[发明专利]一种伞形锚加固的芯桶重力式基础

说明书

本发明公开了一种伞形锚加固的芯桶重力式基础，该基础包括吸力锚、混凝土重块盖板、伞形锚和环形裙边齿。该装置在吸力锚依靠自重以及通过吸力负压贯入至土体内部指定深度后，通过混凝土吊环将混凝土重块盖板吊至锚眼的正上方使预留孔与吸力锚锚眼对齐，缓慢放在吸力锚的表面上。闭合的伞形锚穿过伞形锚预制孔并插入土体内部，当伞形锚到达预定深度后，向上拉起伞形锚使得锚体张开，最后浇灌混凝土将混凝土重块盖板与伞形锚结合为一体；同时环形裙边齿与土体相互作用发挥承载力。本发明通过将混凝土重块盖板和伞形锚以及环形裙边齿与传统吸力锚相组合，提高了吸力锚竖向、水平承载力和抗倾覆承载力，同时提升了吸力锚的安全性能和工程使用性能。

技术领域

本发明涉及重力式基础，具体涉及一种伞形锚加固的芯桶重力式基础。

背景技术

随着全球能源日益短缺，开发利用新能源已受到世界各国的广泛重视，其中海洋风能作为一种新型无污染、可再生的绿色能源，对全球的社会的可持续发展有着重要意义，因此海上风电如雨后春笋般快速发展，吸力锚作为海洋基础形式有着适应多种海洋环境的特点。

吸力锚具有施工简单、安全可靠、可重复利用的特点，与传统的桩结构桩、重力锚、链锚相比，有着更好的经济特性。但在实际工程中，吸力锚在承受较大的竖向拉拔力和水平作用力时经常出现吸力锚失效的现象。因此，吸力锚的改进工作也一直有学者长期从事。

相关研究现状如下所示：

(1)申请号为201810382104.1的中国专利介绍了一种深海内环式海底吸力锚及其安装方法，该吸力锚包括吸力主桶，所述吸力主桶为底部敞开，顶端封闭的桶型结构，吸力主桶内壁沿轴向等间距布置若干空心环形凸起，吸力主桶内壁与空心环形凸起的侧壁形成倒钩状结构，吸力主桶的顶部中心和顶部边缘布置排水孔。但该专利并没有实质上的提高吸力锚的抗倾覆承载力。

(2)申请号为201820207173.4的中国专利介绍了一种防土塞吸力锚，包括吸力锚主体，吸力锚主体侧壁周围均匀分布有侧向翼筒，但该专利主筒与多个侧筒连接为一体后整体性不强，难以作为整体发挥承载力。

(3)申请号为201820206382.7的中国专利介绍了一种新型吸力锚，包括锚筒外壳、顶板、负压泵接口，采用弧板将三个锚筒形成整体，能够提高吸力锚的抗拔承载力。但该专利在抗倾覆承载力方面并没有提高。

(4)申请号为201711253347.7的中国专利介绍了一种能旋转下贯的吸力式筒型基础，包括顶面封闭、下端开口的锚筒，锚筒顶端的旋转动力筒，该专利明显减小吸力锚下贯阻力，但该专利安装困难且由于旋转安装对土体扰动过大降低土体承载力。

(5)申请号为201711253348.1的中国专利介绍了可自身旋转下贯的空心螺纹吸力锚，包括顶面封闭、下端开口的锚筒，锚筒的顶端设有排水孔，排水孔与潜水泵Ⅰ连接，将吸力、旋转相结合减小了下贯阻力，提高了安装效率，但该专利未能提高吸力锚在面对锚链斜上方拉拽时的抗倾覆承载力。

(6)申请号为201720217185.0的中国专利介绍了一种新型海底裙式吸力锚，包括同中心轴的吸力主桶、双裙式结构和环形凹槽，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，但该专利的裙式结构对于承载力的发挥作用不大。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提出了一种伞形锚加固的芯桶重力式基础。本发明装置通过在传统吸力锚安装安成后，将混凝土重块和伞形锚以及环形裙边齿与传统吸力锚相组合，从而大大提高了吸力锚整体的竖向、水平承载力和抗倾覆承载力，同时提升了吸力锚的安全性能和工程使用性能。

本发明采取以下技术方案：

一种伞形锚加固的芯桶重力式基础，包括吸力锚、混凝土重块盖板、伞形锚和环形裙边齿；