本發(fā)明涉及漂浮式海上風機錨固技術領域，特別是涉及一種側壁帶壓漿裝置的吸力式沉箱基礎。
背景技術：
全球海上風電大多數(shù)處于小于50m范圍內(nèi)，對于深海領域的資源開發(fā)處在探索階段，傳統(tǒng)的固定式風機應用深海領域的風力發(fā)電勢必會造成成本造價高、施工困難等不利之處。因此，漂浮式海上風機取代傳統(tǒng)固定式風機已成為未來風電發(fā)展的方向。
吸力式沉箱基礎作為一種新型的漂浮式海上風機基礎形式，滿足深海領域風機建設的需求。該類基礎形式具有承載力大、造價低、結構簡單、施工周期短等特點，其施工方法為沉箱基礎在自重及上部荷載作用使基礎預先達到一定的深度，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壓狀態(tài)，根據(jù)筒體內(nèi)外壓強差將沉箱基礎壓至到海床預定深度。
當吸力式沉箱基礎緩慢拔出時，地基內(nèi)的滲流運動導致沉箱內(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自重；當吸力式沉箱基礎的拔出速度增加時，由于負壓存在，造成基礎內(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)，基礎發(fā)生底部張力破壞，其抗拔承載力取決于基礎的底部阻拔力、沉箱與土塞的自重；當吸力式沉箱基礎快速拔出時，基礎內(nèi)的負孔隙水壓力來不及消散，土體處于完全不排水狀態(tài)，基礎發(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的破壞形式，本發(fā)明依據(jù)注漿加固原理，對負壓筒內(nèi)外的泥沙進行加固處理，提高負壓筒側摩阻力從而達到提高吸力式沉箱基礎豎向抗拔承載力的效果。
技術實現(xiàn)要素：
為了解決上述存在的問題，本發(fā)明提供一種側壁帶壓漿裝置的吸力式沉箱基礎，通過筒體內(nèi)外注漿，增大負壓筒與土的摩擦阻力，提高了吸力式沉箱基礎的豎向承載能力，為達此目的，本發(fā)明提供一種側壁帶壓漿裝置的吸力式沉箱基礎，包括負壓筒和壓漿裝置，其特征在于：所述壓漿裝置在負壓筒上方，所述負壓筒的下端開口，所述負壓筒的上端設有封蓋，所述封蓋上設有排水閥、引線孔和導纜孔，所述排水閥、引線孔與所述負壓筒的內(nèi)腔連通，所述負壓筒內(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)式壓漿管道開設有一圈注漿孔洞。
本發(fā)明的進一步改進，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)明負壓筒內(nèi)外圓環(huán)式壓漿管道可多層布置。
本發(fā)明的進一步改進，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)明的進一步改進，所述負壓筒接抽水泵，吸力式沉箱基礎通過抽水泵將負壓筒內(nèi)的海水和空氣抽出，筒內(nèi)外形成壓強差，進而利用海水的壓力將負壓筒壓入到海床。
本發(fā)明的進一步改進，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一個壓漿孔洞，所述壓漿孔洞沿對應圓環(huán)式壓漿管道均勻布置，這樣設置壓力更為均勻。
本發(fā)明的進一步改進，所述引線孔處設有橡膠塞，設有橡膠塞可以保證筒的氣密性。
本發(fā)明提供的一種側壁帶注漿裝置的吸力式沉箱基礎通過對負壓筒內(nèi)外側壁采用注漿加固措施，增加負壓筒與泥沙的摩擦阻力，進而提高吸力式沉箱基礎的豎向抗拔承載力。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一種側壁帶注漿裝置的吸力式沉箱基礎結構示意圖；
圖示說明:
1、導纜孔；2、排水閥；3、引線孔；4、封蓋；5、負壓筒；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
下面結合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述：
本發(fā)明提供一種側壁帶壓漿裝置的吸力式沉箱基礎，通過筒體內(nèi)外注漿，增大負壓筒與土的摩擦阻力，提高了吸力式沉箱基礎的豎向抗拔承載能力。
如圖1所示本發(fā)明的一種帶側壁注漿裝置的吸力式沉箱基礎結構，包括負壓筒5，負壓筒5的下端開口，負壓筒5的上端設置封蓋4，封蓋4上設置排水閥2、引線孔3、導纜孔1，排水閥2、引線孔3與負壓筒5的內(nèi)腔連通。負壓筒5內(nèi)外壁設置圓環(huán)式漿管，負壓筒5內(nèi)壁設置兩層壓漿管，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)式壓漿管上均設有壓漿孔洞10，兩層圓環(huán)式壓漿分別設置內(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)式壓漿管上設有壓漿孔洞10，每層豎向壓漿管未設置注漿孔洞。確保漿液能夠從內(nèi)壁圓環(huán)式壓漿孔洞壓出。
如圖1所示負壓筒5外壁設置外壁圓環(huán)式壓漿管道7，負壓筒5外壁設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，并與負壓筒焊接牢固。引線孔處設有橡膠塞（未示出），保證筒的氣密性。
本發(fā)明所述的一種側壁帶壓漿裝置的吸力式沉箱基礎基礎工作原理，沉箱基礎在結構自重及上部荷載作用下，負壓筒5先沉入海床一定深度，負壓筒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)腔達到負壓狀態(tài)，由于負壓筒5內(nèi)外壓強差的存在，確保該筒體被壓入到預計深度。
本發(fā)明待負壓筒5被壓入海床預計深度后方可進行注漿加固施工，在注漿施工之前需要根據(jù)海床地質(zhì)情況、負壓筒5尺寸大小、上部荷載等因素進行室內(nèi)試驗確定注漿漿液的配合比、注漿量以及注漿壓力。利用注漿泵對負壓筒5內(nèi)外壁同時進行注漿，達到設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)明所要求保護的范圍。