一种网格化胶结抛石防冲刷结构制造技术

本发明专利技术公开了一种网格化胶结抛石防冲刷结构，包括：抛石颗粒，均匀分布在构筑物外围一周；胶凝物，填充在部分抛石颗粒之间用于将其中抛石颗粒由上至下连接成一体构成胶结石笋；所述胶结石笋为若干个，呈网格化分布在构筑物周围，且胶结石笋为上小下大的结构。本发明专利技术克服现有防护措施的防冲刷效果均不佳的缺陷，从而提供一种在海上构筑物外围形成具有更强防冲刷能力的一种网格化胶结抛石防冲刷结构；该防冲刷结构还能够降低海上构筑物周围的抛石厚度和抛石范围，从而降低抗冲刷防护综合成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种网格化胶结抛石防冲刷结构


[0001]本专利技术涉及海洋工程基础结构防冲
，具体涉及一种网格化胶结抛石防冲刷结构。

技术介绍

[0002]海洋具有丰富的资源，是未来开发的重要领域。海上风电具有清洁高效的优势，是新能源重要组成部分。海上风电的基础结构是开发利用风能资源的重要支撑结构，也是一种极其重要的海上构筑物。海上构筑物的布设会改变海流流场，导致构筑物周边形成局部冲刷坑，进而影响海上构筑物的承载能力，严重危胁上部风机等结构运行的安全性以及整体结构的稳定性。
[0003]目前，海上风电桩基础、筒形基础等海上构筑物通常采用抛石、砂被、固化土、仿生水草等防护措施，根据我国江苏海域的监测结果，现有防护措施的防冲刷效果均不佳，尤其是采用抛石的防护措施时，该海上构筑物周围的抛石会被水流冲走，在基础周围形成深度可达8m的冲刷坑。
[0004]因此，迫切需要提出一种防冲刷效果更优异的新型海上构筑物防冲刷结构。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于，克服现有防护措施的防冲刷效果均不佳的缺陷，从而提供一种在海上构筑物外围形成具有更强防冲刷能力的一种网格化胶结抛石防冲刷结构；该防冲刷结构还能够降低海上构筑物周围的抛石厚度和抛石范围，从而降低抗冲刷防护综合成本。
[0006]一种网格化胶结抛石防冲刷结构，包括：
[0007]抛石颗粒，均匀分布在构筑物外围一周；
[0008]胶凝物，填充在抛石颗粒之间用于将其中部分抛石颗粒由上至下连接成一体构成胶结石笋；
[0009]所述胶结石笋为若干个，呈网格化分布在构筑物周围，且胶结石笋为上小下大的结构，胶结石笋外围为抛石颗粒。
[0010]所述胶结石笋为孔隙率由上至下逐渐减小的类圆台形状，或者孔隙率由上至下逐渐减小再增大后减小的类葫芦形状。
[0011]本专利技术中的上述孔隙率是指在单位抛石颗粒堆积体内，相应孔隙所占体积占单位抛石颗粒堆积体内总体积的百分比。
[0012]所述胶结石笋网格化分布的排列方式为：以构筑物为中心呈至少两个环形排布；每个环形上分布若干个胶结石笋。
[0013]所述网格化分布中环形的数量为2
‑
5个，相邻两个环形排布的胶结石笋之间错位或连续布置。
[0014]靠近构筑物的环形上胶结石笋之间的距离小于等于远离构筑物的环形上胶结石
笋之间的距离。
[0015]所述胶结石笋顶部位置处胶凝物的填充率为5％
‑
30％，底部位置处胶凝物的填充率为60％
‑
100％。
[0016]所述胶结石笋的中间部位的填充率为30％
‑
60％。
[0017]上述的填充率是指单位抛石颗粒堆积体内，相应胶结物所占体积占单位抛石颗粒堆积体内胶结物填充前孔隙所占总体积的百分比。
[0018]所述抛石颗粒的粒径为50
‑
500mm。
[0019]所述胶凝物由水下胶结料在自重作用下沿抛石颗粒之间的间隙流动、附着、凝结后形成。
[0020]所述水下胶结料为自密实早强混凝土、水下自密实早强砂浆、水下自密实早强净浆，所示水下胶结料的流动性和强度特征为早强缓凝性。
[0021]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0022]1.本专利技术提供的一种网格化胶结抛石防冲刷结构，由胶结石笋及其周围的抛石颗粒构成，其中胶结石笋作为核心结构，起到刚性骨架支撑作用，有效抵抗波浪水流冲刷，并保证周围抛石颗粒的稳定性；抛石颗粒作为辅助结构，起到柔性肌肉组织作用，能够适应自身结构变形和地基变形；所述胶结石笋允许周围抛石颗粒进行小范围移动，但限制较大范围的移动，保证了网格化胶结抛石防冲刷结构与地基土体的刚度连续性和过渡性，避免两者刚度相差较大导致网格化胶结抛石防冲刷结构对外围地基土体的冲刷，达到提高防冲刷能力的目的。
[0023]2.本专利技术提供的防冲刷结构，其可以充分利用抛石技术的简便性、成熟度和现有施工船舶，通过水下胶结料自流可控浇筑工艺，实现网格化胶结抛石的方式，实现在海上构筑物外围形成具有更强防冲刷能力的防护结构，该防护结构能够提高原始抛石堆积体的防冲刷能力，进而降低海上构筑物周围的抛石厚度和抛石范围，减少抛石用量，从而降低抗冲刷防护综合成本；根据专利技术人已开展的大比尺波浪水槽冲刷试验结果，网格化胶结抛石防冲刷结构相较于传统抛石防护方法，抛石堆积体的厚度和堆积范围分别减小50％以上，冲刷坑深度和范围减少80％
‑
95％。
[0024]3.本专利技术通过控制网格化胶结抛石防冲刷结构的内部结构特征，例如：胶结石笋的网格化排布方式、胶凝物的填充率以及胶结石笋的孔隙率等设置，可以有效改变其防冲刷特性，进而提高对不同海域的适用性，扩展适用范围。
[0025]4、本专利技术的网格化胶结抛石防冲刷结构，有效突破现有抛石粒径100
‑
350mm和抛石质量的限制，便于就地选择的抛石材料，甚至采用废弃的建筑材料、矿渣和尾矿堆石进行，有效扩展原料来源，并极大地方便施工，减少施工成本。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术中网格化胶结抛石防冲刷结构的俯视图；
[0028]图2为本专利技术中胶结石笋的网格化分布结构示意图；
[0029]图3为本专利技术中胶结石笋的三维空间排布结构示意图；
[0030]图4为本专利技术中不同外轮廓的胶结石笋在竖直方向上的剖面结构示意图；
[0031]图5为在第一种海上构筑物上设置的网格化胶结抛石防冲刷结构的示意图。
[0032]图6为在第二种海上构筑物上设置的网格化胶结抛石防冲刷结构的示意图。
[0033]图7为在第三种海上构筑物上设置的网格化胶结抛石防冲刷结构的示意图。
[0034]附图标记说明：
[0035]2‑
构筑物；
[0036]11
‑
胶结石笋，12
‑
抛石颗粒，13
‑
胶凝物。
具体实施方式
[0037]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0038]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种网格化胶结抛石防冲刷结构，其特征在于，包括：抛石颗粒(12)，均匀分布在构筑物(2)外围一周；胶凝物(13)，填充在抛石颗粒(12)之间用于将其中部分抛石颗粒(12)由上至下连接成一体构成胶结石笋(11)；所述胶结石笋(11)为若干个，呈网格化分布在构筑物(2)周围，且胶结石笋(11)为上小下大的结构。2.根据权利要求1所述的一种网格化胶结抛石防冲刷结构，其特征在于，所述胶结石笋(11)为孔隙率由上至下逐渐减小的类圆台形状，或者孔隙率由上至下逐渐减小再增大后减小的类葫芦形状。3.根据权利要求1或2所述的一种网格化胶结抛石防冲刷结构，其特征在于，所述胶结石笋(11)网格化分布的排列方式为：以构筑物(2)为中心呈至少两个环形排布；每个环形上分布若干个胶结石笋(11)。4.根据权利要求3所述的一种网格化胶结抛石防冲刷结构，其特征在于，所述网格化分布中环形的数量为2
‑
5个，相邻两个环形排布的胶结石笋(11)之间错位或连续布置。5.根据权利要求3所述的一种网格化胶结抛石防冲刷结构，其特征在于，靠近构筑物(2)的环形上胶结石笋(11)之间的距离小于等于远离构筑物(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫，闫俊义，汤鹏，陈松贵，金峰，于光明，张泽超，
申请(专利权)人：中国三峡新能源集团股份有限公司交通运输部天津水运工程科学研究所清华大学，
类型：发明
国别省市：