huán)式壓漿管道7上均設(shè)有壓漿孔洞10，外壁圓環(huán)式壓漿管道7通過外壁豎向連接管9相連，外壁豎向連接管9直接與外部注漿泵（未表示出）相連。外壁豎向連接管9不設(shè)置壓漿孔洞10。確保漿液能夠從外壁圓環(huán)式壓漿孔洞壓出。
本發(fā)明所述的內(nèi)外壁圓環(huán)式壓漿管道與內(nèi)外壁豎向連接管均采用鋼材制作，并與負(fù)壓筒焊接牢固。引線孔處設(shè)有橡膠塞（未示出），保證筒的氣密性。
本發(fā)明所述的一種側(cè)壁帶壓漿裝置的吸力式沉箱基礎(chǔ)基礎(chǔ)工作原理，沉箱基礎(chǔ)在結(jié)構(gòu)自重及上部荷載作用下，負(fù)壓筒5先沉入海床一定深度，負(fù)壓筒5內(nèi)腔形成一種含有空氣及海水的密封體，外界抽水泵（未表示出）通過排水閥2將內(nèi)腔的空氣及海水抽出使內(nèi)腔達(dá)到負(fù)壓狀態(tài)，由于負(fù)壓筒5內(nèi)外壓強差的存在，確保該筒體被壓入到預(yù)計深度。
本發(fā)明待負(fù)壓筒5被壓入海床預(yù)計深度后方可進(jìn)行注漿加固施工，在注漿施工之前需要根據(jù)海床地質(zhì)情況、負(fù)壓筒5尺寸大小、上部荷載等因素進(jìn)行室內(nèi)試驗確定注漿漿液的配合比、注漿量以及注漿壓力。利用注漿泵對負(fù)壓筒5內(nèi)外壁同時進(jìn)行注漿，達(dá)到設(shè)計注漿量時停止注漿，一段時間后檢測注漿效果。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作任何其他形式的限制，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)所作的任何修改或等同變化，仍屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。