CN215562765U - 一种适应于海底表层硬土贯入的筒型基础 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适应于海底表层硬土贯入的筒型基础，筒型基础包括圆柱筒体、纵向喷冲管线、区域管汇、筒顶结构、贯入设备底座、中央管汇、上部结构连接立柱，圆柱筒体顶部焊接有筒顶结构，筒顶结构由多组沿圆周辐射分布的T型筋板构成，筒顶结构边缘设置有区域管汇，区域管汇通过焊接孔与纵向喷冲管线上部焊接，通过在圆柱筒体外部纵向布置一定数量的纵向喷冲管线，利于注水喷射将筒型基础底端部的土壤破开，使得整体结构可以实现一定深度的入泥，在较硬的海床土质情况下通过辅助的喷射降低土壤的强度，使得土体对圆柱筒体内外壁侧摩阻力减小，同时显著降低底端部阻力，实现在表层硬土的海床入泥深度达到2米以上。
Description
技术领域
本实用新型涉及筒型基础，特别是涉及一种适应于海底表层硬土贯入的筒型基础，属于海洋工程技术领域。
背景技术
近年海上风电场开发建设以及海洋油气的开发发展迅速，重力式基础、单桩基础、多柱基础、筒型基础等多种基础形式在海洋固定式结构物设计安装得到应用。筒型基础是包括吸力桩、吸力锚、负压桶相关的基础结构，是海洋工程中正在快速推广使用的基础形式，因为筒型基础入泥较浅就能满足较高的竖向承载要求，能够适用于海底基岩埋藏浅、传统打入桩基础需海上嵌岩施工的区域，避免嵌岩桩施工工期长、风险高、造价高的弊病。同时，筒型基础够适用于海底淤泥层深厚、土体承载力低的区域，避免大直径单桩基础加工工艺要求高、产能不足、适用性不足以及施工易出现溜桩的缺点。筒型基础采用吸力贯入的方式施工，对施工窗口期要求低，能够减少对海洋环境的污染和破坏，并有效缩短施工工期，因此在近年得到了迅速的发展。由于筒型基础安装需要自重入泥一定深度，通常需2米以上入泥深度才具备负压抽吸的可能性，但在表层土质较硬的海域，吸力桩自重入泥深度通常不足1米，无法安装，使相关海域无法进行筒型基础的技术实施。
本专利申请正是在这一背景下提出了一种适应于海底表层硬土贯入的筒型基础。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种适应于海底表层硬土贯入的筒型基础。
本实用新型是由以下技术方案实现的：
一种适应于海底表层硬土贯入的筒型基础，包括：圆柱筒体、纵向喷冲管线、区域管汇、筒顶结构、贯入设备底座、中央管汇、上部结构连接立柱；
所述圆柱筒体为采用钢板卷制焊接成的且顶部封闭同时底部敞开的圆柱形筒体，所述圆柱筒体环形外壁垂直方向均布焊接有所述纵向喷冲管线，所述纵向喷冲管线为钢质管道；
所述圆柱筒体顶部焊接有所述筒顶结构，所述筒顶结构由多组沿圆周辐射分布的T型筋板构成，所述T型筋板上部设置有吊耳，所述筒顶结构中心处设置有用于上部导管架与筒型基础连接过渡的所述上部结构连接立柱；
所述筒顶结构的边缘设置有所述区域管汇，所述区域管汇为将一定数量管道连接形成一体的钢质管道集合，所述T型筋板之间布置的所述区域管汇的管壁均布开设有焊接孔，所述区域管汇通过焊接孔与所述纵向喷冲管线上部焊接，将多路所述纵向喷冲管线汇聚成管道支路，多个区域的管道支路汇聚于沿着所述筒顶结构布置的管道；
所述筒顶结构顶部设置有所述中央管汇，所述中央管汇为采用钢质管道制造且带有控制阀门的管组，所述中央管汇与所述管道联通，所述中央管汇内部设置有可实现对所述纵向喷冲管线注水喷射的高压水泵；
所述圆柱筒体顶部设置有用于贯入设备安装的所述贯入设备底座，所述贯入设备底座由泵吸口管道组件和安装定位结构架组成，所述泵吸口管道组件为与贯入设备管道连接的管道组件，所述安装定位结构架为限制贯入设备安装并满足贯入设备底部接口对正连接的结构架。
优选地，所述纵向喷冲管线的底部与所述圆柱筒体的底部平齐。
优选地，所述区域管汇的管道内径大于所述纵向喷冲管线的管道内径。
优选地，所述泵吸口管道组件上设置有满足贯入设备锁紧机构卡住的凸缘或耳座。
优选地，所述T型筋板之间焊接有竖板。
本实用新型的有益效果：
本实用新型公开的一种适应于海底表层硬土贯入的筒型基础，通过在圆柱筒体外部纵向布置一定数量的纵向喷冲管线，利于注水喷射将筒型基础底端部的土壤破开，使得整体结构可以实现一定深度的入泥，在较硬的海床土质情况下通过辅助的喷射降低土壤的强度，使得土体对圆柱筒体内外壁侧摩阻力减小，同时显著降低底端部阻力，实现在表层硬土的海床入泥深度达到2米以上；通过不同区域分布喷冲破土，降低局部土壤对筒型基础的阻力，实现筒型基础的平稳下放，通过静置土体恢复，形成良好的密封满足负压施工需要。本实用新型安装方法，可实现筒型基础安装在较硬的表层土海床，并可应用在贯入一定深度后遇到硬土层难以贯入的辅助方式。
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
附图说明
图1是本实用新型的优选实施例筒型基础整体结构示意图；
图2是本实用新型的优选实施例筒顶结构组成放大图；
图3是本实用新型的优选实施例贯入设备底座组成放大图。
附图中各部件的标记如下：1、圆柱筒体；2、纵向喷冲管线；3、区域管汇；4、筒顶结构；5、泵吸口管道组件；6、中央管汇；7、上部结构连接立柱；8、吊耳；9、安装定位结构架；10、管道。
具体实施方式
下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-3所示，一种适应于海底表层硬土贯入的筒型基础，包括：圆柱筒体1、纵向喷冲管线2、区域管汇3、筒顶结构4、贯入设备底座、中央管汇6、上部结构连接立柱7；圆柱筒体1为采用钢板卷制焊接成的且顶部封闭同时底部敞开的圆柱形筒体，圆柱筒体1环形外壁垂直方向均布焊接有纵向喷冲管线2，纵向喷冲管线2为钢质管道，纵向喷冲管线2布置密度与土质硬度成正比，纵向喷冲管线2的底部与圆柱筒体1的底部平齐；圆柱筒体1顶部焊接有筒顶结构4，筒顶结构4由多组沿圆周辐射分布的T型筋板构成，T型筋板之间焊接有竖板，防止筒顶结构在贯入时负压变形或者在位时上部载荷作用下变形或失效，T型筋板上部设置有吊耳8，筒顶结构4中心处设置有用于上部导管架与筒型基础连接过渡的上部结构连接立柱7；筒顶结构4的边缘设置有区域管汇3，区域管汇3为将一定数量管道连接形成一体的钢质管道集合，T型筋板之间布置的区域管汇3的管壁均布开设有焊接孔，区域管汇3通过焊接孔与纵向喷冲管线2上部焊接，区域管汇3的管道内径大于纵向喷冲管线2的管道内径，将多路纵向喷冲管线2汇聚成管道支路，多个区域的管道支路汇聚于沿着筒顶结构4布置的管道10；筒顶结构4顶部设置有中央管汇6，中央管汇6为采用钢质管道制造且带有控制阀门的管组，中央管汇6与管道10联通，中央管汇6内部设置有可实现对纵向喷冲管线2注水喷射的高压水泵；圆柱筒体1顶部设置有用于贯入设备安装的贯入设备底座，贯入设备底座由泵吸口管道组件5和安装定位结构架9组成，泵吸口管道组件5为与贯入设备管道连接的管道组件，泵吸口管道组件5上设置有满足贯入设备锁紧机构卡住的凸缘或耳座，安装定位结构架9为限制贯入设备安装并满足贯入设备底部接口对正连接的结构架。
本实用新型实施原理：
根据地质勘查资料完成圆柱筒体1设计制造，根据承载强度完成筒顶结构4、上部结构连接立柱7和吊耳8设计制造，根据表层土壤或贯入一定深度后的特殊土层的特点完成纵向喷冲管线2的分布设计，通过连接区域管汇3并最终与中央管汇6联通，安装贯入设备底座，形成端部具备喷射功能的筒型基础，舾装与结构防腐后，运输至海上施工现场；
安装贯入设备至贯入设备底座上，并连接必要的管缆，应用施工船吊机挂扣吊耳8，进行筒型基础起吊，逐步下放筒型基础入水，通过贯入设备底座的泵吸口管道组件5将筒内的气体排出，待筒型基础完全没入水中后下放至圆柱筒体1至触泥；
如果圆柱筒体1入泥深度不足0.5米，开启中央管汇6向全部区域管汇3注水，实现纵向喷冲管线2喷射高压水破土，在圆柱筒体1底端部下方形成深沟；缓慢下放筒型基础的同时保持高压水喷射，直至圆柱筒体1插入海床深度超过2米后停止高压水喷射，逐步降低吊机吊钩的吊载，使筒型基础通过自重下沉，直至吊机吊钩不带载，实现筒型基础自重入泥；
筒型基础静止2-3小时，启动贯入设备，抽吸负压力度逐渐增加，观察圆柱筒体1是否下沉，如果出现负压达到设计允许值但圆柱筒体1无法贯入，可通过水下机器人或潜水员对圆柱筒体1外壁周边的土壤进行捣固处理，形成更好的土体密封，再开展负压贯入，如果仍然无法贯入，可通过二次高压水喷射，直至可以负压贯入，直至筒型基础安装到设计要求深度；
解除贯入设备底座与贯入设备的连接，下放吊索具将贯入设备回收，拆除吊耳8上的卸扣，回收吊索具，完成筒型基础的安装。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种适应于海底表层硬土贯入的筒型基础，其特征在于，包括：圆柱筒体（1）、纵向喷冲管线（2）、区域管汇（3）、筒顶结构（4）、贯入设备底座、中央管汇（6）、上部结构连接立柱（7）；
所述圆柱筒体（1）为采用钢板卷制焊接成的且顶部封闭同时底部敞开的圆柱形筒体，所述圆柱筒体（1）环形外壁垂直方向均布焊接有所述纵向喷冲管线（2），所述纵向喷冲管线（2）为钢质管道；
所述圆柱筒体（1）顶部焊接有所述筒顶结构（4），所述筒顶结构（4）由多组沿圆周辐射分布的T型筋板构成，所述T型筋板上部设置有吊耳（8），所述筒顶结构（4）中心处设置有用于上部导管架与筒型基础连接过渡的所述上部结构连接立柱（7）；
所述筒顶结构（4）的边缘设置有所述区域管汇（3），所述区域管汇（3）为将一定数量管道连接形成一体的钢质管道集合，所述T型筋板之间布置的所述区域管汇（3）的管壁均布开设有焊接孔，所述区域管汇（3）通过焊接孔与所述纵向喷冲管线（2）上部焊接，将多路所述纵向喷冲管线（2）汇聚成管道支路，多个区域的管道支路汇聚于沿着所述筒顶结构（4）布置的管道（10）；
所述筒顶结构（4）顶部设置有所述中央管汇（6），所述中央管汇（6）为采用钢质管道制造且带有控制阀门的管组，所述中央管汇（6）与所述管道（10）联通，所述中央管汇（6）内部设置有可实现对所述纵向喷冲管线（2）注水喷射的高压水泵；
所述圆柱筒体（1）顶部设置有用于贯入设备安装的所述贯入设备底座，所述贯入设备底座由泵吸口管道组件（5）和安装定位结构架（9）组成，所述泵吸口管道组件（5）为与贯入设备管道连接的管道组件，所述安装定位结构架（9）为限制贯入设备安装并满足贯入设备底部接口对正连接的结构架。
2.根据权利要求1所述的一种适应于海底表层硬土贯入的筒型基础，其特征在于，所述纵向喷冲管线（2）的底部与所述圆柱筒体（1）的底部平齐。
3.根据权利要求1所述的一种适应于海底表层硬土贯入的筒型基础，其特征在于，所述区域管汇（3）的管道内径大于所述纵向喷冲管线（2）的管道内径。
4.根据权利要求1所述的一种适应于海底表层硬土贯入的筒型基础，其特征在于，所述泵吸口管道组件（5）上设置有满足贯入设备锁紧机构卡住的凸缘或耳座。
5.根据权利要求1所述的一种适应于海底表层硬土贯入的筒型基础，其特征在于，所述T型筋板之间焊接有竖板。
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