CN118531782A - 一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚及其安装方法 - Google Patents
一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚及其安装方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118531782A CN118531782A CN202410771570.4A CN202410771570A CN118531782A CN 118531782 A CN118531782 A CN 118531782A CN 202410771570 A CN202410771570 A CN 202410771570A CN 118531782 A CN118531782 A CN 118531782A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pile anchor
- pile
- anchor
- gravity
- resisting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005484 gravity Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims abstract description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract description 6
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 3
- 238000009991 scouring Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 6
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 4
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 3
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Foundations (AREA)
Abstract
本发明属于海洋桩锚技术领域，提供了一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚及其安装方法，此重力桩锚包括桩锚，所述桩锚顶部竖直向下开设有容纳空间，所述桩锚底部为锥形；本发明针既可采用打桩的方式进行沉贯，也可借助海上自升式平台进行压载贯入；沉贯就位后，其容纳空间采用铁矿砂或混凝土进行填充。本发明针对漂浮式平台产生的长期持续的循环动荷载，有较高的在位承载效率，对海底冲刷的敏感性低，对场地的工程地质条件适用性强，采用压载贯入时，安装噪音小，环境友好性高，因此对于漂浮式风电的降本增效，特别是张力腿式漂浮式风电的产业化发展，有显著的促进作用。
Description
技术领域
本发明属于海洋桩锚技术领域，具体地说是一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚及其安装方法。
背景技术
随着海洋开发(海洋油气、海上风电等)走向深远海，需要采用漂浮式平台(包括半潜式、张力腿式、立柱式等形式)作为生产开发的依托，水面上的漂浮式平台需要通过水体中的系泊系统和海床下的锚固基础，保障平台的稳定性。
做为漂浮式平台特别是张力腿式平台的锚固基础，通常需要抵抗较大的上拔力。在海洋环境中，这种上拔力通常是长期持续的循环动荷载，漂浮式平台的锚固基础通常包括长桩、吸力锚、以及重力基础，其中长桩以桩锚打入桩为主。现有的这些锚固基础都有一定的局限性，例如，长桩上拔承载力的主要组成部分是桩侧土体的摩擦力，但在长期持续的循环动荷载作用下，桩侧摩阻力相比静载作用下有显著的折减，导致桩基的上拔承载效率不高，需要增大增长桩基尺寸，不仅导致材料成本的增加，也将提高海上的安装成本；在长期持续的循环动荷载作用下，吸力锚端部的反向承载力的可靠性也显著降低，同样导致吸力锚上拔承载效率的降低，而且安装通常是吸力锚风险最高的技术环节，吸力锚安装对海床土层的适用性有较高的要求；常规的重力式基础的体积较大，对安装设施和工序有较高的要求，需要对场地平整度进行预处理，同时，重力式基础需要考虑冲刷对其在位稳定性的影响。
为此，本领域技术人员提出了一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚及其安装方法来解决背景技术提出的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚及其安装方法，以解决现有技术中的问题。
一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚及其安装方法，包括桩锚，所述桩锚顶部竖直向下开设有容纳空间，所述桩锚底部为锥形，其中，桩锚底部设置为锥形是安装时能够更轻松地贯入土体。
一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚的安装方法，采用桩锤打入方式，包括如下步骤：
S1 a、将桩锚竖直放入海底；
S2a、将桩锚底部对准设定位置，通过支座对桩锚进行限位；
S3a、采用海上打桩锤对桩锚进行打桩工作，使的桩锚底部的锥形插入海床内，完成打桩工作。
一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚的安装方法，也可采用压载贯入方式安装，包括如下步骤：
S1 b、将桩锚套在海上自升式平台桩腿的外部，并将桩锚与桩腿进行临时固定；
S2b、将海上自升式平台及桩锚对准设定位置；
S3b、通过海上自升式平台举升及压载，进行插桩操作，使的桩锚底部的锥形贯入海床内设定深度，然后解开临时固定装置，自升式平台把桩腿收回，把桩锚留在海床内，完成压载贯入工作。
进一步的，在完成桩锚沉贯就位后，在容纳空间内进行填料。
进一步的，在完成填料工作后对桩锚的上拔承载力进行计算。
进一步的，所述填料为铁砂矿和混凝土中的一种，其中填料也可为其它密度相对较大的散粒矿料或高密度流质材料。
进一步的，所述桩锚(1)的上拔承载力的计算公式为
R＝m1×F+m2×G
其中，R为桩锚的上拔承载力的设计值，m1和m2分别为桩锚侧摩擦力和重力的分项系数，F为桩锚的侧摩擦力，G为桩锚自身重量和容纳空间内的填料的有效重量总和。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明针对漂浮式平台产生的长期持续的循环动荷载，有较高的在位承载效率，对海底冲刷的敏感性低，采用打桩的方式沉入桩锚，对场地的工程地质条件适用性强，采用压载贯入桩锚时，可以同时把多个桩锚沉贯就位，节省安装时间，也不需要桩基支座等辅助设施，此外，安装噪音小，环境友好性高，因此对于漂浮式风电的降本增效，特别是张力腿式漂浮式风电的产业化发展，有显著的促进作用。
附图说明
图1为本发明的桩锚结构示意图；
图2为本发明的打桩锤沉桩贯入示意图；
图3为本发明的自升式平台沉桩贯入示意图。
图中：1、桩锚；2、容纳空间。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
如图1所示：
实施例一：本发明提供一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚，包括桩锚1，桩锚1顶部竖直向下开设有容纳空间2，桩锚1底部为锥形。
通过桩锚1底部锥形的设置，使得桩锚1可轻易被贯入海床内，通过容纳空间2的设置，使得在桩锚1被贯入海床内时，可在容纳空间2内进行填料，从而增加桩锚1的上拔承载力。
如图2所示：
实施例二：一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚的安装方法，采用桩锤打入方式，包括如下步骤：
S1 a、将桩锚1竖直放入海底；
S2a、将桩锚1底部对准设定位置，通过支座对桩锚1进行限位；
S3a、采用海上打桩船对桩锚1进行打桩工作，使的桩锚1底部的锥形贯入到海床内一定深度，完成打桩工作。
进一步的，在打桩完成后，向容纳空间2内进行填料并对桩锚1的上拔承载力进行计算。
进一步的，料为铁砂矿和混凝土中的一种。
进一步的，桩锚1的上拔承载力的计算公式为
R＝m1×F+m2×G
其中，R为桩锚1的上拔承载力的设计值，m1和m2分别为桩锚侧摩擦力和重力的分项系数，F为桩锚的侧摩擦力，G为桩锚1自身重量和容纳空间2内的填料的有效重量总和。
通过采用打桩锤打桩的方式可直接将桩锚1打入海床内，海床土层适用性较广，同时采用本装置和本装置的安装方法可针对漂浮式平台产生的长期持续的循环动荷载，有较高的在位承载效率，对场地的工程地质条件适用性强，对冲刷的敏感性低，对于漂浮式风电的降本增效，特别是张力腿式漂浮式风电的产业化发展，有显著的促进作用。
如图3所示：
实施例三：一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚的安装方法，采用压载贯入方式安装，包括如下步骤：
S1 b、将桩锚1套在海上自升式平台桩腿的外部，并将桩锚1与桩腿进行临时固定；
S2b、将海上自升式平台及桩锚1对准设定位置；
S3b、通过海上自升式平台举升及压载，进行插桩操作，使的桩锚1底部的锥形贯入海床内设定深度，然后解开临时固定装置，自升式平台把桩腿收回，把桩锚1留在海床内，完成压载贯入工作。
进一步的，桩锚1沉贯就位后，向容纳空间2内进行填料并对桩锚1的上拔承载力进行计算。
进一步的，填料为铁砂矿和混凝土中的一种。
进一步的，桩锚1的上拔承载力的计算公式为
R＝m1×F+m2×G
其中，R为桩锚1的上拔承载力的设计值，m1和m2分别为桩锚侧摩擦力和重力的分项系数，F为桩锚的侧摩擦力，G为桩锚1自身重量和容纳空间2内的填料的有效重量总和。
通过上述操作相较于采用打桩锤打桩安装桩锚的方式，使得桩锚1在安装的过程中能减小操作噪音，环境友好，可同时把多个桩锚沉贯就位，不需要支座辅助桩锚1限位，可大大节省安装时间，但是需要提前对海床的土层环境进行调查，充分评价场地条件，保障所提供的平台压载能够充分克服桩锚贯时遇到的土体阻力，并防止穿刺等工程风险。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (7)
1.一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚，其特征在于：包括，桩锚(1)，所述桩锚(1)顶部竖直向下开设有容纳空间(2)，所述桩锚(1)底部为锥形。
2.一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚的安装方法，如权利要求1所述的一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚，采用桩锤打入方式，其特征在于：包括如下步骤：
S1a、将桩锚(1)竖直放入海底；
S2a、将桩锚(1)底部对准设定位置，通过支座对桩锚(1)进行限位；
S3a、采用海上打桩锤对桩锚(1)进行打桩工作，使的桩锚(1)底部的锥形贯入海床内设定深度，完成打桩工作。
3.如权利要求2所述一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚的安装方法，采用压载贯入方式安装，其特征在于：包括如下步骤：
S1b、将桩锚(1)套在海上自升式平台桩腿的外部，并将桩锚(1)与桩腿进行临时固定；
S2b、将海上自升式平台及桩锚(1)对准设定位置；
S3b、通过海上自升式平台举升及压载，进行插桩操作，使得桩锚(1)底部的锥形贯入海床内设定深度，然后解开临时固定装置，自升式平台把桩腿收回，把桩锚(1)留在海床内，完成压载贯入工作。
4.如权利要求2-3任一所述的一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚的安装方法，其特征在于：在完成桩锚(1)安装后，在容纳空间(2)内进行填料。
5.如权利要求4所述一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚的安装方法，其特征在于：在完成填料工作后对桩锚(1)的上拔承载力进行计算。
6.如权利要求4所述一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚的安装方法，其特征在于：所述填料为铁砂矿和混凝土中的一种。
7.如权利要求5所述一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚的安装方法，其特征在于：所述桩锚(1)的上拔承载力的计算公式为
R＝m1×F+m2×G
其中，R为桩锚(1)的上拔承载力的设计值，m1和m2分别为桩锚侧摩擦力和重力的分项系数，F为桩锚的侧摩擦力，G为桩锚(1)自身重量和容纳空间(2)内的填料的有效重量总和。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410771570.4A CN118531782A (zh) | 2024-06-15 | 2024-06-15 | 一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚及其安装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410771570.4A CN118531782A (zh) | 2024-06-15 | 2024-06-15 | 一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚及其安装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118531782A true CN118531782A (zh) | 2024-08-23 |
Family
ID=92391878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410771570.4A Pending CN118531782A (zh) | 2024-06-15 | 2024-06-15 | 一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚及其安装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118531782A (zh) |
-
2024
- 2024-06-15 CN CN202410771570.4A patent/CN118531782A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6173533B2 (ja) | 海中アンカリングのシステムおよび方法 | |
| CN111827274B (zh) | 一种海上风电弱风化基岩单桩嵌岩基础的高强灌浆方法 | |
| Tjelta | The suction foundation technology | |
| KR101459649B1 (ko) | 해상 지지구조물 설치를 위한 이중 부유구조체 및 이를 이용한 해상 지지구조물 시공 방법 | |
| Malhotra | Design and construction considerations for offshore wind turbine foundations in North America | |
| JP6264776B2 (ja) | サクション構造体 | |
| CN114855865B (zh) | 一种锚固于岩基海床的张紧式风机基础及布置方法 | |
| Le et al. | Prototype testing for the partial removal and re-penetration of the mooring dolphin platform with multi-bucket foundations | |
| Huang et al. | Geotechnical design of suction caisson in clay | |
| US4784526A (en) | Arctic offshore structure and installation method therefor | |
| WO2011023745A1 (en) | Method of installation of large diameter piles | |
| Malhotra | Design and construction considerations for offshore wind turbine foundations | |
| CN111976894B (zh) | 用于浮式风电的吸力贯入式高性能抗拔板锚及其安装方法 | |
| Sparrevik | Offshore wind turbine foundations state of the art | |
| CN118531782A (zh) | 一种用于抵抗上拔荷载的海洋新型重力桩锚及其安装方法 | |
| CN106555399A (zh) | 一种碳酸盐岩地区抗拔锚杆注浆排水装置及其施工方法 | |
| SG190273A1 (en) | Conical piled monopod | |
| JP2020128672A (ja) | 洋上風力発電用のモノパイル基礎の施工方法および洋上風力発電用のモノパイル基礎 | |
| EP2933379A1 (en) | Shipborne truss combined in-situ testing platform | |
| US5114276A (en) | Apparatus and method for mooring a floating vessel | |
| CN118545213A (zh) | 一种用于抵抗上拔荷载的新型伞锚及其安装方法 | |
| CN201546211U (zh) | 海上拼装静压固定式钻探平台 | |
| KR101859610B1 (ko) | 무어링 장치 | |
| US20230212834A1 (en) | Hybrid anchor | |
| CN212670630U (zh) | 海上风电新型基础结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication |