阅读说明：本技术 一种重力式劲性复合吸力式沉箱基础 (Gravity type stiffness composite suction type caisson foundation ) 是由 戴国亮 朱文波 龚维明 高鲁超 郭庆 郭晶 于 2019-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种重力式劲性复合吸力式沉箱基础,包括吸力式沉箱基础、顶部预制混凝土重块与水泥土固体组成重力式劲性复合吸力式沉箱基础。所述吸力式沉箱基础的下端开口,且上端设置有封盖,所述封盖上设置有导缆孔以及排水阀,所述排水阀与吸力式沉箱基础的内腔相连通；所述吸力式沉箱基础顶部设有混凝土重块。本发明通过吸力式沉箱基础下沉前的地基处理,使吸力式沉箱基础与水泥土固体形成整体,并在吸力式沉箱基础顶部设有预制混凝土重块,达到提高吸力式沉箱基础的竖向与水平承载能力。(The invention relates to a gravity type stiffness composite suction type caisson foundation which comprises a suction type caisson foundation, wherein a gravity type stiffness composite suction type caisson foundation is formed by a top precast concrete weight and a cement soil solid. The lower end of the suction caisson foundation is provided with an opening, the upper end of the suction caisson foundation is provided with a sealing cover, the sealing cover is provided with a cable guide hole and a drain valve, and the drain valve is communicated with the inner cavity of the suction caisson foundation; and a concrete weight is arranged at the top of the suction caisson foundation. According to the invention, the suction type caisson foundation and the cement soil solid are integrated through foundation treatment before the suction type caisson foundation sinks, and the precast concrete weight is arranged at the top of the suction type caisson foundation, so that the vertical and horizontal bearing capacity of the suction type caisson foundation is improved.)

一种重力式劲性复合吸力式沉箱基础

技术领域

本发明涉及漂浮式海上平台以及海上漂浮式风机锚固基础领域，尤其涉及一种重力式劲性复合吸力式沉箱基础及其制备方法。

背景技术

吸力式沉箱基础是海上风电基础以及海上平台常用的基础形式。由于浅层土体多以淤泥、粉砂土为主，土质相对较差，吸力式沉箱基础承载特性受浅层土体影响较大。同时在复杂海洋环境下，受风、浪、流等因素的影响，以及长期的上拔荷载作用，吸力式沉箱基础产生较大的水平与竖向承载力和变位，威胁上部结构安全。

吸力式沉箱基础作为一种新型的漂浮式海上风机基础形式，满足深海领域风机建设的需求。该类基础形式具有造价低、结构简单、施工周期短等特点，其施工方法为沉箱基础在自重及负压作用使基础预先达到一定的深度，当吸力式沉箱基础受竖向荷载作用时，其抗拔承载力主要取决于沉箱筒壁与土体之间的摩擦力和基础自重，承载力较低。

发明内容

本发明针对吸力式沉箱基础抗拔承载力较低的问题，提供了一种重力式劲性复合吸力式沉箱基础及其制备方法，大大提高的提高了吸力式沉箱基础的竖向抗拔承载力。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种重力式劲性复合吸力式沉箱基础，包括吸力式沉箱基础、位于所述吸力式沉箱基础顶部的预制混凝土重块、包裹所述吸力式沉箱基础外表面的水泥土加固体；其中所述吸力式沉箱基础与水泥土块形成整体；所述吸力式沉箱基础呈筒体状，所述吸力是沉箱基础的上端设有封盖和下端设有开口；所述封盖上设有排水阀和钢筋，所述钢筋与封板焊接并埋设在预制混凝土重块的内部，使预制混凝土重块与下部吸力式沉箱基础形成一体；达到提高吸力式沉箱基础的竖向与水平承载能力。

所述钢柱的顶部设有导缆孔；所述排水阀与所述吸力式沉箱基础的内腔相通且另一端与排水通道连接固定；所述排水通道设置在钢管套的内腔中。

本发明的进一步改进在于：所述封盖上设置有钢柱；所述钢柱的高度大于等于与所述预支混凝土重块的高度；其中所述钢柱的上部与导缆孔连接固定。

本发明的进一步改进在于：所述钢筋高度低于所述预制混凝土重块的高度，所述钢筋的直径小于所述吸力式沉箱基础的直径；所述钢筋的形状呈圆形或其他任意形状。

本发明的进一步改进在于：所述预制混凝土重块的直径大于等于所述吸力式沉箱基础的直径。

本发明的进一步改进在于：所述预制混凝土重块的直径大于所述吸力式沉箱基础的直径时，在所述预制混凝重块下端预制一块钢板，其中所述钢板的下端与吸力式沉箱基础的封盖连接固定。

本发明的进一步改进在于：所述钢板上端设置钢筋用于固定预制混凝土重块。

本发明的进一步改进在于：所述水泥土加固体的外表面呈正方体和圆柱体。

本发明的进一步改进在于：所述水泥土加固体横截面的长度或直径为所述吸力式沉箱基础直径的1.0-2.0倍。

本发明的进一步改进在于：所述水泥土加固体的深度不小于所述吸力式沉箱基础的高度。

一种重力式劲性复合吸力式沉箱基础的制备方法，所述施工方法如下：（1）所述预制重力式吸力式沉箱基础顶部的预制混凝土重块块采用岸上预制，与吸力式沉箱基础形成一起；（2）水泥土加固体进行基础施工；（3）在水泥土固体施工完成后，在水泥土加固体范围内进行重力式吸力式沉箱基础安装，重力式吸力式沉箱基础通过负压下沉方式进行安装，当吸力式沉箱基础下沉完成，吸力式沉箱基础与周围的水泥土固体形成一体后开始承受荷载。

本发明较现有技术相比，具有的有益效果如下：

水泥土加固体与吸力式沉箱基础联合作用，提高吸力式沉箱基础水平承载力与竖向承载力，减小吸力式沉箱基础水平变形与竖向变形；本发明能够降低海上风电工程成本，提高工程效率，确保风机结构整体稳定性。

附图说明

图1：是本发明的实施例1的结构示意图；

图2：是本发明的实施例2的结构示意图；

附图标记：1-吸力式沉箱基础；2-预制混凝土重块；3-封盖；4-导缆孔；5-钢柱；6-钢筋；7-钢套管；8-排水通道；9-连接管，10-钢板，11-排水阀，12-水泥土加固块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。

一种重力式劲性复合吸力式沉箱基础，包括吸力式沉箱基础1、位于所述吸力式沉箱基础1顶部的预制混凝土重块2、包裹所述吸力式沉箱基础1外表面的水泥土加固体12；其中所述吸力式沉箱基础1与水泥土块12形成整体；所述吸力式沉箱基础1呈筒体状，所述吸力是沉箱基础1的上端设有封盖3和下端设有开口；所述封盖3上设有排水阀11和钢筋6，所述钢筋6与封板3焊接并埋设在预制混凝土重块2的内部，使预制混凝土重块2与下部吸力式沉箱基础1形成一体；所述钢柱5的顶部设有导缆孔4；所述排水阀11与所述吸力式沉箱基础1的内腔相通且另一端与排水通道8连接固定；所述排水通道8设置在钢管套7的内腔中。

所述封盖3上设置有钢柱5；所述钢柱5的高度大于与所述预支混凝土重块2的高度；其中所述钢柱5的上部与导缆孔4连接固定。

所述钢筋6高度低于所述预制混凝土重块2的高度，所述钢筋6的直径小于所述吸力式沉箱基础1的直径；所述钢筋6的形状呈圆形。

实施例1：

如图1：所述预制混凝土重块2的直径等于所述吸力式沉箱基础1的直径。所述水泥土加固体12的外表面呈圆柱体。所述水泥土加固体12横截面的长度或直径为所述吸力式沉箱基础1直径的1.0倍。

实施例2：

如图2：所述预制混凝土重块2的直径大于所述吸力式沉箱基础1的直径。在所述预制混凝重块2下端预制一块钢板10，其中所述钢板10的下端与吸力式沉箱基础1的封盖3连接固定。所述钢板10上端设置钢筋6用于固定预制混凝土重块2。

所述水泥土加固体12的深度高于所述吸力式沉箱基础1的高度。

所述水泥土加固体12横截面的长度或直径为所述吸力式沉箱基础1直径的2.0倍。

本实施例的一种重力式劲性复合吸力式沉箱基础的制备方法，所述施工方法如下：（1）所述预制重力式吸力式沉箱基础顶部的预制混凝土重块块采用岸上预制，与吸力式沉箱基础形成一起；（2）水泥土加固体进行基础施工；（3）在水泥土固体施工完成后，在水泥土加固体范围内进行重力式吸力式沉箱基础安装，重力式吸力式沉箱基础通过负压下沉方式进行安装，当吸力式沉箱基础下沉完成，吸力式沉箱基础与周围的水泥土固体形成一体后开始承受荷载。