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专利号: 2021115877459
申请人: 中国石油大学(华东)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种可固结土体的桩靴基础,其包括桩靴外壳(2)、靴尖(12)、抽水管(8)、隔断肋板(10)、储水仓(6)和透水纱布(5),其特征在于:桩靴外壳(2)为钢制纺锤型外壳,由上外壳(3)和下外壳(1)组成,上外壳(3)和下外壳(1)通过焊接组合在一起,顶板(7)焊合在上外壳(3)中部,底板(11)焊合在下外壳(1)中部;

所述的桩靴外壳(2)上设有环向沟槽(14)和竖向沟槽(15),所述的环向沟槽(14)和竖向沟槽(15)交点处设置排水孔(4),所述的排水孔(4)贯穿桩靴外壳与储水仓(6)连通;桩靴外侧包裹一层高强度透水纱布(5),以此防止桩靴周围土体堵塞环向沟槽(14)和竖向沟槽(15)以及排水孔(4);

所述的顶板(7)为钻有圆孔的钢制圆板;所述的圆孔,其内部插入抽水管(8);

所述的隔断肋板(10)为开有肋板圆孔(13)的钢板,与桩靴上外壳(3)和下外壳(1)通过焊接连接,均匀的分布在桩靴内部;

所述的抽水管(8)上端与真空泵连接,下端连接储水仓(6),所述的储水仓(6)为隔断肋板(10)与桩靴上外壳(3)、下外壳(1)之间的间隙,用于储存桩靴周围土体固结排出的水体;

所述的靴尖(12),为钢制圆锥体,焊接在底板(11)的底部。

2.根据权利要求1所述的可固结土体的桩靴基础,其特征在于:所述的桩靴外壳(2)外部设置环向沟槽(14)和竖向沟槽(15),所述的环向沟槽(14)沿桩靴长度方向等间距设置;

所述的竖向沟槽(15)沿桩靴环向等角度布置;所述的环向沟槽(14)和竖向沟槽(15)的交点处设置排水孔(4),与内部储水仓(6)连通。

3.根据权利要求1所述的可固结土体的桩靴基础,其特征在于:桩靴外侧包裹一层透水纱布(5);所述的透水纱布(5)具有较高的透水性和抗拉强度,可以阻挡桩靴周围土体颗粒进入环向沟槽(14)和竖向沟槽(15)。

4.根据权利要求1~3任意一项所述的一种可固结土体的桩靴基础的安装方法,其特征在于,依次包括以下步骤:第一步、安装所述的一种可固结土体的桩靴基础,包括以下子步骤:

首先,根据设计要求,将桩靴基础的下外壳(1)和上外壳(3)组装在一起,将透水纱布(5)包裹在桩靴外壳(2)上;

然后,将自升式海洋平台拖航至指定位置,下放桩腿(9),使桩靴基础贯入海床指定贯入深度;

最后,将抽水管(8)连接抽水泵,将储水仓(6)内部的空气和水抽出,此时储水仓(6)内部压力降低,桩靴内、外产生压力差,桩靴周围土体内部的水在压力差的作用下,穿过透水纱布(5),通过环向沟槽(14)和竖向沟槽(15)汇集到排水孔(4),再进入储水仓(6);在此过程中桩靴周围土体快速排水固结,土体抗剪强度增加,桩靴拉拔承载力和稳定性大大提升;

第二步、当自升式海洋平台服役结束后,回收桩靴;

使用高压注水泵连接抽水管(8),将高压水泵入桩靴内部储水仓(6),此时桩靴内部的高压水会通过排水孔(4)排出桩靴外,在桩靴外壳(2)和土体之间形成高压水膜,起到润滑的作用,有效减少桩靴在上拔时的阻力。