[实用新型]新型海底双裙式吸力锚

说明书

技术领域

实用新型涉及海洋结构基础工程技术领域，尤其涉及一种适用于离岸风电工程海底地基基础的海底新型双裙式吸力锚。

背景技术

近年来，随着海洋工程技术领域的高速发展，裙式吸力锚作为海洋工程中一种新型的基础形式，越来越广泛应用于海洋平台结构中，吸力锚基础由于在海底容易受到较大弯矩和水平动力荷载，随时间增长会产生较大的水平位移和转角，易发生迁移，无法保证海底地基基础设施的稳定性。

此外，吸力基础由于处在浅海中，海床冲刷引起吸力基础周围冲蚀，周围砂土液化，从而降低基础承载力，不能有效提高竖向和水平承载能力。同时吸力基础在下沉时会产生较大向上的海水阻力，影响沉贯速度和沉贯质量；同时增加了能量损耗，会增加施工成本。因此，在现有基础上开发一种适用于海底地基基础的新型双裙式吸力锚意义重大。

发明内容

针对现有吸力锚基础存在的不足，本实用新型提供了一种海底新型双裙式吸力锚，其目的在于在一定程度上降低桶体周围海床土体被冲蚀的程度，有效提高基础设施的水平和竖向承载力，提高海底地基设施的稳定性。

为实现上述目的，本实用新型的设计技术方案为：一种海底新型双裙式吸力锚，其特征在于：它包括同中心轴的吸力主桶、双裙式结构，其中吸力主桶是顶端封闭，底部开口的一种钢制基础桶形结构，其顶部中心处设排水孔，双裙式结构是由双层裙边即外裙边和内裙边环绕在吸力主桶外围的圆筒形结构，其顶面均匀布置有两圈永久性透水圆孔。

在海底新型双裙式吸力锚中，为提高海底地基设施的稳定性，吸力主桶直径与高度比例为1：（1.0~2.0）。

在海底新型双裙式吸力锚中，双裙式结构外裙半径与吸力主桶半径比例为（1.5~2.0)：1，双裙式结构内裙边到外裙边距离取外裙半径与吸力主桶半径之差的二分之一。

本实用新型双裙式吸力锚使用时的具体实施方法是：首先双裙式吸力锚在有效自重作用下，在海水内下沉，沉到海底，桶体切入海床，此过程中桶体顶部排水孔一直开启，双裙式吸力锚自重沉贯结束；接着桶体顶部排水孔连接排水系统，排尽桶体内的水体，在桶体内形成负压，吸力锚在负压作用下继续下沉；最后“裙”范围内沉贯，顶面设有永久性排水孔，吸力锚下沉到预定位置时关闭排水孔，拆除排水系统，整个施工结束。

与现有技术相比较，本实用新型海底新型双裙式吸力锚的优点为：

（1）由于在裙式吸力锚顶面设置了两圈透水圆孔，与原有吸力锚相比大大降低了沉贯过程中海水的阻力，同时降低了施工成本；

（2）根据水平荷载作用下吸力锚挠度变形的问题设置了双层裙边，增强了吸力锚的抗弯刚度和剪切刚度，从而减少了水平荷载作用下的挠度变形；

（3）本实用新型双裙式吸力锚的布置增大了裙式吸力锚的侧面积和顶面积，提高了基础侧面与土体的摩擦力，从而提高竖向承载力和抗拔力，并降低了主桶基础高度；

（4）双裙边的设置提高了抵抗海床土体冲蚀的能力，保证承载力不因受海床土体冲蚀而降低，从而延长了基础的寿命。

附图说明

图1为本实用新型海底新型双裙式吸力锚的结构示意图。

图2为本实用新型的结构俯视示意图。

图例说明：1-双裙式结构外裙边；2-双裙式结构内裙边；3-吸力主桶；4-透水圆孔；5-排水孔。

具体实施方式

本实用新型提供了一种海底新型双裙式吸力锚，为使本实用新型实现的技术方案、达成目的及效果特征更加清晰明确，下面结合附图和具体实施方式进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1和图2所示，本实用新型的海底新型双裙式吸力锚，它包括同中心轴的吸力主桶3、双裙式结构，其中吸力主桶3是顶端封闭，底部开口的一种钢制基础桶形结构，其顶部中心处设排水孔5，双裙式结构是由双层裙边即外裙边1和内裙边2环绕在吸力主桶3外围的圆筒形结构，其顶面均匀布置有两圈永久性透水圆孔4。

所述的海底新型双裙式吸力锚，吸力主桶直径与高度比例为1：（1.0~2.0）。

所述的海底新型双裙式吸力锚，双裙式结构外裙半径与吸力主桶半径比例为（1.5~2.0)：1，双裙式结构内裙边到外裙边距离取外裙半径与吸力主桶半径之差的二分之一。

本实用新型双裙式吸力锚使用时的具体实施方法是：首先双裙式吸力锚在有效自重作用下，在海水内下沉，沉到海底，桶体切入海床，此过程中桶吸力主桶3顶部排水孔5一直开启，双裙式吸力锚自重沉贯结束；接着桶体顶部排水孔5连接排水系统，排尽桶体内的水体，在桶体内形成负压，吸力锚在负压作用下继续下沉；最后“裙”范围内沉贯，顶面设有永久性透水圆孔4，吸力锚下沉到预定位置时关闭排水孔5，拆除排水系统，整个施工结束。