CN115478536A - 一种吸力桩沉贯过程中的辅助调平装置、吸力桩及调平方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种吸力桩沉贯过程中的辅助调平装置、吸力桩以及调平方法，所述辅助调平装置包括多个气舱，多个气舱均匀地分割吸力桩的顶面空间，所述气舱与吸力桩的顶面可拆卸连接；所述气舱与充气套管相连通，并经充气套管向气舱内充气。本发明通过设置可充气的气舱，可以有效地改善吸力桩负压沉贯的过程中的不均匀沉降；在保证实现吸力桩负压沉贯过程中水平调平的前提下，可以通过气舱与吸力桩顶面可拆卸地连接，使得辅助调平装置可以回收利用，节能环保。
Description
技术领域
本发明属于土木工程领域，特别涉及一种吸力桩沉贯过程中的辅助调平装置、吸力桩以及调平方法，适用于吸力桩在沉贯过程中由于土塞、地层或受力不均匀等情况导致的不均匀下沉的情况。
背景技术
海上风电开发已经受到各国的高度重视，作为海上风电的基础，吸力桩的应用前景广泛。目前，吸力桩在负压沉贯的过程中，由于地层、土塞、渗流等情况，可能出现吸力桩贯入过程中桩体倾斜的状况。倾斜会导致桩体沉贯达不到预计深度，严重影响吸力桩的整体稳定性和承载力。
因此，有必要提供一种吸力桩沉贯过程中的辅助调平装置以解决可能出现的倾斜问题。
发明内容
本发明的第一个目的在于，提供一种辅助调平装置，从而改善吸力桩负压沉贯的过程中出现的不均匀下沉导致的桩体倾斜情况，保证吸力桩竖直平稳地下沉。
为此，本发明的上述目的通过如下技术方案实现：
一种吸力桩沉贯过程中的辅助调平装置，其特征在于：所述辅助调平装置包括多个气舱，多个气舱均匀地分割吸力桩的顶面空间，
所述气舱与吸力桩的顶面可拆卸连接；
所述气舱与充气套管相连通，并经充气套管向气舱内充气。
在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用如下技术方案：
作为本发明的一种优选技术方案：所述气舱外形呈扇形饼状。
作为本发明的一种优选技术方案：所述扇形饼状的气舱为四分之一的圆形。
作为本发明的一种优选技术方案：相邻两个气舱之间具有间隔区域。
作为本发明的一种优选技术方案：所述气舱为橡胶所制成的浮气装置。
作为本发明的一种优选技术方案：所述气舱两侧分别设有至少两个气舱套筒，所述吸力桩在相邻两个气舱套筒之间设有至少一个吸力桩套筒，所述气舱套筒、吸力桩套筒内穿设拉栓固定杆，所述拉栓固定杆的一端为L形，所述拉栓固定杆的L形端部上具有固定孔，所述吸力桩的顶面上设有弧形铁柱，所述固定孔与弧形铁柱相配合以锁定拉栓固定杆的L形端部。
作为本发明的一种优选技术方案：所述拉栓固定杆的L形端部设置于吸力桩的顶部边缘。
本发明第二个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种新型吸力桩。
为此，本发明的上述目的通过如下技术方案实现：
一种吸力桩，所述吸力桩包括吸力桩本体，其特征在于：所述吸力桩的顶面上可拆卸地连接多个如前文所述的吸力桩沉贯过程中的辅助调平装置。
在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用如下技术方案：
作为本发明的一种优选技术方案：相邻两个气舱之间具有间隔区域，所述吸力桩的顶面在间隔区域内设有多个抽排水孔以及至少一个负压检测孔。
本发明还有一个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供吸力桩沉贯过程中发生倾斜的调平方法。
为此，本发明的上述目的通过如下技术方案实现：
根据前文所述的辅助调平装置的调平方法，其特征在于：所述调平方法包括如下步骤：
S1、将辅助调平装置与吸力桩的顶面可拆卸地连接；
S2、将辅助调平装置与吸力桩一同沉入至海底；
S3、在吸力桩的沉贯过程中，如某一侧面出现过大沉降，则打开与该侧辅助调平装置的气舱相连通的充气套管在海面上端的充气阀门，并向该侧气舱内充气，给予该侧吸力桩向上的作用力，以实现水平调平，保证吸力桩竖直下沉。
本发明提供一种吸力桩沉贯过程中的辅助调平装置、吸力桩以及调平方法，具有如下有益效果：
1）通过设置可充气的气舱，可以有效地改善吸力桩负压沉贯过程中的不均匀沉降；
2）在保证实现吸力桩负压沉贯过程中水平调平的前提下，可以通过气舱与吸力桩顶面可拆卸地连接，使得辅助调平装置可以回收利用，节能环保；
3）气舱所采用的橡胶，有着耐高低温，无褶皱、破裂、膨胀、分解的优点；
4）本发明所提供的辅助调平装置的造价相较于分仓调平方法较为低廉。
附图说明
图1为本发明所提供的吸力桩沉贯过程中的辅助调平装置的俯视图；
图2为辅助调平装置和吸力桩的剖面图；
图3为辅助调平装置的立体图；
图4为辅助调平装置的侧视图；
图中：100-吸力桩；101-吸力桩套筒；102-弧形铁柱；103-间隔区域；104-抽排水孔；105-负压检测孔；200-辅助调平装置；210-气舱；211-气舱套筒；220-充气套管；230-拉栓固定杆；231-固定孔。
具体实施方式
参照附图和具体实施例对本发明作进一步详细地描述。
一种吸力桩100沉贯过程中的辅助调平装置200，包括多个气舱210，多个气舱210均匀地分割吸力桩100的顶面空间，在本实施例中，设置为4个气舱210；
气舱210与吸力桩100的顶面可拆卸连接；
气舱210与充气套管220相连通，并经充气套管220向气舱210内充气，从而通过气舱给吸力桩提供浮力作用，以实现吸力桩在吸力下沉的过程中调平，保证吸力桩竖直下沉。
气舱210为橡胶所制成的浮气装置。气舱210外形呈扇形饼状，具体地，本实施例中，气舱210为四分之一的圆形。
气舱210在未充气时，大致为扁平状，充气后的高度可以根据吸力桩的实际尺寸选用。
相邻两个气舱210之间具有间隔区域103，区域宽度不得小于300 mm，需要为桩顶上的抽排水孔104以及负压检测孔105留有空间，同时也需要为气舱210与吸力桩100之间的可拆卸连接留有一定的空隙。
每个气舱210两侧分别设有两个气舱套筒211，左右各两个气舱套筒211，相应地，吸力桩100在两个气舱套筒211之间设置一个吸力桩套筒101，气舱套筒211、吸力桩套筒101内穿设拉栓固定杆230，拉栓固定杆230的一端为L形，拉栓固定杆230的L形端部上具有固定孔231，吸力桩100的顶面上设有弧形铁柱102，固定孔231与弧形铁柱102相配合以锁定拉栓固定杆230的L形端部。固定时，将拉栓固定杆230插入至气舱套筒211、吸力桩套筒101内，然后向下转动，将拉栓固定杆230上的固定孔231套住吸力桩100顶面上的弧形铁柱102，使得拉栓固定杆230保持固定，以将辅助调平装置整体固定至吸力桩顶面上。调平结束或者吸力桩100未发生沉降不平衡的状况下，可以对辅助调平装置200进行回收，可以通过水下机器人将拉栓固定杆230向上转动，然后拉出拉栓固定杆230，从而解除辅助调平装置200与吸力桩100之间的连接，气舱借助浮力作用，可以上浮到海面，从而实现辅助调平装置的回收再利用。
拉栓固定杆230的L形端部设置于吸力桩100的顶部边缘，从而方便将拉栓固定杆塞入至气舱套筒211、吸力桩套筒101内或者从气舱套筒211、吸力桩套筒101中拔出。
本发明还提供一种吸力桩100，包括吸力桩100本体，吸力桩100的顶面上可拆卸地连接多个辅助调平装置200。
相邻两个气舱210之间具有间隔区域103，吸力桩100的顶面在间隔区域103内设有2个抽排水孔104以及1个负压检测孔105。
根据前文所述的辅助调平装置的调平方法，包括如下步骤：
S1、将辅助调平装置与吸力桩的顶面可拆卸地连接；
S2、将辅助调平装置与吸力桩一同沉入至海底；
S3、在吸力桩的沉贯过程中，如某一侧面出现过大沉降，则打开与该侧辅助调平装置的气舱相连通的充气套管在海面上端的充气阀门，并向该侧气舱内充气，给予该侧吸力桩向上的作用力，借助浮力以调平吸力桩在负压下沉的过程中某一侧面出现的沉降不平衡，保证吸力桩在负压沉贯程中均匀下沉。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，仅为本发明的优选实施例，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种吸力桩沉贯过程中的辅助调平装置，其特征在于：所述辅助调平装置包括多个气舱，多个气舱均匀地分割吸力桩的顶面空间，
所述气舱与吸力桩的顶面可拆卸连接；
所述气舱与充气套管相连通，并经充气套管向气舱内充气。
2.根据权利要求1所述的吸力桩沉贯过程中的辅助调平装置，其特征在于：所述气舱外形呈扇形饼状。
3.根据权利要求2所述的吸力桩沉贯过程中的辅助调平装置，其特征在于：所述扇形饼状的气舱为四分之一的圆形。
4.根据权利要求1所述的吸力桩沉贯过程中的辅助调平装置，其特征在于：相邻两个气舱之间具有间隔区域。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的吸力桩沉贯过程中的辅助调平装置，其特征在于：所述气舱为橡胶所制成的浮气装置。
6.根据权利要求1所述的吸力桩沉贯过程中的辅助调平装置，其特征在于：所述气舱两侧分别设有至少两个气舱套筒，所述吸力桩在相邻两个气舱套筒之间设有至少一个吸力桩套筒，所述气舱套筒、吸力桩套筒内穿设拉栓固定杆，所述拉栓固定杆的一端为L形，所述拉栓固定杆的L形端部上具有固定孔，所述吸力桩的顶面上设有弧形铁柱，所述固定孔与弧形铁柱相配合以锁定拉栓固定杆的L形端部。
7.根据权利要求6所述的吸力桩沉贯过程中的辅助调平装置，其特征在于：所述拉栓固定杆的L形端部设置于吸力桩的顶部边缘。
8.一种吸力桩，所述吸力桩包括吸力桩本体，其特征在于：所述吸力桩的顶面上可拆卸地连接多个如权利要求1所述的吸力桩沉贯过程中的辅助调平装置。
9.根据权利要求8所述的吸力桩，其特征在于：相邻两个气舱之间具有间隔区域，所述吸力桩的顶面在间隔区域内设有多个抽排水孔以及至少一个负压检测孔。
10.根据权利要求1所述的吸力桩沉贯过程中的辅助调平装置的调平方法，其特征在于：所述调平方法包括如下步骤：
S1、将辅助调平装置与吸力桩的顶面可拆卸地连接；
S2、将辅助调平装置与吸力桩一同沉入至海底；
S3、在吸力桩的沉贯过程中，如某一侧面出现过大沉降，则打开与该侧辅助调平装置的气舱相连通的充气套管在海面上端的充气阀门，并向该侧气舱内充气，给予该侧吸力桩向上的作用力，以实现水平调平，保证吸力桩竖直下沉。
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