CN105308243A - 基于重力的结构 - Google Patents

Abstract

一种用于支承离岸设备的基于重力的结构(1)，所述基于重力的结构(1)包括基座(4)。所述基座(4)具有基部(11)。所述基部(11)具有用于排水的多个开口(10)。存在至少一个第一层(7)的过滤材料，其具有适用于将捕集在基部(11)下方的水排至开口(10)的等级。层(7)安装在基座(4)下方的海底(8)上。所述基座具有向下延伸的裙部(5)，其适于穿到过滤材料层(7)下方的海底中。

Description

基于重力的结构

技术领域

本发明大体上涉及一种用于支承离岸设备的基于重力的结构。

具体而言，本发明涉及一种用于以技术上有效的方式支承基于重力的结构的技术。本发明尤其针对减少与软土引起的孔隙压力效果和结构下方的水穴引起的泵送效果相关联的问题。

更具体而言，本发明涉及根据权利要求1的前序部分的基于重力的结构。

背景技术

已知的是离岸设备如风力涡轮机等通常支承在海底上的由其自身重量带来稳定性的结构上，通常在此领域中称为基于重力的结构(GBS)。使用用于支承各种类型的离岸设备的基于重力的结构因此是公知的。

当配置于海底上时，尽管基于重力的结构主要由其自身重量带来其稳定性，但此结构的稳定性是此技术领域中很普遍的关注问题，特别是因为此结构所处的海底上的孔隙压力效果和泵送效果。

某些类型的海底(特别是沙、淤泥和粘土)承载负载的能力通常由周期负载引起的增大的孔隙水压力而削弱。基座下方的海水被捕集，且在通常来自波浪、流动和风的周期负载的情况下，大体上称为'孔隙压力累积'的压力累积出现在结构下方的土壤中。过大的孔隙压力可引起基座重量的一部分由水垫支承，且因此，该重量变得相对于抵抗负载低效。

留在基座下方的水穴恶化孔隙压力累积的效果，因为它们在基座经历例如来自波浪、流动或风的周期负载时生成"泵送"效果。

为了克服如上文所述的问题，已知的是通过专用船舶除去易于孔隙压力累积的层来对海底疏浚。然而，疏浚操作很昂贵且干扰海洋环境。通常，相对较大的体积需要疏浚，且使挖掘的材料沉积回海底上进一步干扰海洋生境。

另一种技术在于将砾石层置于海底上，且然后将基座置于砾石层上。此砾石层在很严格的公差内放置，以便在基底下获得期望的避免水穴的效果。该方法通常与疏浚组合使用。然而，由于填充砾石层中的石头之间空隙的海底沉积物，故底座下方的不均匀沉陷可能导致承载能力的逐渐损失、底板上的不必要的负载和基座的倾斜。在该技术中，基座具有大体上平坦的下侧或具有小肋条或类似物的下侧。这提供了在经历流动、波浪和风引起的较大侧力时阻止基座滑动的有限能力。

属于本申请人的美国专利申请公开案US2011/0305523公开了一种基座，其具有底部板块(slab)和从底部板块向上延伸的壁，还有从底部板块向下延伸的周向裙部，以限定板块下方的至少一个隔间。该公开案还公开了一种将圆形裙部内的有限空间分成一定数目的隔间的径向裙部。所述裙部通过将负载传递至更深的土层来改善基座的承载能力，且圆形裙部沿外周减小来自海底可能的冲刷的恶化效应。

本专利公开案还教导了将灌浆施加到隔间中，以避免充水穴捕集在基座的底部与海底之间。裙部将隔离基座下方的土壤，且包围土壤内的任何水穴。

以上专利申请中公开的设计由于使用灌浆而很昂贵。此外，注射灌浆进一步阻止了水从基座下方的海底中的土壤排水，增大了潜在的孔隙压力累积。

孔隙压力减小且因此强稳效果还可通过提供排水管来在海底处获得，所述排水管提供了将过大的水压排出基座下方的土壤的流动通道。例如，该方法从FR2664311、US4693637、GB1472538和US2895301中获知，但强稳效果随离排水点的距离而迅速减小。因此，排水的有益效果有限，除非排水点的数目很多，且因此很昂贵。此外，排水通道必须保持畅通(未由海底沉积物堵塞)，以便连续从土壤提供排水。

使较大数目的管延伸到海底也生成较大的穿入阻力，其必须在基座安装期间被克服。这可限制可实现的裙部长度，且因此限制在较大深度处更好到达土壤的能力。

增大结构的大小或增加压载物重量来补偿孔隙压力累积引起的损失的承载能力会增加制造成本，卸载和安装成本，且还趋于吸引较大的波浪负载。其还可进一步增大孔隙压力累积，从而减小承载能力的改善。

因此，需要基于重力的结构，其大致减少与结构下方的水穴引起的孔隙压力累积和泵送效果相关联的问题。

此外，基于重力的基座典型地设有通常被称为冲刷保护的侵蚀保护。期望的是避免基座周围的水移动引起的侵蚀，因为此类侵蚀可危害基座，且导致其不稳定。

用于冲刷保护的最普遍的系统是置于基座周围的小岩石层，称为"过滤层"。通常，过滤层需要由重物保持就位，例如，较大的岩石，称为"护面层"。

当前的该现有技术在于在安装基座之后安装护面层或安装两个层。这使得在从基座安装以及到围绕其放置冲刷保护的周期期间，基座易于侵蚀。此外，本领域中已知的冲刷保护迄今已知并未有助于减小所保护的结构下方的海底中的孔隙压力累积。

因此，还需要一种基于重力的结构，其克服之前段落中指出的缺陷，以及如上文详细论述的其它缺陷。

本发明通过提供置于砾石层上的有裙部的基于重力的结构来满足上述需求和其它相关联的需求，砾石层用作基座下方的排水层，且用作围绕基座的冲刷保护过滤层。在优选实施例中，砾石层在安装基座之前预先置于海底上。砾石层中的岩石之间的孔隙开口用作大量排放通道。这允许了孔隙压力有效地经由砾石层和经由基座的基部中的开口排出至结构周围的环境水中。其通过除去或至少大致减小泵送效果来进一步减小基座下的水穴的不利效果。

砾石层的等级选择成使得砾石层还加强穿过其的排水，且同时以便它们防止海底沉积物填充砾石层中的石头之间的空隙，这将阻挡排水效果。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于支承离岸设备的基于重力的结构，其大致可减小海底上的孔隙压力效果和泵送效果，且因此实现显著的稳定性改善。

本发明的另一个目的在于提供一种用于支承离岸设备的基于重力的结构，其可允许易于孔隙压力累积的海底上的基底下方的大量水穴。

本发明的再一个目的在于提供一种用于支承离岸设备的基于重力的结构，其提供对一般出现在直接置于海底上的结构的冲刷和侵蚀的较大且即时的保护。

在包括权利要求的说明书的各处，词语"基于重力的结构"、"离岸设备"、"塔架"、"基座"、"板/板块"、"冲刷保护层"、"砾石层"、"孔隙压力效果"、"泵送效果"、"过滤层"、"护面层"、"圆锥"将以相应用语的最宽泛意义来理解，且包括如本领域的技术人员将清楚的由其它用语已知的本领域中的所有类似用语。

说明书中提到的砾石或岩石有时称为"过滤层"，且有时为"冲刷保护"。应当理解的是，砾石或岩石主要用作基座的裙部的边界内的过滤层，以及主要作为裙部的边界外的冲刷保护。然而，应当理解的是，相同的层将部分地用作过滤层且部分地用作冲刷保护，因为相同层将部分地位于裙部内且部分地位于裙部外。

说明书中提到的局限/限制(如果有)只是作为举例和理解本发明的方式。

如最初所述那样，本发明涉及一种用于支承离岸设备的基于重力的结构，所述基于重力的结构包括基座，所述基座具有基部。本发明通过提供以下解决了最初论述的问题：所述基部具有用于排水的多个开口；至少一个第一层的过滤材料在安装基座之前预先安装在海底上，所述至少一个第一层的过滤材料具有适用于将捕集在基部的水排至开口的等级；且基座具有向下延伸的裙部，其适于穿入过滤材料层。

在一个实施例中，材料层为基部与天然海底之间的唯一的过滤材料层，该层具有适于从海底有效排水和大致防止海底沉积物进入层内的孔隙的等级。取决于安装地点处的土壤，该单层可足够。

在优选实施例中，开口包括设在基座的基部中的通道，开口大体上从基部的底面向上延伸至其顶面和/或侧面。

在备选实施例中，开口也设在裙部中。

在另一个实施例中，第一过滤层为岩石层，且具有适合等级的第二岩石过滤层在安装基座之前设在第一过滤层的顶部上，第二层具有比第一层粗的等级，第一层具有大致防止海底沉积物进入颗粒之间的孔隙的等级，且在安装好时第二层延伸超过第一层的周边，且还超过基部的周边。

在又一个实施例中，附加的冲刷保护层具有比第一层粗的等级，所述附加的冲刷保护层在安装基座之前以环形构造设在第一层或第二层的顶部上，以用作护面层，且存在附加的冲刷保护层的中部中的开口来用于安装基座。

在再一个实施例中，提供了在安装基座之后，基座与环形设置的冲刷保护层之间的间隙适于填充附加的冲刷保护材料，如，容纳固体材料的袋，如过滤单元(填充岩石的网袋)或沙袋。

在另一个实施例中，开口设有用于防止沉积物的不必要的堵塞的过滤器。

在再一个实施例中，第一层具有10到30mm的等级，且第二层具有25到70mm的等级。

在备选实施例中，基座的基部的底面设有具有其中的过滤材料的袋，以用于连同基座安装在海底上。

在一个实施例中，袋填充有轻的膨胀粘土集料或类似物。

在另一个实施例中，土工织物膜预先安装在基部的底面下方。

在另一个实施例中，管路系统位于基部内侧，以用于将灌浆注入来排除基部下方的水穴。

在又一个实施例中，着陆板设在基部的底面处，以产生顶部冲刷保护层与基部之间的间隙。

在又一个实施例中，着陆板分别配备有周向裙部。

在再一个实施例中，基座的基部的底面具有不平的几何形状或质地，以增大相对于下方的岩石层的摩擦。

在另一个实施例中，不平的底面由部分地嵌入基座的混凝土中的岩石产生。

附图说明

已经描述以上本发明的主要特征，一些示例性实施例的更详细且非限制性的描述参照附图在下文给出。

图1为根据本发明的基于重力的结构的优选实施例的示意图。

图2为在海水下且安装在海底上的图1中的基于重力的结构的示意图。

图3为根据本发明的基于重力的结构的另一个优选实施例的示意图。

图4a和4b为示出根据本发明的设在海底上的两个冲刷保护层的截面视图和俯视图。

图5为图3中的基于重力的结构的仅基座部分的优选实施例的截面视图。

图6为与图5中的视图相同的视图，示出了排出基座的水的流动通路。

图7a和7b为示出根据基于重力的结构的另一个优选实施例的三个冲刷保护层的海底的截面视图和俯视图。

图8为示出装载到底板上的袋的本发明的基于重力的结构的另一个优选实施例的示意图。

图9为图3中的基于重力的结构的仅基座部分的另一个优选实施例的截面视图，示出了土工织物膜的使用。

图10为图3中的基于重力的结构的仅基座部分的另一个优选实施例的截面视图。

具体实施方式

下文描述了本发明的一些优选实施例，其仅出于理解本发明为示例性的而非限制性的。

在所有附图中，相似的参考标号表示相似的特征。此外，在下文中提到"顶部"、"底部"、"向上"、"向下"、"上方"或"下方"和类似用语时，其严格指相对于海底的定向，其中海底认作是水平的且在底部处。

离岸单元和相关单元的配置并未示出，因为那些不是本发明的结果，且应当由本领域的技术人员理解。此外，未示出处于基座结构的顶部上的顶侧结构。这可为风力涡轮机、钻井或采油平台，或可安装在海上的其它类型的设施。

图1为根据本发明的优选实施例的基于重力的结构1的示意图。其包括具有基部11的基座部分4、塔架部分2和圆锥部分3。为了理解，冲刷保护层7(图2中最佳示出)未在图1中示出。塔架部分2从圆锥部分3的颈部3a向上延伸。图1还示出了基座4的大体上平的底板/板块11。裙部5从该底板11向下延伸。

基座4、圆锥部分3和塔架1可完全由钢筋混凝土制成且以一体制成。然而，塔架1也可由钢制成，且螺接或以其它方式牢固地附接到基座的下部上。

图2为连同其它相关联的元件的图1中的基于重力的结构1的视图。其示出了海水13下的海底8上的基座部分4。该图还示出了用作过滤层的单个砾石层7。这形成了基于重力的结构1的组成部分。基座4具有基部11和从基部11向上延伸的垂直壁9。裙部5用作与海底8连接，且穿入过滤层7和海底8。

图2还清楚地示出了基座4的底板/板块11抵靠于其上的过滤砾石层7的单层。该层在结构1安装之前安装在海底8上。岩石层7中的等级选择成使得其提供海底8、基部11和经由开口(下文描述)的基座4周围的环境水13之间的有效排水。同时，过滤层7确保了海底沉积物在任何较大程度上不可穿到过滤层7中的孔隙中。这些方面在下文中详细阐释，同时阐释了本发明的功能。

图3为另一个优选实施例的视图，其类似于图2中的实施例，除了存在两个过滤层之外，第二层6在第一层7的顶部上，其中顶层6具有比下层7更粗的粒度。这些层在结构1安装之前一个接一个安装在海底8上。这些层6,7在图5中最佳示出。

图4a和4b分别为图3中的海底8上的冲刷保护层的截面视图和俯视图。为了清楚起见，附图仅示出了冲刷保护层。顶层6和底层7的构造(后者抵靠在海底8上)从图4a中清楚可见，且可看到顶层6稍微延伸超过底层7。图4b为两层的俯视图。虚线指出了从上方看，仅顶层6可见，且下层7不可见。

图5为基座4的一部分的截面放大视图。清楚地示出了基座4的底板/板块11和从底板/板块11向上延伸的垂直壁9。还示出了基座4的底板/板块11具有顶面11a和底面11b。底面11b抵靠在较粗的顶层6上。垂直开口10从底面11b向上延伸至底板/板块11的顶面11a。

这些垂直开口10可具有该实施例中所示之外的其它形状和构造，且这在本发明的范围内。

这些开口10使海底8和冲刷保护层6,7与基座4周围的环境海水13(图3中最佳示出)连接，且因此通过有效排出水来有效减小孔隙压力累积。

水从海底8穿过冲刷保护层6,7至基座4周围的环境海水13(也见图3)的流动通路由图6中的箭头示出。该图特别示出了开口10如何作用。

开口10可还存在于裙部5中，以执行相同功能(未示出)，且这在本发明的范围内。

图7a和7b分别为仅海底8上的示出了根据基于重力的结构的另一个优选实施例的三个岩石或砾石层的截面视图和俯视图。第一层7用作基座4的基部11内的过滤层。第二层6部分用作过滤层(位于裙部5内的部分)且部分用作冲刷保护(位于裙部5外的部分)。第三层12以环形方式置于第二层6上，其继而又位于第一层7的顶部上，第一层7继而又与海底8直接接触。第三层12用作基座4的冲刷保护。

图7b示出了冲刷保护层6,7和12的俯视图。如虚线所示，下层7完全由第二层6覆盖。顶层12用作护面层。

如下文所述，第三层12提供中部处的中心空间4a，以允许安装基座4的空间。

图8为结构1的备选实施例的视图，其具有袋14，袋14包括附接在底板11的底部11b处的岩石。这使得有可能与基座同时安装单个过滤层7(或顶部粗层7)。

图9为图3中所示的基座的另一个实施例的截面视图，其中裙部5穿过两石头层6,7且进入下方的天然海底8中。水穴17(图9中的放大详图中最佳示出)留在底板11与最上石头层6之间。

为了从水穴17排除水，土工织物膜15(即，能够分离、过滤、增强、保护或排水的可渗透织物)连接到底板11的下侧11b上，且具有水平的和垂直的管16的系统布置在底板11内，以供应灌浆来将水排出水穴17。所有这些特征的功能都在下文中详述。管16可具有该实施例中所示之外的其它构造，且这在本发明的范围内。

图10为图3中所示的基座4的另一个优选实施例的截面视图，其中裙部5穿过两石头层6,7，且进入下方的天然海底8中。基座4配备有着陆板19，其在基座4的底面11b抵靠在着陆板19上时生成底板11与最上石头层6之间的间隙18。

已经参照附图描述了基于重力的结构的基本构造方面，在阐释本发明的结构的功能的同时将再次提到所有以上附图。此外，在阐释功能时，并未描述详细的构造方面，因为这已经在之前完成。

应当从以上描述清楚的是，本发明主要解决了作用于基座上的孔隙压力累积和泵送效果的问题，且允许了底板下方的大量水穴，而不会经历与此水穴相关联的承载能力的常规损失。

更确切地说，某些类型的海底(特别是沙、淤泥和粘土)承载负载的能力通常由周期负载如波浪、流动和风引起的增大的孔隙水压力削弱。过大的孔隙压力在基座下方生成水垫效果，引起对其稳定性的威胁且降低了基座的承载能力。

类似地，留在基座下方的水穴在它们生成"泵送"效果时恶化孔隙压力累积的效果。这在基座经历周期负载时发生。由于周期负载，故水被泵送到海底的沉积物中，增加了孔隙压力。

根据本发明的基于重力的结构主要解决以上两个问题，而不会存在如标题"技术背景"中所述的任何缺陷。这如何实现将具体从以下描述中清楚。

参看图1且还具体参看图2，其示出了基座4置于单岩石层7上，该岩石层具有适于获得有效排水且同时避免海底8沉积物转移到岩石之间的孔隙中的等级。自然，这确保了经由该层7从海底8到周围的海水13的排水通路大致没有可能阻塞排水的沉积物。因此，海底8上的孔隙压力累积大致减小，且基座的基部11下方的水穴17(图9中最佳示出)的泵送效果的影响减小。

参看图3，其示出了具有安装到两个岩石层6,7上的裙部5的基座4。裙部窄到足以能够穿入两层6,7且延伸到海底的天然土壤中，以便基座4的底部直接地抵靠在上岩石层6上。多个层(该实施例中是两个)的等级选择成使得细层7阻止来自天然海底8的海底沉积物穿到粗层6中的石头之间的孔隙中。这具有双重目的：首先，其保持层6中的岩石之间的孔隙畅通，且因此防止了其排水能力降低，且其次，其防止了可导致承载能力的逐渐损失、底板11上的不必要的负载和基座4的倾斜的不均匀沉陷。

根据本发明的优选实施例，如图4a和4b中具体所示，其中仅示出了海底8和层6,7的配置，两岩石层6,7在基座4安装之前置于天然海底8上。下层7由较细材料(较小的石头)构成，而上层6由较粗材料(较大的石头)构成。顶部岩石层6在基座裙部5内用作排水，且还在基座4的外侧上用作冲刷保护过滤层。

两层由具有尺寸的概率分布的岩石构成，这通常称为等级。取决于海底的成分，该实施例中的岩石等级可为10到30mm，这意味着岩石尺寸范围可从10mm到30mm，其中对于细层7平均尺寸为20mm；以及可为25到70mm，这意味着岩石尺寸范围从25mm到75mm，其中对于粗层平均尺寸为50mm。尽管这可为该实施例中的优选岩石等级，但取决于海底土壤的粒度和性质以及继而又尤其取决于流动、波浪和水深的该地点处的冲刷潜力，备选等级也可使用，且这在本发明的范围内。

该实施例中的两层的组合厚度可为0.5m。细层7可置于稍微大于基座4的裙部5的直径上，以确保层覆盖基座4的整个占地面积，而不管其定位的可能误差。

在安装基座4之后，粗层6将在该实施例中也用作冲刷保护过滤层，且因此具有满足该目的的足够大的直径(例如，从垂直壁9沿径向向外10米)。然而，直径高度取决于基座的尺寸和该地点处的环境。

参看图5和6，两者更详细示出了穿过基座4的一侧的截面。它们示出了底板11，其顶面11a和抵靠在较粗的层6上的底面11b，且还有基座壁9，所有都通常由钢筋混凝土制成。裙部5通常由钢制成，例如，波纹钢或板桩，但也可由混凝土制成。裙部末梢可为尖锐的，以减小裙部5穿过石头层6,7所需的力(末梢细节未示出)。

附图还示出了提供流动通路10的一部分来排出多余的孔隙压力的底板11中的排水开口10。砾石层6,7中的孔隙也形成流动通路的一部分。

图6由箭头标记具体示出了用于水从天然海底8至环境水体13的流动通路(在参照图3考虑时更好理解)。应当注意的是，穿过天然海底8的流动通路距离对于所有流动通路相对较短。

这意味着裙部5内的天然海底8的整个顶面有效地排水，因为水将轻松地流过石头层6,7和排水开口10。排水开口10可配备有过滤器(未示出)，以防止沙从环境水体13(图3中最佳示出)进入开口10中。

排水系统提供了排水装置，该排水装置的能力和位置确定为防止"泵送"效果发生在上层6的地形/质地引起的底板11下方产生的水穴17(图9中最佳示出)之间。此外，与岩石层组合的排水系统向天然海底8提供排水装置，因此减小了孔隙压力累积。

裙部5通过基座4的重量穿过两个岩石层6,7。进一步穿到天然海底8中也通过基座4的重量获得，可能由以下方法中的一个或两个协助：

■通过将水泵送出由裙部5、底板11和上岩石层6限定的容积来产生基座下的较低压力。该方法类似于安装吸力锚，且需要暂时闭合排水开口10；

■将重量加至基座4，例如，通过将压载物置于其内部中。

参看图7a和7b中的实施例，其为了方便理解起见仅示出了海底8和岩石层，以环形构造的岩石层12与一个或多个岩石层6,7组合放置。作为环形层的第三层12在层6,7的中部处提供中心空间4a，允许了安装基座4的空间。第三层12可具有适于用作冲刷保护护面层的等级，即，至少与第二层6一样粗。

在安装基座4之后，护面层12与基座4之间的任何间隙可填充有适合的材料或物体，如沙袋、过滤单元或较大的岩石。类似于其它实施例，该实施例也允许所有较大的岩石层同时安装，降低了用于岩石安装船舶的进场和撤场的成本。

在另一个实施例(未详细示出)中，底板11的底面具有非平的几何形状或质地。例如，底板可铸造有类似于上层6的安装到模板中(formwork)的岩石层，以便基座的下侧包括部分地嵌入基座的混凝土中的岩石。这将增大基座与上岩石层6之间的摩擦。

在另一个实施例中，参看图8，岩石置于布置在基座底板11下的袋14中。在该实施例中，基座4可能直接地向下置于天然海底8上，而不将任何岩石层预先安装在海底上。

在备选实施例中，袋14或备选地岩石层7中的岩石由其它适合的颗粒材料如轻的膨胀粘土集料替代。后者由空气填充的颗粒构成，且将不可能在不将其附接到基座上的情况下安装。袋14可为在一定时间之后溶解在水中的类型。

参看图9，其为图3中所示的基座部分4的另一个实施例。在该实施例中，灌浆经由灌浆分配系统16注入。灌浆分配系统包括具有水平的和垂直的管16的系统。水穴17存在于底板11的底部11b下方。灌浆混合物(未示出)经由管16泵送，以将水排出水穴17。这确保了基座底板11与最上方岩石层7之间的较好支承表面。

该图，特别是放大部分，还示出了有可能将土工织物膜15预先安装在底板11的底部11b下方。这允许水逸出，但灌浆保持(土工织物)，且可用于避免灌浆填充岩石层6之间的孔隙。

参看图10，着陆板19设在底板11下方，以在最顶部的岩石层6与底板11的底部11b之间产生间隙18。在该实施例中，灌浆可在基座4向下设置在着陆板19上时注入生成的间隙18中。

着陆板19可独立地配备有基本上周向的裙部，以增大其承载能力(未示出)，且可制造成抵消海底倾斜，所以基座是垂直的，即使最顶部的岩石层6是倾斜的也是如此。

在又一个实施例中，裙部包围底板下方的多个不同的隔间。这些隔间可位于大致圆形的主周向裙部的内侧或外侧或为大致圆形的主周向裙部内侧和外侧的组合(未示出)。

因此，从以上描述将清楚的是，本发明的所有目的都实现，且同时克服了现有技术的不足。

此外，应当从描述中理解的是，具有裙部的结构可在不注入灌浆材料的情况下安装。此外，根据本发明的具有裙部的基于重力的结构可在其冲刷保护过滤层安装之后安装，以便基座在其安装之后相对于侵蚀不是未受保护的。实际上，基座可在其过滤层和大部分其护面层安装之后安装，以便安装冲刷保护系统的船舶一次完成，同时对前述段落中提到的基座给予即时的保护。

本发明将岩石层石头之间的天然孔隙容积用作排出孔隙压力的有效流动通路，且因此很有效地提供了排水至基座下方的土壤的顶面。在较大面积上的有效排水提供了土壤的显著增稳，这是对本现有技术水平的显著改善。

此外，岩石层与底板之间的界面处的水穴并未给出泵送效果，因为水经由排放开口排出岩石层。结果，水并未泵送到下方土壤中，且大量水穴变得可允许。因为岩石层不需要在很严格的公差内放置，所以这是对当前技术水平的另一个显著改善。

仅为了理解起见，已经通过参照一些优选实施例和一些附图描述了本发明，且本领域的技术人员应当清楚的是，本发明包括上文描述和所附权利要求中要求保护的范围内的所有合理改型。

Claims (17)

1.一种用于支承离岸设备的基于重力的结构(1)，所述基于重力的结构(1)包括基座(4)，所述基座(4)具有基部(11)，

其特征在于，所述基部(11)具有用于排水的多个开口(10)，在于至少一个第一层(7)的过滤材料被安装在所述基座(4)下方的海底(8)上，所述至少一个第一层(7)的过滤材料具有适用于将捕集在所述基部(11)下方的水排出至所述开口(10)的等级，且在于所述基座具有向下延伸的裙部(5)，所述裙部(5)适于穿到过滤材料层(7)下方的海底中。

2.根据权利要求1所述的基于重力的结构，其特征在于，所述材料层(7)为所述基部(11)与天然海底(8)之间的唯一的过滤材料层，所述层具有适用于从所述海底(8)有效排水和大致防止海底沉积物进入所述层内的孔隙两者的等级。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的基于重力的结构，其特征在于，所述开口包括设在所述基座(4)的基部(11)中的通道(10)，所述开口大体上从所述基部(11)的底面(11b)向上延伸至其顶面和/或侧面(11a)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的基于重力的结构，其特征在于，开口(10)设在所述裙部(5)中。

5.根据权利要求1、权利要求3或权利要求4所述的基于重力的结构，其特征在于，所述第一过滤层(7)为岩石层，且具有适合等级的第二岩石过滤层(6)在所述基座(4)安装之前设在所述第一过滤层(7)的顶部上，所述第二层(6)具有比所述第一层(7)粗的等级，所述第一层(7)具有大致防止海底沉积物进入颗粒之间的孔隙的等级，且在安装好时所述第二层(6)延伸超过所述第一层(7)的周边，且还超过所述基部(11)的周边。

6.根据前述权利要求中任一项所述的基于重力的结构，其特征在于，具有比所述第一层(7)粗的等级的附加的冲刷保护层(12)以环形构造在所述基座(4)安装之前设在所述第一层(7)或所述第二层(6)的顶部上来用作护面层，且存在附加的冲刷保护层(12)的中部中的开口以用于待安装的所述基座(4)。

7.根据前述权利要求所述的基于重力的结构，其特征在于，在安装所述基座(4)之后，所述基座(4)与环形设置的所述冲刷保护层(12)之间的间隙适于填充附加的冲刷保护材料，如，容纳固体材料的袋，如，过滤单元(填充岩石的网袋)或沙袋。

8.根据前述权利要求中任一项所述的基于重力的结构，其特征在于，所述开口(10)设有用于防止沉积物的不必要的堵塞的过滤器。

9.根据前述权利要求中任一项所述的基于重力的结构，其特征在于，所述第一层(7)具有10到30mm的等级，且所述第二层(6)具有25到70mm的等级。

10.根据权利要求1所述的基于重力的结构，其特征在于，所述基座(4)的基部(11)的底面(11b)设有其中具有过滤材料的袋(14)，以用于连同所述基座安装在所述海底(8)上。

11.根据权利要求10所述的基于重力的结构，其特征在于，所述袋填充有轻的膨胀粘土集料或类似物。

12.根据前述权利要求中任一项所述的基于重力的结构，其特征在于，土工织物膜(15)附接到所述基部(11)的底面(11b)下方的基座上。

13.根据前述权利要求中任一项所述的基于重力的结构，其特征在于，管路系统(16)定位在所述基部(11)内来泵送灌浆以排除所述基部(11)下方的水穴。

14.根据前述权利要求中任一项所述的基于重力的结构，其特征在于，着陆板(19)设在所述基部(11)的底面(11b)处，以产生顶部冲刷保护层(6)与所述基部(11)之间的间隙(18)。

15.根据权利要求14所述的基于重力的结构，其特征在于，各个所述着陆板分别配备有周向裙部。

16.根据前述权利要求中任一项所述的基于重力的结构，其特征在于，所述基座(4)的基部(11)的底面(11b)具有不平的几何形状或质地来增大相对于下方的岩石层(6)的摩擦。

17.根据权利要求16所述的基于重力的结构，其特征在于，不平的所述底面由部分地嵌入所述基座的混凝土中的岩石产生。