一种海洋结构物锚固基础的制作方法

1.本实用新型涉及海洋工程基础设施建设领域，特别涉及一种海洋结构物锚固基础。


背景技术：

2.目前，随着经济的发展，海洋资源开发利用相关工程正处于建设热潮之中。海洋生物、矿产资源的开发、海洋空间的利用如海洋养殖网箱、海上工厂以及海洋能的利用如海上风电等工程均离不开各种海洋结构物，海洋结构物则需通过海底锚固基础进行支撑、锚定，以保证其作业的安全稳定。
3.现有海洋结构物锚固基础主要有吸力桶基础、桩基础、重力式基础及拖拽安装锚等。吸力桶基础施工简便，具有一定的承载能力，但其对于海床土质要求较高，常与桩基础、重力式基础结合使用。桩基础与重力式基础承载能力较好，但二者的造价均较高；此外，对于桩基础而言，其水平与竖向承载性相差较大，在设计上通过增加桩长或桩径来满足竖向或水平承载力其中一项时会导致另外一项过于保守，从而产生较大的浪费；再者，桩基础施工较复杂，且在深海工况下施工难度较大。而对于重力式基础，其常设置于海床表面，通过自身重力进行承载，未能利用海床土体进行锚固，且同样存在竖向与水平承载性能不协调的情况。拖拽安装锚施工简便，较为经济，但其承载能力一般，且在实际工程中很难确定拖曳安装锚在海床中的深度以及锚爪的方位，即难以准确预测其承载力，给工程带来安全隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了在兼顾工程造价、工期、结构承载机制合理等方面要求的同时，能够有效的限制海洋结构物的位移，保证其安全稳定而提供的一种海洋结构物锚固基础。
5.本实用新型提供的海洋结构物锚固基础包括有混凝土预制块和锚索，其中两束或数束锚索固连在混凝土预制块的底部，每束锚索上均穿设有数个固定环，每个固定环上均设置有锚片。
6.混凝土预制块的顶部固定有连接环用于混凝土预制块同锚链的连接固定，混凝土预制块的底部设置有数个底椎以助于混凝土预制块在海床表面的固定。
7.每束锚索均由数根锚索组成，对应数根锚索，固定环上开设有数个固定孔，数根锚索穿设在固定环上的数个固定孔内；每束锚索的底部均连接有钻头，钻头的顶端连接有固定环，钻头顶端的固定环中间的圆孔内装配有十字型的固定架用于卡接钻杆以对钻头进行旋转钻进。
8.本实用新型的工作原理：
9.本实用新型提供的海洋结构物锚固基础在施工时，底部带有卡槽的钻杆卡接在钻头顶部的固定环中间的固定架上，然后在钻杆的上端施加扭矩与推力牵引每束锚索和锚片
向下旋入，根据设定深度，钻杆准备有数根，上下相邻钻杆之间进行螺接，在数根钻杆的作用下每束锚索达到设定位置后拔出钻杆，进行回收。
10.施工完成的锚固基础主要以锚片来提供抗拔承载力，通过柔性构件锚索来传递荷载。工作时，上部海洋结构物所受风、浪、流等任意向荷载沿着锚链
→
混凝土预制块
→
锚索
→
锚片的传递路径传递至锚片，锚片挤压其上部土体进行平衡，从而将荷载扩散至深层土体；混凝土预制块因其本身自重及底锥的存在，可承担部分竖向与水平荷载；各锚索组合结构通过混凝土预制块形成整体结构共同承担上部海洋结构物及混凝土预制块所受荷载，从而达到稳定海洋结构物的目的。
11.本实用新型的有益效果：
12.1、可靠性高；本实用新型提供的锚固基础的抗拔承载力由数层锚片挤压其上方土体提供，承载能力强。
13.2、节约材料：现有海洋结构物锚固基础为提高锚固能力一般是通过增大吸力桶的桶径、桶深、桩基础的桩长或桩径、重力式基础的自身重量来实现，增加了成本、工期和施工难度，本实用新型提供的技术方案若需增大锚固能力，只需将锚索旋入到更深处土层或在间距合理的情况下增加固定环、锚片的数量，以较小的成本较大增加承载能力；此外，现有桩基础、重力式基础均需要注浆养护保证承载力，而本实用新型提供的技术方案在锚索、锚片旋入完成后即具有较高承载力，此后混凝土预制块将数个锚索结构组合形成整体结构，所使用的注浆材料有限；再者，本实用新型中使用的钻杆在锚索旋入完成后即可回收，能够有效节约材料，降低成本。
14.3、节约工期：相较于传统的锚索施工，本实用新型提供的技术方案通过钻杆牵引锚索、固定环、锚片旋入海床中，旋入完成后结构即具有较高承载力，无需先挖孔再设置锚索，且无需注浆，能够有效节约工期。
15.4、承载机制合理：相较于桩基础、重力式基础竖向与水平承载性能相差较大而不协调的情况，本实用新型提供的基础通过柔性构件锚索传递荷载，由锚片挤压土体提供抗拔承载力，对于上部结构所受任意向荷载均具有较好的承载性能，承载机制合理。
16.5、生态环保：本实用新型所使用锚索、钻头、固定环、锚片、钻杆均可拆卸。制作简单、运输方便，现场可根据实际要求灵活组装。
附图说明
17.图1为本实用新型所述的锚固基础整体结构侧视图。
18.图2为本实用新型所述的锚固基础整体结构俯视图。
19.图3为本实用新型所述的固定环和锚片俯视图。
20.图4为本实用新型所述的钻头顶端的固定环和锚片俯视图。
21.图5为本实用新型所述钻杆、固定环、钻头连接结构示意图。
22.上图中的标注如下：
23.1、混凝土预制块2、锚索3、固定环4、锚片5、连接环
24.6、底椎7、固定孔8、钻头9、固定架10、钻杆
25.11、海床表面。
具体实施方式
26.请参阅图1至图5所示：
27.本实用新型提供的海洋结构物锚固基础包括有混凝土预制块1和锚索2，其中两束或数束锚索2固连在混凝土预制块1的底部，每束锚索2上均穿设有数个固定环3，每个固定环3上均设置有锚片4。
28.混凝土预制块1的顶部固定有连接环5用于混凝土预制块1同锚链的连接固定，混凝土预制块1的底部设置有数个底椎6以助于混凝土预制块1在海床表面11的固定。
29.每束锚索2均由数根锚索2组成，对应数根锚索2，固定环3上开设有数个固定孔7，数根锚索2穿设在固定环3上的数个固定孔7内，每束锚索2的底部均连接有钻头8，钻头8的顶端连接有固定环3，钻头8顶端的固定环3中间的圆孔内装配有十字型的固定架9用于卡接钻杆10以对钻头8进行旋转钻进。
30.本实用新型的工作原理：
31.本实用新型提供的海洋结构物锚固基础在施工时，底部带有卡槽的钻杆10卡接在钻头8顶部的固定环3中间的固定架9上，然后在钻杆10的上端施加扭矩与推力牵引每束锚索2和锚片4向下旋入，根据设定深度，钻杆10准备有数根，上下相邻钻杆10之间进行螺接，在数根钻杆10的作用下每束锚索2达到设定位置后拔出钻杆10，进行回收。
32.施工完成的锚固基础主要以锚片4来提供抗拔承载力，通过柔性构件锚索2来传递荷载。工作时，上部海洋结构物所受风、浪、流等任意向荷载沿着锚链
→
混凝土预制块1
→
锚索2
→
锚片4的传递路径传递至锚片4，锚片4挤压其上部土体进行平衡，从而将荷载扩散至深层土体；混凝土预制块1因其本身自重及底锥6的存在，可承担部分竖向与水平荷载；各锚索2组合结构通过混凝土预制块1形成整体结构共同承担上部海洋结构物及混凝土预制块1所受荷载，从而达到稳定海洋结构物的目的。

技术特征：
1.一种海洋结构物锚固基础，其特征在于：包括有混凝土预制块和锚索，其中两束或数束锚索固连在混凝土预制块的底部，每束锚索上均穿设有数个固定环，每个固定环上均设置有锚片。2.根据权利要求1所述的一种海洋结构物锚固基础，其特征在于：所述的混凝土预制块的顶部固定有连接环用于混凝土预制块同锚链的连接固定，混凝土预制块的底部设置有数个底椎以助于混凝土预制块在海床表面的固定。3.根据权利要求1所述的一种海洋结构物锚固基础，其特征在于：所述的每束锚索均由数根锚索组成，对应数根锚索，固定环上开设有数个固定孔，数根锚索穿设在固定环上的数个固定孔内，每束锚索的底部均连接有钻头，钻头的顶端连接有固定环，钻头顶端的固定环中间的圆孔内装配有十字型的固定架用于卡接钻杆以对钻头进行旋转钻进。

技术总结
本实用新型公开了一种海洋结构物锚固基础，包括有混凝土预制块和锚索，其中两束或数束锚索固连在混凝土预制块的底部，每束锚索上均穿设有数个固定环，每个固定环上均设置有锚片。混凝土预制块的顶部固定有连接环用于混凝土预制块同锚链的连接固定，混凝土预制块的底部设置有数个底椎以助于混凝土预制块在海床表面的固定。有益效果：可靠性高；承载能力强。降低成本。能够有效节约工期。承载机制合理。制作简单、运输方便，现场可根据实际要求灵活组装。装。装。


技术研发人员：黄顺深 杨枭 程鹏 黎健斌 刘文邦 张超 赵金桐
受保护的技术使用者：中交广州水运工程设计研究院有限公司
技术研发日：2022.11.21
技术公布日：2023/3/21