一种具有可伸缩锯齿形结构的吸力式桶形基础

本技术涉及海洋和岩土工程，尤其是一种具有可伸缩锯齿形结构的吸力式桶形基础。

背景技术：

1、岩土工程的范围包括地基与基础、边坡和地下工程等施工范围，当前随着海洋资源的不断向深海开发，吸力式桶形基础的使用也在快速增长，而在吸力式桶形基础沉贯过程中，土塞效应会导致吸力式桶形基础的承载力下降。现有技术中，为了消除土塞效应问题，吸力式桶形基础主要是在内部设置过滤网，防止贯入过程可能出现的堵孔，通过在桶形基础内部设置土塞挡板和探测装置，监测桶内土塞高度是否超过限制，当土塞高度整体达到土塞挡板处时,施工人员可以根据监测数据，停止进一步吸力贯入，然后进行反向注浆充填空隙，桶内注入的浆体可以使吸力桶的顶盖和土体完全接触，从而提高吸力桶的安装质量，进而保证吸力桶的承载能力和桶顶板结构的安全性。

2、现有的消除土塞效应的吸力式桶形基础在使用的过程中，还存在以下的问题：(1)对土塞效应的消除过于依赖探测装置，而吸力式桶形基础沉贯过程中，沉贯深度较大，容易造成探测装置损坏，若无法获得监测数据将会导致监测失效；(2)注浆所注入浆体与海底土体不同，导致吸力式桶形基础的承载能力下降。为此，需要对现有的吸力式桶形基础做进一步的改进。

技术实现思路

1、为了消除吸力式桶形基础的土塞效应，保证吸力桶的承载能力和桶顶板结构的安全性，本实用新型提供了一种具有可伸缩锯齿形结构的吸力式桶形基础，具体技术方案如下。

2、一种具有可伸缩锯齿形结构的吸力式桶形基础，包括吸力桶、可伸缩锯齿形结构和排水安装设备，所述吸力桶包括固定连接的吸力桶顶板、外桶壁、内桶壁，外桶壁与内桶壁之间顶端封闭且留设有空腔，外桶壁和内桶壁上贯穿设置有多个可伸缩锯齿形结构，内桶壁和外桶壁之间的部分空腔使用与内桶壁相同的材料填充；所述可伸缩锯齿形结构包括内侧锯齿、外侧锯齿和弹簧，内侧锯齿与外侧锯齿固定连接，弹簧与内侧锯齿固定连接，所述排水安装设备包括钢制基础环、排水管、锚栓，锚栓焊接在外桶壁上，钢制基础环焊接在吸力桶顶板上，钢制基础环的两侧对称布置两个排水孔。

3、优选的是，可伸缩锯齿形结构在外桶壁和内桶壁之间运动，所述弹簧的一端与内桶壁相连接，另一端与内侧锯齿相连。

4、优选的是，内侧锯齿和外侧锯齿为一体式结构，所述内侧锯齿和外侧锯齿上均设置有限位凸起。

5、还优选的是，锚栓对称焊接在外桶壁两侧用于吊装吸力桶，所述排水孔上安装带有开关的排水管。

6、还优选的是，钢制基础环设置在吸力桶顶板的中心处，所述排水孔对称布置在钢制基础环的两侧。

7、还优选的是，内桶壁套设在外桶壁内，吸力桶的顶板配置在外桶壁和内桶壁的端部。

8、进一步优选的是，内侧锯齿的齿尖向靠近内桶壁中轴线的方向倾斜，所述外侧锯齿的齿尖向远离内桶壁中轴线的方向倾斜。

9、进一步优选的是，可伸缩锯齿形结构沿外桶壁和内桶壁的圆周均匀排布设置多个；内侧锯齿和外侧锯齿的长度之和大于外桶壁和内桶壁之间的间距。

10、进一步优选的是，可伸缩锯齿形结构沿外桶壁和内桶壁的长度方向布置2层以上。

11、本实用新型提供的一种具有可伸缩锯齿形结构的吸力式桶形基础有益效果包括：在吸力式桶形基础沉贯过程中，内侧锯齿出现在内桶壁上，从而减小土体颗粒上浮的速度，有效消除土塞效应的影响；在吸力式桶形基础承载时，内侧锯齿会增大内桶壁与土体之间的摩擦力，提升吸力式桶形基础的抗拔承载力；在吸力式桶形基础回收过程中，外侧锯齿出现在外桶壁从而可以减小土体与外桶壁之间的摩擦力，便于基础回收；该吸力式桶形基础结构简单，制作方便，实用性更高。

技术特征：

1.一种具有可伸缩锯齿形结构的吸力式桶形基础，其特征在于，包括吸力桶、可伸缩锯齿形结构和排水安装设备，所述吸力桶包括固定连接的吸力桶顶板、外桶壁、内桶壁，外桶壁与内桶壁之间顶端封闭且留设有空腔，外桶壁和内桶壁上贯穿设置有多个可伸缩锯齿形结构，内桶壁和外桶壁之间的部分空腔使用与内桶壁相同的材料填充；所述可伸缩锯齿形结构包括内侧锯齿、外侧锯齿和弹簧，内侧锯齿与外侧锯齿固定连接，弹簧与内侧锯齿固定连接，所述排水安装设备包括钢制基础环、排水管、锚栓，锚栓焊接在外桶壁上，钢制基础环焊接在吸力桶顶板上，钢制基础环的两侧对称布置两个排水孔。

2.根据权利要求1所述的一种具有可伸缩锯齿形结构的吸力式桶形基础，其特征在于，所述可伸缩锯齿形结构在外桶壁和内桶壁之间运动，所述弹簧的一端与内桶壁相连接，另一端与内侧锯齿相连。

3.根据权利要求2所述的一种具有可伸缩锯齿形结构的吸力式桶形基础，其特征在于，所述内侧锯齿和外侧锯齿为一体式结构，所述内侧锯齿和外侧锯齿上均设置有限位凸起。

4.根据权利要求1所述的一种具有可伸缩锯齿形结构的吸力式桶形基础，其特征在于，所述锚栓对称焊接在外桶壁的两侧用于吊装吸力桶，所述排水孔上安装带有开关的排水管。

5.根据权利要求1所述的一种具有可伸缩锯齿形结构的吸力式桶形基础，其特征在于，所述钢制基础环设置在吸力桶顶板的中心处，所述排水孔对称布置在钢制基础环的两侧。

6.根据权利要求1所述的一种具有可伸缩锯齿形结构的吸力式桶形基础，其特征在于，所述内桶壁套设在外桶壁内，吸力桶的顶板配置在外桶壁和内桶壁的端部。

7.根据权利要求1所述的一种具有可伸缩锯齿形结构的吸力式桶形基础，其特征在于，所述内侧锯齿的齿尖向靠近内桶壁中轴线的方向倾斜，所述外侧锯齿的齿尖向远离内桶壁中轴线的方向倾斜。

8.根据权利要求1所述的一种具有可伸缩锯齿形结构的吸力式桶形基础，其特征在于，所述可伸缩锯齿形结构沿外桶壁和内桶壁的圆周均匀排布设置多个；内侧锯齿和外侧锯齿的长度之和大于外桶壁和内桶壁之间的间距。

9.根据权利要求8所述的一种具有可伸缩锯齿形结构的吸力式桶形基础，其特征在于，所述可伸缩锯齿形结构沿外桶壁和内桶壁的长度方向布置2层以上。

技术总结一种具有可伸缩锯齿形结构的吸力式桶形基础，涉及海洋和岩土工程技术领域。该结构主要包括吸力桶、可伸缩锯齿形结构和排水安装机构，吸力桶包括固定连接的吸力桶顶板、外桶壁、内桶壁，外桶壁与内桶壁之间设置有空腔，桶壁上安装有可伸缩锯齿形结构，内外桶壁之间的部分空隙还设置有填充物；可伸缩锯齿形结构包括固定连接的内侧锯齿、外侧锯齿和弹簧，排水安装机构包括钢制基础环、排水管、锚栓，锚栓对称焊接在外桶壁两侧，钢制基础环焊接在吸力桶顶板圆心位置处，钢制基础环两侧对称布置两个排水孔。该装置解决了吸力式桶形基础因土塞效应导致承载力下降的问题，还消除了沉贯过程中的土塞效应，提高了基础抗拔承载力，还便于回收。技术研发人员：郭志权,邱月,文玉坤,郭永宇受保护的技术使用者：山东科技大学技术研发日：20240321技术公布日：2024/11/7