一种海洋锚固基础及其使用方法

1.本发明属于海洋工程基础结构领域，尤其涉及一种海洋锚固基础及其使用方法。

背景技术：

2.海洋锚固基础，也被称为海洋锚杆，主要作用是为海底施工作业、海底机器人、海底长期监测装置、海洋水产养殖等提供抗浮锚固力，服役过程中承受各种上拔荷载作用，其抗拔承载力关乎结构的安全与稳定。抗拔承载力主要包括基础底端以上的摩擦抗力和土体自重抗力抵抗拉拔荷载。现有海洋锚固基础(海洋锚杆)、陆地锚固基础(陆地锚杆)，常采用扩大底部、扩大中间端来提高锚固基础的抗拔承载力，以提高其锚固性能。这种对于常规锚杆的改进，属于机械式增阻，通过增大锚固基础与土体的接触面积，从而增大相互间的粘结力或者摩阻力，提高抗拔承载力。
3.目前，海洋锚固基础应用的主要是是充气锚杆(囊式锚杆)，在锚固基础的底端或中间某处注入浆液或者气体，该部分体积增大，增大了基础与土体的接触面积，提高了锚固基础的抗拔承载力。但其抗拔承载力仍主要由基础底端以上的摩擦抗力和土体自重抗力抵抗拉拔荷载构成，没有引入新的抗拔拔荷载，而且受限于膨胀体积或者充气压力，当达到形态稳定或者极限充气压力后，拉拔承载力不再增加。现有技术中，如申请号为201621153958.5的中国实用新型专利中，公开了一种带钢条的充气锚杆，通过在充气锚杆的橡胶囊的外侧设置钢条，在充气锚杆充气后，将钢条挤进软土中，增大锚固力，其依据的仍然是机械式增阻方式，通过增加钢条和土体之间的摩擦力来提高抗拔形成，仍具有一定的局限性。

技术实现要素：

4.本发明提供了一种海洋锚固基础及其使用方法，以解决上述技术问题的至少一个技术问题。
5.本发明所采用的技术方案为：
6.本发明提供了一种海洋锚固基础，其特征在于，包括：
7.杆体，所述杆体为中空杆体；
8.负压抗拔装置，所述负压抗拔装置包括扩张机构和开合密封罩，所述扩张机构包括伸缩件，所述伸缩件设有能够伸缩的伸缩杆，所述开合密封罩包括密封膜和围绕所述杆体底端设置的开合架，所述开合架上端与所述杆体底端转动连接，所述密封膜设于所述开合架内部，并与所述开合架固定连接，所述密封膜至少能够覆盖所述开合架形成的外露间隙；所述负压抗拔装置还包括定位组件，所述杯体侧壁设有朝向所述开合架的安装槽，所述定位组件设于所述安装槽，所述开合架上端设有径向延伸的定位孔，所述伸缩杆能够抵推所述开合架，以驱动所述开合密封罩由闭口状态运动至开口状态，在所述闭口状态，所述开合架底端闭合，在所述开口状态，所述开合架翻转底端展开，所述定位孔与所述安装槽位于同一直线上，部分所述定位组件插入所述定位孔，所述开合架、密封膜与海床土体之间能够
形成密封空间。
9.作为本发明的一种优选实施方式，所述密封膜为一体式弹性膜，所述开合架包括多块三角形翼板，所述密封膜侧面与各所述翼板固定连接，所述翼板上端转动连接于所述杆体底端，所述伸缩杆能够伸展以抵接所述翼板，以能够驱动所述翼板由闭口状态运动至开口状态，在所述闭口状态，所述翼板底端合为一体形成闭口状，在所述开口状态，所述伸缩杆能够驱动所述翼板转动至底端展开形成开口状，以使所述翼板、密封膜与海床土体之间能够形成密封空间。
10.作为本发明的一种优选实施方式，所述开合架还包括顶板，所述顶板通过吊装于所述杆体底端，所述密封膜顶面还能够与所述顶板固定连接。
11.作为本发明的一种优选实施方式，所述负压抗拔装置还包括连接机构，所述连接机构包括设于所述杆体底端的固定轴、设于所述开合架上端的转动轴，所述转动轴能够围绕所述固定轴转动，所述转动轴设有径向延伸的所述定位孔。
12.作为本发明的一种优选实施方式，所述定位组件包括设于所述安装槽的定位销和连接所述定位销的提拉件，所述安装槽为延伸至所述侧壁上端的通槽，所述提拉件能够沿所述安装槽延伸至所述杆体外部，在所述闭口状态，所述定位销抵接所述转动轴，在所述开口状态，所述定位孔转动至与所述安装槽位于同一直线上，所述定位销插入所述定位孔。
13.作为本发明的一种优选实施方式，所述安装槽为延伸至所述侧壁上端的通槽，所述定位组件包括定位销和连接所述定位销的提拉件，所述提拉件能够沿所述安装槽延伸至所述杆体外部。
14.作为本发明的一种优选实施方式，所述翼板内侧设有开口朝向所述伸缩杆的凹槽，所述伸缩杆端部能够伸入所述凹槽。
15.作为本发明的一种优选实施方式，所述伸缩件为液压油缸，所述扩张机构还包括沿所述杆体内腔延伸并连接至所述伸缩件的油压管。
16.本发明还提供一种根据前述的海洋锚固基础的使用方法，具体包括：
17.锚固基础的组装，将所述负压抗拔装置与所述杆体固定安装，将所述开合架底端通过低强度捆扎件进行捆扎固定；
18.锚固基础的组装，将所述负压抗拔装置与所述杆体固定安装，将所述开合架底端通过低强度捆扎件进行捆扎固定；
19.锚固基础的沉贯，包括闭口、部分开口和全部开口三个沉贯阶段，在所述闭口沉贯阶段，所述开合架底端闭合，将所述锚固基础压入第一预设海床深度；所述部分开口沉贯阶段，启动所述扩张机构，所述伸缩杆伸展驱动所述开合架底端展开进入部分开口状态；所述全部开口沉贯阶段，继续下压所述锚固基础，所述开合架底端在海床土体作用下继续向外展开，直至所述定位组件插入所述定位孔，进入全部开口状态，所述开合架、密封膜与海床土体紧密接触；
20.锚固基础的服役，根据所述锚固基础承受的拉拔荷载，判断所述锚固基础的排水情况，以能够根据不同的排水情况，计算所述锚固基础的抗拔荷载；在完全排水情况下，所述锚固基础的抗拔荷载为：v＝v1+v2，其中，v1为所述锚固基础周围摩擦力，v2为所述开合密封罩上表面承受的土体自重；在部分排水情况下，所述锚固基础的抗拔荷载为：v＝v1+v2+v3，其中，v1为所述锚固基础周围摩擦力，v2为所述开合密封罩上表面承受的土体自重，v3为
所述开合密封罩下表面承受的吸力抗力；在完全不排水情况下，所述锚固基础的抗拔荷载为：v＝v1+v2+v3，其中，v1为所述锚固基础周围摩擦力，v2为所述开合密封罩上表面承受的土体自重，v3为所述开合密封罩下表面承受的吸力抗力；
21.锚固基础的回收，上提所述定位组件，以使所述锚固基础恢复至部分开口状态后，上提所述杆体，将所述锚固基础拔出。
22.作为本发明的一种优选实施方式，在所述部分开口状态，所述开合架形成的底端端面大于所述杆体的底端端面。
23.作为本发明的一种优选实施方式，在所述全部开口状态，所述开合架设有目标开口尺寸，在所述目标开口尺寸下，所述定位组件能够插入所述定位孔；下压所述锚固基础达到第二预设海床深度，判断所述开合架是否达到目标开口尺寸，若未达到，再次启动扩张机构，通过所述伸缩杆驱动所述开合架达到目标开口尺寸。
24.由于采用了上述技术方案，本发明所取得的有益效果为：
25.1.本发明提出了一种海洋锚固基础，通过在杆体底端设置负压抗拔装置，使得锚固基础在服役过程中，受到基础底端以下的负压抗力的作用，有效提高了锚固性能。锚固基础包括由杆体形成的主体结构，在杆体底端设置负压抗拔装置，通过负压抗拔装置的开合架开口状态下，与密封膜共同形成倒扣的密封空间，吸附于海洋土体中。由于在锚固基础底端形成密封空腔，在快速拉拔荷载作用下，开合架和密封膜以下将产生吸力抗力，此时，抗拔承载力不仅包括基础底端以上的摩擦抗力和土体自重抗力，还包括基础底端以下的负压抗力。而且，拉拔荷载速率较大时，负压抗力作用明显，将远大于前者，能够达到摩擦抗力和土体自重抗力的10倍以上。在充分考虑海洋环境中锚固基础动态受荷的特点的情况下，波浪作用越强，负压抗拔装置产生的负压抗力越大，使得本技术的海洋锚固基础尤其适用于风暴潮等极端环境。
26.2.本发明的海洋锚固基础稳定性较好，锚固系统为开口状态时，定位组件插入定位孔中，保证使用过程中，翼板受周围土体压力作用下，始终能够保持开口的状态，锚固性能较好。而且，利用定位组件限位翼板的位置，扩张机构能够恢复至初始状态，不需要伸缩杆始终保持伸出的状态，不需要持续对扩张机构供能，有利于节省成本和能源。进一步的，本技术的海洋锚固基础为可回收利用的锚固基础，服役期结束后，利用提拉件拔出定位销，翼板能够绕转动轴自由转动，然后上提杆体，翼板回到部分开口状态，方便锚固基础回收利用。
27.3.本发明提供一种海洋锚固基础的使用方法，在基础沉贯过程中，首先利用扩张机构将开合架扩张至部分开口状态下，然后继续下压杆体，利用海洋土体进一步撑开翼板，届时，土体会进入并充满负压抗拔装置内部的空间。分步进行开合架的完全展开的过程，不仅节省伸缩杆的供能，而且使得海床土体能够和密封膜进行充分接触，避免开合架展开过程中，部分土体被拨向周围，密封膜内存在较大的空腔，无法形成明显的负压作用。
附图说明
28.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
29.图1为本发明实施例提供的一种锚固基础的结构示意图；
30.图2为本发明实施例提供的闭口状态下负压抗拔装置的结构示意图；
31.图3为图2中a-a处的剖视图；
32.图4为本发明实施例提供的部分开口状态下负压抗拔装置的结构示意图；
33.图5为本发明实施例提供的全部开口状态下负压抗拔装置的结构示意图；
34.图6为本发明实施例提供的一种锚固基础的俯视图；
35.图7为本发明实施例提供的一种锚固基础的使用示意图。
36.其中，
37.1-杆体；11-内腔；12-安装槽；
38.2-负压抗拔装置；21-扩张机构；211-伸缩杆；212-油压管；22-开合密封罩；221-密封膜；222-翼板；2221-凹槽；223-顶板；224-连接杆；23-连接机构；231-固定轴；232-转动轴；233-定位孔；234-定位销；
39.3-海床。
具体实施方式
40.为了更清楚的阐释本技术的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
41.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
42.另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
43.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
45.本技术提供一种海洋锚固基础，如图1-图5所示，在一个实施方式中，海洋锚固基础包括杆体1和负压抗拔装置2，杆体1为中空杆体1。负压抗拔装置2包括扩张机构21和开合密封罩22，扩张机构21包括伸缩件，伸缩件设有能够伸缩的伸缩杆211，开合密封罩22包括密封膜221和围绕杆体1底端设置的开合架，密封膜221设于开合架内部，并与开合架固定连
接，密封膜221至少能够覆盖开合架围绕形成的外露间隙，开合架上端与杆体1底端转动连接。
46.负压抗拔装置还包括定位组件，杆体1侧壁设有朝向开合架的安装槽12，定位组件设于安装槽12，开合架上端设有径向延伸的定位孔232，伸缩杆211能够抵推开合架，以驱动开合密封罩22由闭口状态运动至开口状态，在闭口状态，所述开合架底端闭合，在开口状态，开合架翻转底端展开至定位孔233与安装槽12位于同一直线上，部分定位组件插入定位孔233，以使开合架、密封膜221与海床3土体之间能够形成密封空间。
47.本发明提出的一种海洋锚固基础，通过在杆体1底端设置负压抗拔装置2，使得锚固基础在服役过程中，受到基础底端以下的负压抗力的作用，有效提高了锚固性能。锚固基础包括由杆体1形成的主体结构，在杆体1底端设置负压抗拔装置2，通过负压抗拔装置2的翼板222开口状态下形成倒扣的密封空间，吸附于海洋土体中。由于在锚固基础底端形成密封空腔，在快速拉拔荷载作用下，翼板222以下将产生吸力抗力，此时，抗拔承载力不仅包括基础底端以上的摩擦抗力和土体自重抗力，还包括基础底端以下的负压抗力。而且，拉拔荷载速率较大时，负压抗力作用明显，将远大于前者，能够达到摩擦抗力和土体自重抗力的10倍以上。在充分考虑海洋环境中锚固基础动态受荷的特点的情况下，波浪作用越强，负压抗拔装置2产生的负压抗力越大，使得本技术的海洋锚固基础尤其适用于风暴潮等极端环境。
48.进一步地，如图2-图5所示，负压抗拔装置2还包括连接机构23，连接机构23包括固定轴231、能够绕所述固定轴231转动的转动轴232，固定轴231与杆体1底端固定连接，开合架上端固定连接于转动轴232。各固定轴231和转动轴232分别沿杆体1底端棱边方向延伸。不同侧壁处的开合架结构分别连接于相应的转动轴232。
49.安装槽12为延伸至杆体1侧壁上端的通槽，定位组件包括定位销234和连接定位销234的提拉件，提拉件能够沿安装槽12延伸至杆体1外部。提拉件可选择提拉杆或者提拉绳，提拉定位销234将其从定位孔233中拉出，开合架可恢复至部分开口状态，从而顺利进行锚固基础的回收。
50.在闭口状态，定位销234抵接转动轴232；在开口状态，定位孔233转动至与安装槽12位于同一直线上，定位销234插入定位孔233中，以进行限位。保证使用过程中，开合架受周围土体压力作用下，始终能够保持开口的状态，锚固性能较好。沿杆体1底端棱边方向，定位孔233、定位销234可均匀布置多个。
51.本技术中，对开合架的结构不做限定，可以为支撑杆形成的架体，也可以为翼板222形成的架体。在一种情况下，开合架由支撑杆形成主架体，支撑杆上端与杆体1底端转动连接，杆体1之间分别通过密封膜221进行连接，并在杆体1上部某一高度处同时利用密封膜221密封顶部，从而形成开口朝下的密封腔；或者密封膜221为一体式密封膜，侧面分别与杆体1之间进行连接，密封膜221顶面自然形成密封腔顶面，从而形成开口朝下的空腔；在另一种情况下，开合架由翼板222形成主架体，如上，相邻翼板222侧边之间通过密封膜221进行连接，或者，或者密封膜221为一体式密封膜，侧面分别与杆体1之间进行连接，密封膜221顶面自然形成密封腔顶面；当然，翼板222之间也可以通过转轴连接结构进行连接，使之可折叠可展开，并通过密封膜221密封连接处形成的缝隙。翼板222可以为三角形翼板，各翼板222相邻侧边长度相等，闭口状态下，翼板222相邻侧边之间相接，各翼板222底端相接，从而进行闭合，伸缩杆211伸长抵推翼板222翻转，使之进入开口状态。
52.当然，本技术中，同样对杆体1的数量也不做限定，对于伸缩件，伸缩杆211与支撑杆或者翼板222一一对应，可以设置分别朝向不同开合架结构的伸缩杆211；或者，支撑件或者翼板222为对称结构时，伸缩件亦可设有对称设置的双向伸缩杆211。
53.如图2-图5所示，在一个实施方式中，杆体1选用中空方形杆体1，具有贯穿整根杆长的内腔11。翼板222为三角形高强板件。翼板222的数量与杆体1侧壁数量相当。当杆体1为四方形杆体1时，翼板222的数量选择四块，翼板222的上端长度与杆体1底端棱长等长，其上端通过转轴连接于杆体1底端。翼板222上端固定连接于转动轴232。各固定轴231和转动轴232分别沿杆体1底端棱边方向延伸。不同侧壁处的翼板222分别连接于相应的转动轴232。翼板222优选为倒等腰三角形。
54.密封膜221为一体式弹性膜，密封膜221侧面与各翼板222固定连接。闭口状态下，各翼板222侧边相接，形成倒四棱锥形闭口结构，位于各翼板222侧边之间的部分密封膜221以折叠形态设于棱锥形内部空间内。开口状态下，翼板222向外翻转，形成敞口的棱台形结构。翼板222展开，并使密封膜221张开，从而翼板222、密封膜221与海床3土体能够共同形成密封空间。
55.在一个实施方式中，开合架还包括顶板223，顶板223设于扩张机构21下方，顶板223吊装于杆体1底端，可通过连接杆224等具有较强结构强度的连接件与杆体1连接，密封膜221顶部还能够与顶板223连接。顶板223形成密封空间的上部支撑面，翼板222形成密封空间的四个侧部支撑面。密封膜221可通过胶粘等方式与翼板222进行连接。
56.如图2-图5所示，在一个实施方式中，翼板222内侧设有开口朝向伸缩杆211的凹槽2221，伸缩杆211端部能够伸入凹槽2221。凹槽2221作为伸缩杆211的着力点，使得抵推翼板222时，伸缩杆211与翼板222之间不会产生滑移。伸缩杆211一般沿水平向设置，伸缩杆211抵推翼板222进入开口状态的过程中，翼板222逐渐向外翻转，伸缩杆211端部和凹槽2221之间具有相对转动。进一步的，伸缩杆211端部设置与凹槽2221配合的弧形面，使得伸缩杆211和翼板222之间能够自由转动。优选的，伸缩杆211端部设有球形面，凹槽2221为部分球形槽，翼板222能够绕伸缩杆211端部自由转动。或者，伸缩杆211端部为水平设置的圆柱弧形面，凹槽2221沿为水平设置的圆柱形凹槽2221。
57.如图2-图5所示，在一个实施方式中，伸缩件为液压油缸，扩张机构21还包括沿杆体1内腔延伸并连接至所述伸缩件的油压管212。
58.本技术还提供一种前述海洋锚固基础的使用方法，如图1-图7所示，具体包括：
59.锚固基础的组装，将负压抗拔装置2与杆体1固定安装，将开合架底端通过低强度捆扎件进行捆扎固定，形成闭口状态。
60.锚固基础的沉贯，包括闭口、部分开口和全部开口三个沉贯阶段，在所述闭口沉贯阶段，开合架底端闭合，将锚固基础压入预设海床深度；部分开口沉贯阶段，启动扩张机构，伸缩杆伸展驱动开合架底端展开进入部分开口状态；全部开口沉贯阶段，继续下压锚固基础，开合架底端在海床土体作用下继续向外展开，直至定位组件插入定位孔，进入全部开口状态，开合架、密封膜221与海床土体紧密接触；
61.锚固基础的服役，根据锚固基础承受的拉拔荷载，判断锚固基础的排水情况，以能够根据不同的排水情况，计算锚固基础的抗拔载荷。
62.锚固基础的回收，上提定位组件，以使锚固基础恢复至部分开口状态后，上提所述
杆体，将锚固基础拔出。
63.在一个实施方式中，开合架由翼板222形成主架体。在锚固基础的沉贯过程中，在部分开口状态，翼板222形成的底端端面大于杆体1的底端端面。在全部开口状态，定位孔233转动至与安装槽12位于同一直线上，定位销234插入定位孔233。在锚固基础的回收过程中，提拉定位销234将其从定位孔233中拉出，翼板222可恢复至部分开口状态，从而顺利进行锚固基础的回收。在全部开口状态，翼板222底端设有目标开口尺寸，在目标开口尺寸下，定位销234能够插入定位孔233；下压锚固基础达到第二预设海床深度，判断翼板222是否达到目标开口尺寸，若未达到，再次启动扩张机构，通过伸缩杆211驱动翼板222达到目标开口尺寸。
64.在锚固基础的服役过程中，锚固基础承受不同特征的拉拔荷载下，锚固基础对应不同的承载模式。其中，准静态拉拔荷载、稍快拉拔荷载、快速拉拔荷载，分别对应于完全排水、部分排水、完全不排水三种情况。第一种情况，锚固基础承受的拉拔荷载主要是上部构件的浮力，荷载较小；第二种情况，锚固基础承受的拉拔荷载主要是波浪荷载产生的拉拔力，荷载中等；第三种情况，锚固基础承受的拉拔荷载主要是风暴潮产生的拉拔力，荷载较大。
65.完全排水情况下，锚固基础的所能承受的抗拔荷载为：v＝v1+v2。其中，v1为锚固基础周围摩擦力，v2为开合密封罩上表面承受的土体自重。
66.部分排水情况下，锚固基础的所能承受的抗拔荷载为：v＝v1+v2+v3。其中，v1为锚固基础周围摩擦力，v2为开合密封罩上表面承受的土体自重，v3为开合密封罩下表面承受的吸力抗力。此时，v3较小。
67.完全不排水情况下，锚固基础的所能承受的抗拔荷载为：v＝v1+v2+v3。其中，v1为锚固基础周围摩擦力，v2为开合密封罩上表面承受的土体自重，v3为开合密封罩下表面承受的吸力抗力。此时，v3较大。海洋环境中，短时间作用的外荷载越大，锚固基础承受的吸力抗力越大。本发明中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。
68.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
69.以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

技术特征：

1.一种海洋锚固基础，其特征在于，包括：杆体，所述杆体为中空杆体；负压抗拔装置，所述负压抗拔装置包括扩张机构和开合密封罩，所述扩张机构包括伸缩件，所述伸缩件设有能够伸缩的伸缩杆，所述开合密封罩包括密封膜和围绕所述杆体底端设置的开合架，所述开合架上端与所述杆体底端转动连接，所述密封膜设于所述开合架内部，并与所述开合架固定连接，所述密封膜至少能够覆盖所述开合架形成的外露间隙；所述负压抗拔装置还包括定位组件，所述杆体侧壁设有朝向所述开合架的安装槽，所述定位组件设于所述安装槽，所述开合架上端设有径向延伸的定位孔，所述伸缩杆能够抵推所述开合架，以驱动所述开合密封罩由闭口状态运动至开口状态，在所述闭口状态，所述开合架底端闭合，在所述开口状态，所述开合架翻转底端展开，所述定位孔与所述安装槽位于同一直线上，部分所述定位组件插入所述定位孔，以使所述开合架、密封膜与海床土体之间能够形成密封空间。2.根据权利要求1所述的一种海洋锚固基础，其特征在于，所述密封膜为一体式弹性膜，所述开合架包括多块三角形翼板，所述密封膜侧面与各所述翼板固定连接，所述翼板上端转动连接于所述杆体底端，所述伸缩杆能够伸展以抵接所述翼板，以能够驱动所述翼板由闭口状态运动至开口状态，在所述闭口状态，所述翼板底端合为一体形成闭口状，在所述开口状态，所述伸缩杆能够驱动所述翼板转动至底端展开形成开口状，以使所述翼板、密封膜与海床土体之间能够形成密封空间。3.根据权利要求2所述的一种海洋锚固基础，其特征在于，所述开合架还包括顶板，所述顶板通过吊装于所述杆体底端，所述密封膜顶面还能够与所述顶板固定连接。4.根据权利要求1所述的一种海洋锚固基础，其特征在于，所述负压抗拔装置还包括连接机构，所述连接机构包括设于所述杆体底端的固定轴、设于所述开合架上端的转动轴，所述转动轴能够围绕所述固定轴转动，所述转动轴设有径向延伸的所述定位孔。5.根据权利要求4所述的一种海洋锚固基础，其特征在于，所述定位组件包括设于所述安装槽的定位销和连接所述定位销的提拉件，所述安装槽为延伸至所述侧壁上端的通槽，所述提拉件能够沿所述安装槽延伸至所述杆体外部，在所述闭口状态，所述定位销抵接所述转动轴，在所述开口状态，所述定位孔转动至与所述安装槽位于同一直线上，所述定位销插入所述定位孔。6.根据权利要求2所述的一种海洋锚固基础，其特征在于，所述翼板内侧设有开口朝向所述伸缩杆的凹槽，所述伸缩杆端部能够伸入所述凹槽。7.根据权利要求1所述的一种海洋锚固基础，其特征在于，所述伸缩件为液压油缸，所述扩张机构还包括沿所述杆体内腔延伸并连接至所述伸缩件的油压管。8.一种根据权利要求1-7任一项所述的海洋锚固基础的使用方法，其特征在于，具体包括：锚固基础的组装，将所述负压抗拔装置与所述杆体固定安装，将所述开合架底端通过低强度捆扎件进行捆扎固定，形成闭口状态；锚固基础的沉贯，包括闭口、部分开口和全部开口三个沉贯阶段，在所述闭口沉贯阶段，所述开合架底端闭合，将所述锚固基础压入第一预设海床深度；所述部分开口沉贯阶段，启动所述扩张机构，所述伸缩杆伸展驱动所述开合架底端展开进入部分开口状态；所述
全部开口沉贯阶段，继续下压所述锚固基础，所述开合架底端在海床土体作用下继续向外展开，直至所述定位组件插入所述定位孔，进入全部开口状态，所述开合架、密封膜与海床土体紧密接触；锚固基础的服役，根据所述锚固基础承受的拉拔荷载，判断所述锚固基础的排水情况，以能够根据不同的排水情况，计算所述锚固基础的抗拔荷载；在完全排水情况下，所述锚固基础的抗拔荷载为：v＝v1+v2，其中，v1为所述锚固基础周围摩擦力，v2为所述开合密封罩上表面承受的土体自重；在部分排水情况下，所述锚固基础的抗拔荷载为：v＝v1+v2+v3，其中，v1为所述锚固基础周围摩擦力，v2为所述开合密封罩上表面承受的土体自重，v3为所述开合密封罩下表面承受的吸力抗力；在完全不排水情况下，所述锚固基础的抗拔荷载为：v＝v1+v2+v3，其中，v1为所述锚固基础周围摩擦力，v2为所述开合密封罩上表面承受的土体自重，v3为所述开合密封罩下表面承受的吸力抗力；锚固基础的回收，上提所述定位组件，以使所述锚固基础恢复至部分开口状态后，上提所述杆体，将所述锚固基础拔出。9.根据权利要求8所述的一种海洋锚固基础的使用方法，其特征在于，在所述部分开口状态，所述开合架形成的底端端面大于所述杆体的底端端面。10.根据权利要求8所述的一种海洋锚固基础的使用方法，其特征在于，在所述全部开口状态，所述开合架设有目标开口尺寸，在所述目标开口尺寸下，所述定位组件能够插入所述定位孔；下压所述锚固基础达到第二预设海床深度，判断所述开合架是否达到目标开口尺寸，若未达到，再次启动扩张机构，通过所述伸缩杆驱动所述开合架达到目标开口尺寸。

技术总结

本申请涉及海洋工程基础结构领域，公开了一种海洋锚固基础及其使用方法，包括杆体和负压抗拔装置。负压抗拔装置包括扩张机构和开合密封罩，扩张机构包括伸缩件，开合密封罩包括密封膜和围绕杆体底端设置的开合架，开合架上端与杆体底端转动连接，密封膜设于开合架内部，密封膜至少能够覆盖开合架形成的外露间隙。负压抗拔装置还包括定位组件，开合架上端设有径向延伸的定位孔，开合密封罩包括闭口状态和开口状态。在闭口状态，开合架底端闭合。在开口状态，开合架翻转至底端展开，定位组件插入定位孔。本申请的海洋锚固基础在服役过程中，受到基础底端以下的负压抗力的作用，有效提高了极端海洋环境荷载作用下基础的竖向锚固抗力。固抗力。固抗力。