CN107724361B - 一种近海地基勘察与检测平台 - Google Patents

一种近海地基勘察与检测平台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种近海地基勘察与检测平台，包括：圆筒形结构，其包括从上到下依次设置的水上平台、中间层以及排空层，排空层由底层板分隔成排空室和敞开部；负压射流泵，其设置于排空室内；第一环形过渡仓，其套设于圆筒形结构上，且设置于排空室的外围；其中，排空室的外周侧壁均匀开设有多个第一排出口，相邻两个第一排出口之间的间距为5～10cm；第二环形过渡仓，其套设于第一环形过渡仓，第一环形过渡仓的外周侧壁均匀开设有多个第二排出口，相邻两个第二排出口之间的间距为20～30cm；第二环形过渡仓的顶部均匀设置有八个第三排出口。本发明保证平台始终保持稳定，处于水平状态，避免出现平台歪斜而导致的测量结果不准确的情况。

Description

一种近海地基勘察与检测平台
技术领域
本发明涉及一种近海地基勘察与检测平台。
背景技术
目前在近海海洋工程中多采用钻孔取样的方式开展地基勘察，由于在运输途中有可能对土体产生扰动，使得勘察结果不准确，因此现场原位试验更能体现场地的地质特性。
筒型基础作为一种可回收的基础形式，因其优良的承载特性与地基稳定性，十分适用于作为近海的原位勘察平台的基础形式。其次吸力式筒型基础是一种新型的海洋工程基础结构型式，由于其材料成本与安装成本低于桩基础，并且易于海上运输与安装，所以逐渐受到海上风电行业的青睐。但目前的筒形基础在自动扶正和调平方面的性能较差，仍须加以改善。
发明内容
针对上述技术问题，本发明设计开发了一种在沉降过程中稳定性更好的近海地基勘察与检测平台。
本发明提供的技术方案为：
一种近海地基勘察与检测平台，包括：
圆筒形结构，其包括从上到下依次设置的水上平台、中间层以及排空层，所述中间层内部具有容置空间，所述排空层与所述中间层之间通过中间层板彼此密封隔开，所述排空层由底层板分隔成排空室和敞开部，所述敞开部的下方是敞开的，所述圆筒形结构包括一从所述中间层的中央位置延伸至所述敞开部的通道；
负压射流泵，其设置于所述排空室内，所述负压射流泵的入口设置于所述敞开部，所述负压射流泵的出口设置于所述排空室；
第一环形过渡仓，其套设于所述圆筒形结构上，且设置于所述排空室的外围；其中，所述排空室的外周侧壁均匀开设有多个第一排出口，相邻两个第一排出口之间的间距为5~10cm；所述排空室通过所述多个第一排出口与所述第一环形过渡仓连通；
第二环形过渡仓，其套设于所述第一环形过渡仓，所述第一环形过渡仓的外周侧壁均匀开设有多个第二排出口，相邻两个第二排出口之间的间距为20~30cm；所述第一环形过渡仓通过所述多个第二排出口与所述第二环形过渡仓连通；所述第二环形过渡仓的顶部均匀设置有八个第三排出口，每个第三排出口设置有一个阀门。
优选的是，所述的近海地基勘察与检测平台，还包括控制装置，所述控制装置连接至所述八个阀门，控制所述八个阀门同时开启或者同时关闭。
优选的是，所述的近海地基勘察与检测平台中，所述第一环形过渡仓均匀划分为四个第一扇形仓，所述第二环形过渡仓均匀划分为八个第二扇形仓。
优选的是，所述的近海地基勘察与检测平台中，四个所述负压射流泵相对于所述圆筒形结构的轴线对称设置于所述中间层内，且每个负压射流泵对应设置于每个第一扇形仓的中间位置；所述控制装置连接至四个所述负压射流泵，控制四个所述负压射流泵同时开启或者同时关闭。
优选的是，所述的近海地基勘察与检测平台中，所述第二环形过渡仓的顶部连接有一个以所述圆筒形结构的轴线为圆心的喷流环道，所述喷流环道的截面呈一端小、一端大的喇叭形，所述喷流环道的较小一端连接至所述第二环形过渡仓的顶壁，所述喷流环道的较大一端敞开，所述八个第三排出口位于所述第二环形过渡仓的对应于喷流环道的位置。
优选的是，所述的近海地基勘察与检测平台，还包括原位十字板试验设备，其设置于所述中间层的容置空间；静力触探试验设备，其设置于所述中间层的容置空间；全流动贯入试验设备，其设置于所述中间层的容置空间；钻探取样勘察作业设备，其设置于所述中间层的容置空间；并且所述原位十字板试验设备、所述静力触探试验设备、所述全流动贯入试验设备和所述钻探取样勘察作业设备的探测机构沿着所述通道延伸。
本发明所述的近海地基勘察与检测平台设置了排空层，并将排空层分隔成排空室和敞开部，在排空室外套设有第一环形过渡仓和第二环形过渡仓，第一排出口将第一环形过渡仓和排空室连通，第二排出口将第二环形过渡仓和第一环形过渡仓连通，且第一排出口、第二排出口和第三排出口的个数逐渐减少，在平台沉降的过程中，当负压射流泵排出敞开部的空气或者水时，空气或水在排出过程中对平台的冲击将被尽量减小，进而保证平台始终保持稳定，处于水平状态，避免出现平台歪斜而导致的测量结果不准确的情况。
附图说明
图1为本发明所述的近海地基勘察与检测平台的结构示意图；
图2为本发明所述的近海地基勘察与检测平台的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1和图2所示，本发明提供一种近海地基勘察与检测平台，包括：圆筒形结构12，其包括从上到下依次设置的水上平台1、中间层2以及排空层3，所述中间层2内部具有容置空间，所述排空层3与所述中间层2之间通过中间层板彼此密封隔开，所述排空层由底层板分隔成排空室18和敞开部4，所述敞开部4的下方是敞开的，所述圆筒形结构12包括一从所述中间层的中央位置延伸至所述敞开部的通道11；负压射流泵8，其设置于所述排空室内，所述负压射流泵8的入口设置于所述敞开部4，所述负压射流泵的出口设置于所述排空室18；第一环形过渡仓5，其套设于所述圆筒形结构上，且设置于所述排空室的外围；其中，所述排空室的外周侧壁13均匀开设有多个第一排出口，相邻两个第一排出口之间的间距为5~10cm；所述排空室通过所述多个第一排出口与所述第一环形过渡仓连通；第二环形过渡仓6，其套设于所述第一环形过渡仓，所述第一环形过渡仓的外周侧壁14均匀开设有多个第二排出口，相邻两个第二排出口之间的间距为20~30cm；所述第一环形过渡仓5通过所述多个第二排出口与所述第二环形过渡仓6连通；所述第二环形过渡仓6的顶部均匀设置有八个第三排出口15，每个第三排出口设置有一个阀门。
圆筒形结构包括水上平台、中间层和排空层，水上平台处于水面以上；中间层可以用于安装测量设备；中间层和排空层之间通过中间层板彼此密封隔开，避免排空层内的水或者水汽渗透进中间层，进而影响测量设备的正常工作；排空层则用于在圆筒形结构向土体沉降的过程中排出空气和水。
负压射流泵设置在排空室内，其入口设置在敞开部，出口设置在排空室。在圆筒形结构向土体沉降时，敞开部的周向侧壁插入至土体内，从而使得敞开部内存有一定量的空气和水，通过负压射流泵将敞开部的空气或水抽出，在敞开部内制造负压环境，从而使得圆筒形结构在负压和重力作用下继续向土体内沉降。
负压射流泵所抽出的空气或水先被泵入排空室，气流或者水流进入一个相对大的空间内（即排空室内），其对圆筒形结构的冲击被部分消解；排空室与第一环形过渡仓之间通过多个第一排出口连通，且相邻两个第一排出口之间的间距设定为5~10cm，气流或者水流通过这些第一排出口逐渐进入第一环形过渡仓内，其冲击力会进一步被消解，流速放缓，且排出速度放缓；再通过第二排出口流入第二环形过渡仓，且第二排出口的密度小于第一排出口的密度，这可以进一步减小气流或者水流的排出速度，进而减小对平台稳定性的影响；最终气流或者水流从第二环形过渡仓的顶部第三排出口排出，即气流或者水流会向上流出，这可以向平台产生反向作用力，有助于平台向下沉降，并维持平台稳定。本发明可以保证圆筒形结构在沉降过程中不发生歪斜，始终保持水平且稳定的状态。
优选的是，所述的近海地基勘察与检测平台，还包括控制装置，所述控制装置连接至所述八个阀门，控制所述八个阀门同时开启或者同时关闭。
平台沉降时，通过控制装置将八个阀门同时打开，以保证八个第三排出口同时排出气流或者水流，保证平台的稳定性。
优选的是，所述的近海地基勘察与检测平台中，所述第一环形过渡仓5均匀划分为四个第一扇形仓17，所述第二环形过渡仓6均匀划分为八个第二扇形仓16。
气流或者水流分流进入四个第一扇形仓，又分流进入八个第二扇形仓，其冲击进一步被消解，有助于进一步提高平台稳定性。
优选的是，所述的近海地基勘察与检测平台中，四个所述负压射流泵8相对于所述圆筒形结构的轴线对称设置于所述中间层内，且每个负压射流泵对应设置于每个第一扇形仓的中间位置；所述控制装置连接至四个所述负压射流泵，控制四个所述负压射流泵同时开启或者同时关闭。
优选的是，所述的近海地基勘察与检测平台中，所述第二环形过渡仓6的顶部连接有一个以所述圆筒形结构的轴线为圆心的喷流环道7，所述喷流环道7的截面呈一端小、一端大的喇叭形，所述喷流环道的较小一端连接至所述第二环形过渡仓的顶壁，所述喷流环道的较大一端敞开，所述八个第三排出口15位于所述第二环形过渡仓的对应于喷流环道的位置。
气流或者水流喷出时，受到喷流环道的限制而相对于圆筒形结构的轴线均匀喷出，从而进一步避免喷出时对平台的稳定性造成干扰。
优选的是，所述的近海地基勘察与检测平台，还包括原位十字板试验设备9，其设置于所述中间层的容置空间；静力触探试验设备10，其设置于所述中间层的容置空间；全流动贯入试验设备，其设置于所述中间层的容置空间；钻探取样勘察作业设备，其设置于所述中间层的容置空间；并且所述原位十字板试验设备、所述静力触探试验设备、所述全流动贯入试验设备和所述钻探取样勘察作业设备的探测机构沿着所述通道延伸。
原位十字板试验设备、静力触探试验设备、全流动贯入试验设备均可以采用现有设备。在平台沉降到位后，上述各测量设备开始对土体进行检测分析。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种近海地基勘察与检测平台，其特征在于，包括：
圆筒形结构，其包括从上到下依次设置的水上平台、中间层以及排空层，所述中间层内部具有容置空间，所述排空层与所述中间层之间通过中间层板彼此密封隔开，所述排空层由底层板分隔成排空室和敞开部，所述敞开部的下方是敞开的，所述圆筒形结构包括一从所述中间层的中央位置延伸至所述敞开部的通道；
负压射流泵，其设置于所述排空室内，所述负压射流泵的入口设置于所述敞开部，所述负压射流泵的出口设置于所述排空室；
第一环形过渡仓，其套设于所述圆筒形结构上，且设置于所述排空室的外围；其中，所述排空室的外周侧壁均匀开设有多个第一排出口，相邻两个第一排出口之间的间距为5～10cm；所述排空室通过所述多个第一排出口与所述第一环形过渡仓连通；
第二环形过渡仓，其套设于所述第一环形过渡仓，所述第一环形过渡仓的外周侧壁均匀开设有多个第二排出口，相邻两个第二排出口之间的间距为20～30cm；所述第一环形过渡仓通过所述多个第二排出口与所述第二环形过渡仓连通；所述第二环形过渡仓的顶部均匀设置有八个第三排出口，每个第三排出口设置有一个阀门。
2.如权利要求1所述的近海地基勘察与检测平台，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置连接至所述八个阀门，控制所述八个阀门同时开启或者同时关闭。
3.如权利要求2所述的近海地基勘察与检测平台，其特征在于，所述第一环形过渡仓均匀划分为四个第一扇形仓，所述第二环形过渡仓均匀划分为八个第二扇形仓。
4.如权利要求3所述的近海地基勘察与检测平台，其特征在于，四个所述负压射流泵相对于所述圆筒形结构的轴线对称设置于所述中间层内，且每个负压射流泵对应设置于每个第一扇形仓的中间位置；所述控制装置连接至四个所述负压射流泵，控制四个所述负压射流泵同时开启或者同时关闭。
5.如权利要求4所述的近海地基勘察与检测平台，其特征在于，所述第二环形过渡仓的顶部连接有一个以所述圆筒形结构的轴线为圆心的喷流环道，所述喷流环道的截面呈一端小、一端大的喇叭形，所述喷流环道的较小一端连接至所述第二环形过渡仓的顶壁，所述喷流环道的较大一端敞开，所述八个第三排出口位于所述第二环形过渡仓的对应于喷流环道的位置。
6.如权利要求1所述的近海地基勘察与检测平台，其特征在于，还包括原位十字板试验设备，其设置于所述中间层的容置空间；静力触探试验设备，其设置于所述中间层的容置空间；全流动贯入试验设备，其设置于所述中间层的容置空间；钻探取样勘察作业设备，其设置于所述中间层的容置空间；并且所述原位十字板试验设备、所述静力触探试验设备、所述全流动贯入试验设备和所述钻探取样勘察作业设备的探测机构沿着所述通道延伸。
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