CN114622594A - 一种模块化的筒型基础辅助沉放装置及入土沉放方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种模块化的筒型基础辅助沉放装置及入土沉放方法，包括辅助沉放筒、筒顶圈梁、传力架和打压孔，所述辅助沉放筒上部设置筒顶圈梁，所述筒顶圈梁的外侧固定连接传力架，所述辅助沉放筒顶部设置有两个打压孔，所述打压孔用于对辅助沉放筒内部进行打水、打气、抽水或抽气；所述辅助沉放筒呈均匀辐射状分布在筒型基础周圈，所述传力架压在所述筒型基础顶盖之上。本发明可有效提供辅助下沉驱动力，实现沉放调平，模块化结构简单，易于实现，并具备可回收重复利用能力。
Description
技术领域
本发明涉及海上风电技术领域，特别是涉及一种模块化的筒型基础辅助沉放装置及入土沉放方法。
背景技术
海上风电基础结构形式多样，筒型基础是近年来发展较为迅速的基础结构形式，其结构简单，具备一步式安装能力，施工作业周期短，且有良好的抗倾覆能力。筒型基础一般通过抽水在顶盖内外形成压差的方式进行入土沉放作业。不过，对于水深较浅、土质较硬的环境，当筒型基础下沉至一定深度后，顶盖内外压差可能无法提供足够的下沉驱动力，直接影响沉放结果，最终造成安装失败。
发明内容
本发明的目的是提供一种模块化的筒型基础辅助沉放装置及入土沉放方法，以解决上述现有技术存在的问题，该装置可有效提供辅助下沉驱动力，实现沉放调平，模块化结构简单，易于实现，并具备可回收重复利用能力。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种模块化的筒型基础辅助沉放装置，包括辅助沉放筒、筒顶圈梁、传力架和打压孔，所述辅助沉放筒上部设置筒顶圈梁，所述筒顶圈梁的外侧固定连接传力架，所述辅助沉放筒顶部设置有两个打压孔，所述打压孔用于对辅助沉放筒内部进行打水、打气、抽水或抽气；所述辅助沉放筒呈均匀辐射状分布在筒型基础周圈，所述传力架压在所述筒型基础顶盖之上。
优选地，所述辅助沉放筒采用钢材制成，且所述辅助沉放筒为圆形截面。
优选地，所述辅助沉放筒的直径为筒型基础直径的1/5到1/10，所述辅助沉放筒的深度小于筒型基础的深度。
优选地，所述筒顶圈梁为钢结构；所述传力架为钢结构，且所述传力架的尺寸根据实际工况进行确定。
本发明还提供一种模块化的筒型基础入土沉放方法，应用于上述的模块化的筒型基础辅助沉放装置，包括以下步骤：
(1)根据筒型基础的尺寸和海上风电安装场址条件，确定辅助沉放筒数量和尺寸；
(2)辅助沉放筒可在预制结束与筒型基础连接，或者在安装现场与筒型基础连接；
(3)当采用安装现场连接时，将辅助沉放筒放入水中，对其内部进行打气、抽水；然后将辅助沉放筒漂浮到筒型基础周圈，辅助沉放筒呈均匀辐射状分布在筒型基础周圈，并将传力架压在筒型基础顶盖之上；
(4)筒型基础和辅助沉放筒在水中同时放气共同下沉，当筒型基础筒端下沉至海床泥面时，入土沉放开始；
(5)筒型基础内部抽水，入土下沉直至筒型基础顶盖内外压差不足以提供足够下沉驱动力，此时通过抽水孔抽取辅助沉放筒内部水压，提供额外压差驱动力，使得基础继续下沉；
(6)沉放过程中，当筒型基础倾斜率超标后，可调整相应位置的辅助沉放筒内外压差，调平筒型基础；
(7)筒型基础与辅助沉放筒全部沉放到位后，开始向每个辅助沉放筒内部打水、打压，将辅助沉放筒逐个压出海床泥面；
(8)辅助沉放筒全部漂浮至水面后逐个收回，可用于下次沉放，沉放工作完成。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
本发明中的模块化的筒型基础辅助沉放装置及入土沉放方法，采用多个模块化的辅助下沉筒，适用于筒型基础入土较深、场址土质较硬、上覆水深较浅的情况，辅助下沉筒可增加可利用的顶盖压差面积，同时因其高度较低，在主筒下沉至深部较硬土层时，辅助筒处于浅层较弱土层，在增加额外下沉驱动力同时只增加较少的下沉阻力，确保筒型基础可沉放至较硬持力层，降低施工风险。另外，沉放过程中，当筒型基础倾斜率超标后，可调整相应位置的辅助沉放筒内外压差，调平筒型基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
图1为一种模块化的筒型基础辅助沉放装置三维示意图-已安装；
图2为一种模块化的筒型基础辅助沉放装置三维示意图-未安装；
图3为一种模块化的筒型基础辅助沉放装置剖面图-沉放过程；
图4为一种模块化的筒型基础辅助沉放装置剖面图-沉放完成；
图5为一种模块化的筒型基础辅助沉放装置剖面图-打压回收；；
其中，1、辅助沉放筒；2、筒顶圈梁；3、传力架；4、打压孔；5、筒型基础；6、海床泥面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种模块化的筒型基础辅助沉放装置及入土沉放方法，以解决上述现有技术存在的问题，该装置可有效提供辅助下沉驱动力，模块化结构简单，易于实现，并可回收利用。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-图5所示，本实施例提供一种模块化的筒型基础辅助沉放装置由辅助沉放筒1、筒顶圈梁2、传力架3、打压孔4组成。其中，辅助沉放筒1采用钢材，为圆形截面，直径为一般筒型基础5的1/5到1/10，其深度小于筒型基础5；辅助沉放筒1上部设置筒顶圈梁2，筒顶圈梁2为钢结构；筒顶圈梁 2的外侧固定连接传力架3，传力架3为钢结构，尺寸根据实际工况进行确定；辅助沉放筒1顶部设置两个打压孔4，用于对其内部进行打水、打气、抽水、抽气。
应用于上述辅助沉放装置的沉放方法如下：
(1)根据筒型基础5尺寸、海上风电安装场址条件，确定辅助沉放筒1 数量和尺寸；
(2)辅助沉放筒1可在预制结束与筒型基础5连接，或者在安装现场与筒型基础5；
(3)当采用安装现场连接时，将辅助沉放筒1放入水中，对其内部进行打气、抽水；将辅助沉放筒1漂浮到筒型基础5周圈，均匀辐射状分布在筒型基础5周圈，并将传力架3压在筒型基础5顶盖之上；
(4)筒型基础5、辅助沉放筒1在水中同时放气共同下沉，当筒型基础5 筒端下沉至海床泥面6，入土沉放开始；
(5)筒型基础5内部抽水，入土下沉直至筒型基础5顶盖内外压差不足以提供足够下沉驱动力，此时通过抽水孔4抽取辅助沉放筒1内部水压，提供额外压差驱动力，使得基础继续下沉；
(6)沉放过程中，当筒型基础5倾斜率超标后，可调整相应位置的辅助沉放筒1内外压差，调平筒型基础5；
(7)筒型基础5与辅助沉放筒1全部沉放到位后，开始向每个辅助沉放筒1内部打水、打压，将辅助沉放筒1逐个压出海床泥面6；
(8)辅助沉放筒1全部漂浮至水面后逐个收回，可用于下次沉放，沉放工作完成。
实施例一
一种模块化的筒型基础辅助沉放装置由辅助沉放筒1、筒顶圈梁2、传力架3、打压孔4组成。其中，辅助沉放筒1采用钢材，为圆形截面，直径为5m，深度8m；辅助沉放筒1上部设置筒顶圈梁2，筒顶圈梁2为钢结构；筒顶圈梁2的外侧固定连接传力架3，传力架3为钢结构，宽度5m；辅助沉放筒1 顶部设置两个抽水孔4，用于对其内部进行打水、打气、抽水、抽气。
该实施例中：筒型基础5直径30m，深度20m；环境水深10m。
本发明采用多个模块化的辅助下沉筒1，适用于筒型基础5入土较深，场址土质较硬、上覆水深较浅的情况，辅助下沉筒1可增加顶盖压差面积，同时因其高度较低，在主筒下沉至深部较硬土层时，辅助筒处于浅层较弱土层，在增加额外下沉驱动力同时只增加较少的下沉阻力，确保筒型基础5可沉放至较硬持力层，降低施工风险。模块化的辅助下沉筒数量和尺寸可根据筒型基础5 进行灵活调节，可在下沉过程中对筒型基础5进行调平，下沉完成后还可通过打压方式进行回收重复利用。该装置也可用于沉垫、带裙板的筏式基础等海洋基础的入土沉放安装。该装置原理清晰，结构十分简单，设计、制造难度均很低，具备良好的应用前景。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (5)
1.一种模块化的筒型基础辅助沉放装置，其特征在于：包括辅助沉放筒、筒顶圈梁、传力架和打压孔，所述辅助沉放筒上部设置筒顶圈梁，所述筒顶圈梁的外侧固定连接传力架，所述辅助沉放筒顶部设置有两个打压孔，所述打压孔用于对辅助沉放筒内部进行打水、打气、抽水或抽气；所述辅助沉放筒呈均匀辐射状分布在筒型基础周圈，所述传力架压在所述筒型基础顶盖之上。
2.根据权利要求1所述的模块化的筒型基础辅助沉放装置，其特征在于：所述辅助沉放筒采用钢材制成，且所述辅助沉放筒为圆形截面。
3.根据权利要求1所述的模块化的筒型基础辅助沉放装置，其特征在于：所述辅助沉放筒的直径为筒型基础直径的1/5到1/10，所述辅助沉放筒的深度小于筒型基础的深度。
4.根据权利要求1所述的模块化的筒型基础辅助沉放装置，其特征在于：所述筒顶圈梁为钢结构；所述传力架为钢结构，且所述传力架的尺寸根据实际工况进行确定。
5.一种模块化的筒型基础入土沉放方法，应用于权利要求1-4中任一项所述的模块化的筒型基础辅助沉放装置，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据筒型基础的尺寸和海上风电安装场址条件，确定辅助沉放筒数量与尺寸；
(2)辅助沉放筒可在预制结束与筒型基础连接，或在安装现场与筒型基础连接；
(3)当采用安装现场连接时，将辅助沉放筒放入水中，对其内部进行打气、抽水；然后将辅助沉放筒漂浮到筒型基础周圈，辅助沉放筒呈均匀辐射状分布在筒型基础周圈，并将传力架压在筒型基础顶盖之上；
(4)筒型基础和辅助沉放筒同时放气在水中共同下沉，当筒型基础筒端下沉至海床泥面时，入土沉放开始；
(5)筒型基础内部抽水，入土下沉直至筒型基础顶盖内外压差不足以提供下沉驱动力，此时通过抽水孔抽取辅助沉放筒内部水压，提供额外压差驱动力，使得基础继续下沉；
(6)沉放过程中，当筒型基础倾斜率超标后，可调整相应位置的辅助沉放筒内外压差，调平筒型基础；
(7)筒型基础与辅助沉放筒全部沉放到位后，开始向每个辅助沉放筒内部打水、打压，将辅助沉放筒逐个压出海床泥面；
(8)辅助沉放筒全部漂浮至水面后逐个收回，可用于下次沉放，沉放工作完成。
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