[发明专利]一种自动化防治液化的双壁吸力筒基础

说明书

本发明公开了一种自动化防治液化的双壁吸力筒基础，包括双壁吸力筒基础主体和自动化液化防治系统；双壁吸力筒基础主体包括内筒、外筒、周向均布于内筒和外筒之间间隙内的多个连接筋、由外向内设置于相邻连接筋之间腔体内的排水板及膨胀填充体、排水板密封顶盖；自动化液化防治系统包括孔隙水压力传感器、排水管接口、传感器接口面板、采集仪、报警器和水泵；当采集仪采集到的双壁吸力筒基础周边海床中的超静孔隙水压力超过海床液化预警值时，警报器报警并自动启动水泵抽水，及时降低双壁吸力筒基础周边海床土体中孔隙水压力，排除海床液化风险。

技术领域

本发明涉及海洋工程的吸力筒技术领域，尤其涉及一种自动化防治液化的双壁吸力筒基础。

背景技术

单个吸力筒基础，及多个吸力筒基础组成的导管架是常见的海洋工程基础形式，被广泛应用于石油开采平台、风电塔等海上工程的基础建设中。海洋建筑物或构筑物的基础在长期运营过程中常面临波浪荷载、结构振动、地震等的影响。波浪荷载、结构本身振动等在基础周围的海床中可能形成超静孔隙水压力累积，或地震剪切波作用在基础周围的海床中将直接产生超静孔隙水压力，都可能引起海床液化的海洋工程地质灾害。海床液化将导致海洋工程基础发生滑移或沉陷，甚至导致其上部结构发生整体倾覆破坏，从而可能造成人员伤亡并带来巨大的财产损失。

陆上基础工程中治理液化的方法较为全面有效且技术成熟，但不能直接应用与海洋工程中。目前，常见的针对海洋工程基础周围的海床液化治理方法主要是：向液化区域土体插入排水管，采用自排水或者抽水的方式，降低液化区域的超静孔隙水压力，从而缓减或消除海床液化。但该方法有如下不足：1、不能准确及时地预防海洋工程基础周围的海床液化，一般待海床液化发生后才采取本方法进行海床液化治理；2、本方法不适用于复杂环境的海域或深海区域，此类区域不容易进行排水管的安装及抽水作业。

因此，为预防和治理海床液化对海洋工程基础的危害，针对海洋环境复杂、海上工程人员紧缺的海洋工程现状，急需一种施工简单、且全面有效的适用于海上结构物的能够防治液化的吸力筒基础。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种自动化防治液化的双壁吸力筒基础。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自动化防治液化的双壁吸力筒基础，包括双壁吸力筒基础主体和自动化液化防治系统；所述双壁吸力筒基础主体包括内筒、外筒、周向均布于所述内筒和外筒之间间隙内的多个连接筋、由外向内设置于相邻连接筋之间腔体内的排水板及膨胀填充体、排水板密封顶盖；所述外筒由弧形钢板、通孔、顶板、排水口或注水口和刃脚组成；所述通孔周向贯穿均布于外筒的筒壁；所述顶板密封设置于内筒的内壁；所述顶板贯穿设置有排水口或注水口；所述刃脚设置于内筒和外筒的下端口，呈一体一侧倾斜设置；所述排水板密封顶盖由顶盖本体和螺栓组成；所述顶盖本体安装在排水板上方，通过螺栓固定在连接筋上，顶盖本体与内筒和外筒密封连接；

所述自动化液化防治系统包括孔隙水压力传感器、排水管接口、传感器接口面板、采集仪、报警器和水泵；所述孔隙水压力传感器由孔隙水压力传感器探头、传感器导线和传感器通道组成；所述孔隙水压力传感器探头固定于通孔上，与传感器导线连接；所述传感器导线通过安装在外筒内壁上的传感器通道引出，与传感器接口面板连接；所述排水管接口和传感器接口面板均密封安装于排水板密封顶盖上；所述排水管接口与排水板水力连通；所述排水管接口通过排水管与水泵连接，所述传感器接口面板通过导线与采集仪连接；所述采集仪、报警器和水泵依次连接，采集仪能够通过孔隙水压力传感器自动读取和保存孔隙水压力数据，报警器能够对采集仪采集的孔隙水压力数据进行读取、预警和处理，当采集仪采集到的双壁吸力筒基础周边海床中的超静孔隙水压力超过海床液化预警值时，警报器报警并自动启动水泵抽水，及时降低双壁吸力筒基础周边海床土体中孔隙水压力，排除海床液化风险。

进一步地，所述内筒为钢筒；所述外筒由多个弧形钢板依次焊接组合而成；所述内筒上端面、外筒上端面及连接筋上端面齐平；所述外筒的顶板低于内筒的上端面。