KR101435219B1 - 기초 구조물의 설치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제어된 방식으로 특성을 변화하는 토양에 하나 이상의 스커트(skirt)를 구비한 버킷 기초 구조물의 설치방법에 관한 것이다. 이 방법은, 제1단계는 설계단계로 되어 있고 제2단계는 설치단계로 되어 있는데, 상기 제1단계에서, 설계 매개변수는 최종 기초 구조물에 부하와의 관계; 설치 위치에서의 토양 프로파일; 설치 허용오차의 허용을 결정하며, 매개변수는 버킷의 스커트(skirt)의 최소 직경과 길이를 추정하여 사용되며, 상기 버킷 크기는 필요한 관통력과 버킷 내부에 필요한 흡입 및 임계 흡입압력을 예상하기 위해 부하 위치와 기초 토양으로의 관통을 모의실험하여 사용되며, 상기 관통력과 필요 흡입 및 임계 흡입압력은 상기 제2단계에 제어시스템용 입력정보로 사용되며, 상기 제2단계에서, 상기 제1단계에서 결정된 매개변수가 상기 버킷의 설치를 제어하기 위해 사용된다.

Description

기초 구조물의 설치방법 {FOUNDATION STRUCTURE}

본 발명은 국제출원 제WO 01/71105 A1호의 "해안 설비를 위한 해저에 기초를 설치하는 방법과 이 방법에 따른 기초"에 관한 것이다.

해저 기반에 해안 설비를 설치하기 위하여, 통상적으로 버킷 파일을 해저에 설치시킨다. 이러한 종래기술에 따른 기초 구조물들은 해저 높낮이가 일정하지 않아 버킷이 경사지게 기울어지는 문제점을 노출한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 설계단계와 설치단계를 구분되어 실시된다.

본 발명은 제어된 방식으로 특성을 변화하는 토양에 하나 이상의 스커트를 구비한 버킷 기초 구조물의 설치방법에 관한 것이다. 이 방법은, 제1단계는 설계단계로 되어 있고 제2단계는 설치단계로 되어 있는데, 상기 제1단계에서, 설계 매개변수는 최종 기초 구조물에 부하와의 관계; 설치 위치에서의 토양 프로파일; 설치 허용오차의 허용을 결정하며, 매개변수는 버킷의 스커트의 최소 직경과 길이를 추정하여 사용되며, 상기 버킷 크기는 필요한 관통력과 버킷 내부에 필요한 흡입 및 임계 흡입압력을 예상하기 위해 부하 위치와 기초 토양으로의 관통을 모의실험하여 사용되며, 상기 관통력과 필요 흡입 및 임계 흡입압력은 상기 제2단계에 제어시스템용 입력정보로 사용되며, 상기 제2단계에서, 상기 제1단계에서 결정된 매개변수가 상기 버킷의 설치를 제어하기 위해 사용된다.

도 1은 본 발명의 기초 구조물의 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 설계단계의 흐름도이다.

도 3은 본 발명에 따른 설치단계의 흐름도이다.

도 4는 기초 구조물의 구조와 설치공정을 위한 예상을 도시한 그래픽도이다.

도 5는 CPT의 결과 데이터표이다.

도 6은 선회지점에서 토압과 지지력의 반응을 도해한 기초 구조물의 도면으로, 도 6a는 기초 레벨 아래에 선회지점이 위치되는 반면에, 도 6b는 기초 레벨 위에 선회지점이 위치되어 있다.

도 7은 등적으로 변형되는 버킷의 보정변형의 상태를 도시한 도면이다.

도 8은 실험실 검사에서 결합된 수평부하와 모멘트 부하로 영향을 받은 버킷의 오류를 나타낸 도면이다.

도 9는 오류모드를 도시한 것으로, 도 9a는 지지력 오류이고 도 9b는 라인 파열을 보여주고 있다.

도 10은 유효면적을 결정하는 원리를 도시한 것이다.

도 11은 유효면적을 결정하는 원리를 도시한 것이다.

도 12는 작동 및 제어 데이터를 도시한 것이다.

도 13은 미리 설치된 앵커를 와이어를 매개로 하여 윈치에 연결시킨 시스템의 도면이다.

본 발명의 방법은 제어된 방식으로 특성을 변화하는 토양(5)에 1개, 2개, 3개 이상의 스커트(skirt)로 구성된 기초 구조물(1)을 설치하는 것이다(도 1 참조). 이 방법은 해저 또는 해안 위치에서 사용되되, 토양은 지하수면 보다 낮은 곳에 있다. 스커트는 예컨대, 버킷 기초, 모노파일, 석션 앵커(suction anchor) 또는 토양 정착 구조용으로 사용될 개방형의 엔클로저 구조물을 형성하는 시트 금속, 콘크리트 또는 복합재로 구성될 수 있다.

방법은 설계단계(도 2)와 설치단계(도 3)를 기초로 하는데, 설치단계는 엔클로저에 흡입압력과 압력의 제어를 기초로 하고, 기초 구조물을 토양(5)으로 관통하는 중에 스커트의 하부 주변/림(가장자리)(4)을 따라 이동한다.

본 발명은 비록 토양이 불침투층으로 이루어져 구조물의 내부에서 압력을 수단으로 하여 림 둘레로 물을 흐르지(침투) 않아도, 예컨대 석션 앵커 또는 버킷 기초를 해저 토양으로 관통하도록 제어할 수 있다.

주요 구조물은 설치공정과 설비의 작동 중에 가해질 다른 힘과 부하를 흡수하도록 설계되되, 다시 말하자면 구조물은 상기 설비의 작동수명 동안에 견딜 수 있게 설계된다.

스커트의 림을 따라 부착된 부착물은 노즐을 구비한 하나 이상의 챔버, 통상적으로 4개의 챔버로 구성되되, 예컨대 유체, 공기/가스 또는 스팀 등의 매체의 압력 및/또는 흐름은 상기 챔버와 노즐을 통해 제어된 방식으로 설정될 수 있고, 결과적으로 림 및/또는 스커트의 주변에 토양에서 전단력을 감소하는 결과를 갖는다. 압력과 흐름은 배치하는 동안, 다시 말하자면 구조물이 토양으로 내려지는 중에 하나 이상 또는 모든 챔버를 위한 밸브 또는 정변위 펌프(3)를 수단으로 하여 제어될 수 있다.

림(4)에서 챔버가 바람직한 위치에 천공되거나 장착된 노즐을 갖춘 림을 따라 장착된 파이프 구조의 형태로 설치될 수 있다. 파이프 구조는 수직관을 통해 중앙의 다기관으로 연결되어 충분한 흐름과 압력으로 제공된다. 각 수직관부는 흐름과 압력을 조절하는 제어장치(3)를 부착한다.

도 13에 도시되듯, 주요 구조물은 와이어(35)로 미리 설치된 앵커(36)에 연결된 3개 이상의 전기 및/또는 유압식으로 작동되는 윈치(34;winch)를 구비한 시스템을 부착할 수 있다. 개별적으로 앵커에 연결된 윈치가 사용될 때, 이들은 약 120°정도로 다른 방향을 향해 방사상으로 뻗어 배열된다. 단독 혹은 상호작동되게 단순한 조작으로, 윈치가 기초의 경사를 조절할 수 있다. 이 시스템은 예비용 또는 높은 파도와 같은 극한적 주변 매개변수의 경우 또는 림 압력 시스템이 임의의 이 유로 사용할 수 없다면 경사의 과응 제어조치로서 사용될 수 있다. 윈치의 작동은 교정작용과 같은 경사의 반대방향으로 수평힘을 안내할 수 있다.

주요 구조물은 엔클로저(23) 내의 압력, 수직 위치(24) 및, 경사(26,27)의 목적을 감시하고 기록하도록 변환기를 장착한다.

변환기는 중앙 제어시스템(15)에 연결된다.

림의 파이프 구조는 림의 두께보다 크거나, 동일하거나 또는 작은 크기일 수 있다.

버킷 구조물의 내부에서 언더 프레셔(under pressure)가 만들어질 수 있다. 이는 구조물 외부보다 버킷 구조물 내부에서 낮은 압력으로 흡입을 만드는 배출펌프를 작동하여 이루어진다.

본 방법은 2단계로 이루어지는데, 설계단계(도 2)로 불리는, 관통력을 예상하는 단계와; 설치단계(도 3)로 불리는, 예상에 따라 관통을 제어하는 단계;를 포함한다.

본 방법은 상기 기초 구조물의 설계에 대해 통합형 접근이며, 기초 위치와 같은 물리적 원위치에 매개변수와 특정 설치위치에서 토양 특성에 대해서는 개별적인 기초 구조물의 정밀한 위치의 계산과 모의 실험을 기초로 한다.

도 4에 보이는 예상(14)은 필요한 관통력(31)의 계산, 가용할 수 있는 흡입력(32) 및 설계코드 등에 따른 지표 또는 재료 약화(33)로 야기되지 않은 최대허용 흡입력을 보여준다.

계산은 무게(dead weight)와 수심(water depth) 및 부하 정도를 조사하는 CPT(Cone Penetration Test)로 획득된 데이터의 해석으로 얻은 토양 특성을 기초로 한다(도 5).

부하 분석(8)은 스커트 상의 토압과 버킷의 수직 지지력의 조합을 사용한 설계 방법론을 기초로 한, 버킷의 물리적 크기와 직경 및 스커트 길이를 결정하는 분석학적 및/또는 수리학적 분석으로 되어 있다.

만약 버킷 구조가 2개의 클램프 벽으로 되어 기초의 전후면에 토압을 안정화할 수 있다면, 직경(D)의 버킷 구조물과 스커트의 깊이(d)의 설계를 위해 분석 모델이 사용될 수 있다.

스커트의 깊이(d)를 갖은 버킷에 토압작용은 토표면 아래에 깊이(d_r)에서 발견된 선회지점(O) 주변에서 견고한 본체와 같이 회전하는 것으로 가정한다. 토압의 메커니즘과 선회지점을 위한 지지력의 반작용은 기초 레벨 아래(도 6a)에 위치되거나 기초 레벨 위(도 6b)에 위치될 것이다. 만약 버킷 기초가 2개의 클램프 벽으로 건축되어 기초의 전후면에 토압을 안정화할 수 있다면, 토압은 다음과 같은 근사법으로 계산될 수 있다. 수직벽을 위한 통상적인 계산에서, 선회지점은 벽의 편평면에 위치되되, 이러한 경우는 실현되지 않을 것이다. 따라서, 버킷의 변형은 파열의 동등한 모드를 보여주는 벽의 편평면에 있다는 사실에 상응하게 선회지점을 갖는 2개의 평행한 벽으로 기술된다.

토압 유닛은 일반적으로 다음과 같이 계산될 수 있다.

버킷은 수평력(H)에 수직인 신장(D)으로 순환되고 토양 마찰(c=c'=0)에서 설치되기 때문에, 총 토압(E')은 다음과 같다.

여기서,

는 레벨에서 수직응력(vertical effective stress)이다.

다시 말하자면, 토양 표면으로 z=0, K_r은 거친 벽(편평한 경우)의 양 측면에 파열영역에 해당하며, 다음과 같다.

윗첨자인 p와 a는 수동토압(passive earth pressure)과 주동토압(active earth pressure)이며, r은 거친 벽이다. 만약 랑킨(Rankine)의 토압이 적용되면, K_r을 위한 실제 표현을 찾을 수 없다. 하지만, 다음의 방정식은 실제 계산된 K_r값과 Hansen. B(1978.a)보다 0.5% 향상된 정밀도를 갖는다.

여기서,

조합된 모멘트와 수평부하에 노출된 버킷 기초는 독특한 공간 파열영역을 보여준다(도 8). 버킷 둘레에 공간적 영향은 토압이 편평상태에서 작동하는 버킷의 실제 직경(active diameter) D≥D로 해석될 수 있다. 이 경우 토압의 절대크기는 수학식 2와 3에 따른다.

실제 직경은 다음과 같다.

토압의 절대크기는 깊이(z)의 함수로 O 위치의 독립성을 가정한다. 거친 벽의 최하점(도 6b) 둘레를 선회하는 수동토압과 주동토압 사이의 차이는, 토압이 버킷의 선회위치의 레벨에 주동에서 수동으로 변화하는 가정을 보여준다. 합당하고, 인정된 정적 근사(static approximation;6)가 차이를 계산하는데 적용될 수 있다.

E₁과 E₂는 O 레벨을 통과할 때 주동토압과 수동토압 사이의 변화를 개별적으로 계산할 수 있다. 전단력(F₁ 및 F₂)은 안정하게 작용한다 만약 O가 전반적으로 기초의 표면 아래에 위치되면, 수직 기초 표면이 거친 벽으로 가정되기 때문에 일반적인 방식으로 계산될 수 있다.

하지만, 만약 O 위치가 기초 표면 위에 있다면, 이 계산은 불안전한 측면을 가질 것이다. E 적용 (2~6)의 계산에 대응하는 안전한 측면에 계산은 다음 총합과 같다.

이는 수직 평형 방정식과 직접 병합된다. 모멘트 방정식에서, 기초의 중심선에 지점 둘레에서 모멘트 레버 D/2로 병합된다.

버킷의 지지력을 계산할 때, 제1계산은 버킷의 대칭선 상에 위치된 다른 선회지점을 처리해야만 한다. 토압 뿐만 아니라 외력(V_m,H_ult,M_ult)은 버킷의 바닥에 힘 의 3 결과요소로 변환된다(도 6). 이는 수직, 수평 및 모멘트 평형으로 이루어진다.

수평:

수직:

V_molle는 윈드 터빈의 무게이다.

는 부력을 위해 줄어든 철과 토양의 버킷 무게이다.

모멘트:

기초의 바닥에 지지력을 고려하여, 큰 편심(e)과 q/rb'으로 기술된 큰 q-부분으로 특징된다.

허용부하(H_d)는 토압(E_d)과 전단력(S_d)으로 얻어지는바, 이 경우는 다음과 같이 계산될 수 있다.

미끄러짐에 기인한 파열에 대한 보장을 위해서, 다음의 불균형은 아래에 따라야만 하는데,

덧붙여서, 지지력 파열에 대해 충분한 안전성을 분명히 해야만 한다.

도 9a에 도시된 바와 같이 통상 지지력 파열에서, 일반적인 지지력 방정식은,

b'/l'가 거의 영점에 근접한다는 가정하에 사용될 수 있는데, 모든 형상 요소는 1과 동일하게 설정될 수 있다. E₁과 F₁이 기초의 평행을 고려할 때 구비되기 때문에 깊이 요소는 사용되지 않는다. 이 파열은 스커트 레벨 아래에 O 선회지점과 상응하는데, 다시 말하자면 E₁은 완전한 수동토압이고, E₂는 완전한 주동토압이다. 크기가 없는 요소(N,i)는 아래의 방식으로 결정되되, 허용 평면 마찰계수(φ_d)를 사 용한다.

e가 충분히 커지면, 선택적인 파열이 매우 위험스럽게 많아지는 것을 알게 된다(도 9b). 이 파열은 만약 e≥e'이면 가능함을 증명한다.

대응하는 지지력은 아래와 같을 것이다.

여기서,

스커트의 가장자리를 향하는 수평력(H_d)은 안정하게 작용한다. 한편, 라인 오류는 버킷 아래에서 종결되기 때문에, q-리드(led)는 아니다.

지지력 방정식에 사용될 유효영역(A')은 스커트 깊이(d)에 영역이고 V_d를 관통하여 지나는 원형 면적의 2배로 계산된다. 그 후, A'는 동일한 면적의 사각형으로 변형된다(도 10).

버키의 모멘트 양을 계산하는 방법에서, 버킷을 위한 토압과 지지력의 정확한 계산이 요구되되, 운동상태에 따른다. 도 9b의 라인 오류의 중심에 있는 선회지점(O)은 또한 토압 계산에 사용될 선회지점(도 6b)이어야만 한다. 한편, 이러한 상황에서 정확한 계산은 매우 복잡하다. 고정 크기(D,d,V_m)를 갖는 버킷을 위한 모멘트 양의 결정을 위해서, 다음에 접근 정적 허용 방법이 Hansen. B(1978.b)에 따르고 안전한 측면으로 되어 있다. 최대 모멘트 양은 Ed가 충분한 깊이(안정화 힘과 동일하나 더욱 큰 모멘트)에 사용되면 얻어진다.

1. O 레벨(압력 뜀(pressure jump))은 선택되어서 기초의 바닥에서 H_d=0이다.

2. 라인 오류의 지지력은 거의 임계상태이다.

3. 만약 아니라면, 0는 H_ult를 증가시켜 상승되어야만 한다.

4. M_ult= H_ult(h+h₁)

5. 버킷의 모멘트 양은 V_d=R_d만큼 H_ult가 증가될 때 도달하게 되는데, R_d는 수학식 21으로 결정된다.

6. 다음 계산이 만들어진다.

작은 부하를 갖는, 기초의 하부 가장자리에 결과 부하는 음수를 채택할 것이다. 이는 수동토압이 외력을 초과하는 사실에 기인한다. 수동토압은 구동력과 같이 작용될 수 없어, 결과 부하 뿐만 아니라 편심에 필요조건을 아래에 안내한다.

부하 분석용 입력데이터는 설계변수(7)이다. 분석과정은 100mm에서 200mm까 지 직경으로 변화하는 스케일 버킷에 일련의 시험을 기초로 한 공식과 방법을 사용하여 실행된다. 부하, 예컨대 정적부하 또는 동적부하를 조절하도록 구조물/토양 상호작용성이 평가된다. 만약 안전레벨이 주어진 한정치, 직경 및/또는 버킷의 길이 내에 있지 않은 설계코드의 조건으로 요구되면, 개별적인 스커트는 증가되고(10) 부하분석은 반복된다.

만약 안전레벨이 설계코드의 주어진 한정치 안에 있다면, 관통분석(11)은 계산된 버킷 크기로 수행된다. 계산은 종래의 중력 기초의 설계공정을 따른다. 기초의 중량은 본질적으로 파일(pile)로 둘러싸인 토양 부피로부터 얻어지는바, 스커트 팁 레벨에서 유효 기초 깊이를 산출한다. 기초의 모멘트 양은 스커트의 높이에 따른 토압의 저항과 결합된 종래의 편심 지지압으로 얻어진다. 따라서, 설계는 설계모델을 사용하여 성취되되, 설계모델은 널리 공지된 토압이론과 동일하게 널리 공지된 지지력을 결합한다. 기초는 선회지점이 기초높이, 다시 말하자면 스커트와 지지력으로 둘러싸인 토양 위에 있도록 설계된다. 파열은 기초 아래에서 발달될 라인 오류로서 발생한다.

토양 속으로 기초의 관통력이 평가된다(12). 만약 버킷이 예상에서 주어진 변수 내에서 천공되지 않는다면(도 4), 버킷 직경이 증가되고(13), 부하분석(8)이 반복된다. 이 설계단계는 개념적 설계라 불린다.

예상은 기초 구조물의 구조와 설치공정을 위한 상세한 설계로 사용될 그래픽도(도 4)에 보여진다. 예상은 작업자에게 사용될 작업 안내지침이며 입력데이터로 컴퓨터 제어시스템에 직접 공급된다.

예상은 관통력, 토양 오류가 발생되는 임계 흡입압력, 기초 구조물의 죄임을 야기하는 임계 흡입압력 및, 관통깊이의 함수와 같이 펌프시스템에서 제한된 가용 흡입압력을 위한 매개변수를 구비한다.

상기 기초 구조물의 설치는 관통공정의 제어된 작업으로 이뤄진다. 제어시스템(15)의 작동은 전술된 데이터(14)의 해석에 기초한 수동, 반자동, 자동으로 실행된다. 공정의 자동화를 위해, 부분적으로 또는 전체적인 투자는 안정한 설비로 만들어져야만 하나, 고정의 임의의 단계는 수동방식으로 수행될 수 있다. 제어는 실제 관통깊이와 고정밀설비로 구조물의 경사의 판독을 기초로 하여 실행된다.

제어작용은,

·하나 이상의 챔버(4)에 매질의 일정한 흐름,

·하나 이상의 챔버(4)에 매질에 의해 설정된 일정한 압력,

·하나 이상의 챔버(4)에 매질에 의해 설정된 가변 흐름 또는 압력,

·하나 이상의 챔버(4)에 매질에 의해 설정된 요동치는 흐름/압력의 다른 모드로서 토양(5)에 주입될 수 있다.

모드는 토양의 특성, 예컨대 입자크기, 입자분포, 투과성에 종속된 예상에 따라 선택된다.

초기 제어작용으로 토양 반응은 스커트(30)의 림에 전단강도의 경감 또는 스커트 표면에 표면마찰의 경감, 또는 이들의 조합으로 되어 있다.

제어시스템(15)은 흐름도(도 3)에 도해된 요소와 사용자 인터페이스 실제 판 독(도 12)의 실례로 이루어진다.

입력요소는 수직위치(24)와, X방향으로의 경사(26), Y방향으로의 경사(27) 및, 버킷 내의 압력, 예컨대 흡입압력(23)을 위한 측정장치이다.

출력요소는 흡입압력(16)을 조절하는 데이터와, 스커트 림(4)에서 하나 이상의 챔버에 개별적인 압력/흐름(17)을 조절하는 데이터 및, 설치공정의 확인을 위한 사건 기록표(18;event recording)용 데이터이다.

선택 출력요소는 도 13에 도시된 선택 윈치(34)를 작동하는 데이터이다. 윈치를 구비한 선택적 혹은 부가적인 시스템은 앞서 설명하였다.

다른 제어과정은 예상된 허용오차 내에서 설치공정을 보장하는 작용을 개시하는 제어시스템으로 실행된다. 최소 3개의 과정이 필요로 하는데, 1) 수직위치(19)의 확인, 2) 관통 속도/흡입압력(20)의 확인 및, 3) 경사(35)의 확인이다. 연속 제어과정은 실제 설치부지에 맞춰 배열될 수 있다.

관통속도/흡입압력(20)의 확인과정은 관통속도를 충분히 계산하는 표본 속도로 수직위치(24)를 측정한다. 설치공정은 림(4)의 챔버에서 압력/흐름이 없는 모드로 시작된다. 만약 관통속도가 최소수준(<0.5m/h) 아래이면, 흡입압력이 증가된다(22). 흡입압력이 증가하되(23); 흡입압력은 토양 오류의 안전수치(예상으로 계산된 임계 흡입압력의 60%) 아래로 유지되어야만 한다. 만약 흡입압력이 최대수치이고 관통속도가 증가하지 않으면, 제어모드가 전반적인 챔버(4)에서 일정하거나 요동치는 압력/흐름으로 변화한다(21).

경사(25)의 확인은 X방향(26)과 Y방향으로 경사를 측정한다. 만약 경사가 기 본설계에 언급된 허용오차 내에 있지 않다면, 보정작용이 개시된다(28). 만약 챔버(4)내의 압력/흐름이 없는 제어모드에서 작동하면, 바람직한 보정과 같이 동일한 방향의 섹터에 제어장치(3)가 작동한다. 만약 챔버(4)내의 압력/흐름이 있는 제어모드에서 작동하면, 바람직한 보정과 같이 방향의 반대쪽 섹터에 제어장치(3)가 미작동된다. 선택 제어측정은 윈치 시스템(34)을 작동하여 개시될 수 있다.

장점

상기 방법론을 사용하는 장점은 스커트식 기초/앵커를 안착하는 방법을 사용된 일반적인 방법과 비교하면 3개로 접혀진다.

전반적인 토양 상태와 세기를 흐트리지 않고 실시예의 주어진 물리적 크기를 위해 적은 관통력을 사용하여 더 깊은 깊이로 관통하게 한다.

불침투성 재료, 예컨대 실트(silt)/부드러운 점토의 층 아래에 침투성 층에 이러한 유형의 기초 구조물의 관통이 가능해진다.

사용예

버킷 기초는 윈드 터빈 또는 도량형 돛대가 해저에 구비된 기초 구조물에 장착되는 풍력 기지(wind farm)에 기초한 앞바다에 사용될 수 있다. 버킷 기초의 적용은 아래와 같이 다양한 위치와 부하범위에서 조성될 수 있다.

해저 토양: 느슨하다가 촘촘한 모래와, 부드럽다가 매우 단단한 점토

수심: 0 - 50m

부하: 수직 부하: 500 - 20,000kN

수평 부하: 100 - 2,000kN

전도 모멘트:10,000 - 600,000kNm

해안가 윈드 터빈 설비용 종래의 버킷 기초의 일례는 도 11에 도시된다. 해주에서 전도 모멘트는 160,000kNm이며, 수직 부하는 4,500kN이고, 수평 부하는 1,000kN이다.

해저는 촘촘함 모래 매질과 단단한 점토 매질로 구성되어 있다.

기초 구조물은 11m의 직경과 11.5m의 스커트 길이, 28m 해저 상에 총 높이로 된 버킷으로 이루어진다. 기초 구조물의 전체 톤수는 약 270톤이다. 강판 재료의 두게는 구조물의 다양한 부분에서 15 - 60mm로 되어 있다.

스커트는 필요하다면 세굴보호공(scour protector)을 위한 작업의 18 - 24 시간의 기초를 위한 전반적인 설치시간에 주어진 1-2m/h로 해저를 관통한다.

Claims (8)

1. 제1단계는 설계단계로 되어 있고 제2단계는 설치단계로 되어 있는데, 상기 제1단계에서, 설계 매개변수는 최종 기초 구조물에 부하와의 관계; 설치 위치에서의 토양 프로파일; 설치 허용오차의 허용을 결정하며, 매개변수는 버킷의 스커트(skirt)의 최소 직경과 길이를 추정하여 사용되며, 상기 버킷 크기는 필요한 관통력과 버킷 내부에 필요한 흡입 및 임계 흡입압력을 예상하기 위해 부하 위치와 기초 토양으로의 관통을 모의실험하여 사용되며, 상기 관통력과 필요 흡입 및 임계 흡입압력은 상기 제2단계에 제어시스템용 입력정보로 사용되며, 상기 제2단계에서, 상기 제1단계에서 결정된 상기 매개변수가 상기 버킷의 설치를 제어하기 위해 사용되며, 추가로 펌프, 도관 등의 설치장비와 구조물 상에 구비된 센서는 상기 제어시스템에 입력정보를 공급하는데, 상기 센서로부터의 입력정보는 상기 제1단계에서 나온 상기 매개변수와 비교되고 상기 제어시스템은 필요한 관통력을 만들도록 버킷 기초 구조물 내부 및 둘레에 배열된 다른 수단을 작동 또는 미작동(activates or deactivates)하여, 제어된 방식으로 특성을 변화하는 토양에 하나 이상의 스커트(skirt)를 구비한 버킷 기초 구조물의 설치방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 버킷 기초 구조물은 하나 이상의 스커트를 구비하고, 상기 스커트는 사용 위치에서 보여지는 상기 버킷 구조물의 하부 림(rim)과 추가로 상기 버킷 구조물의 하부 림을 따라 적당히 분배된 도관으로 상호 연결된 다수의 틈새 또는 노즐을 형성하여, 유체와, 가스, 공기, 증기 등의 매질의 흐름 또는 제트흐름이 상기 틈새 또는 노즐로 배출되는, 버킷 기초 구조물의 설치방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 틈새 또는 노즐은 상기 버킷 구조물의 하부 림의 적어도 일부를 따라 구비된 하나 이상의 챔버에 부착물 형태로 배열되어 있는, 버킷 기초 구조물의 설치방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 압력과 매질의 흐름은 상기 제어시스템에 가해진 제어 매개변수에 따라 밸브와 펌프, 예컨대 정변위 펌프(positive displacement pump)의 제어된 조정으로 상기 제1단계로부터 입력정보에 따라 제어되는, 버킷 기초 구조물의 설치방법.
5. 제1항에 있어서, 제2단계 도중에 상기 제어시스템은,

   - 하나 이상의 챔버 또는 도관에서 매질의 일정한 흐름,

   - 하나 이상의 챔버 또는 도관에서 매질에 의해 설정된 일정한 압력,

   - 하나 이상의 챔버에서 매질에 의해 설정된 가변 흐름 또는 압력,

   - 하나 이상의 챔버 또는 도관에서 매질에 의해 설정된 요동치는 흐름 또는 압력,

   을 하나 이상 만들도록 제어작용을 작동하여 상기 구조물의 관통을 제어하는, 버킷 기초 구조물의 설치방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 센서는 변환기, 경사계, 가속도계 및, 압력센서 중에서 선택되는, 버킷 기초 구조물의 설치방법.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2단계는 수동, 반자동 또는 컴퓨터를 수단으로 전자동으로 작동되는, 버킷 기초 구조물의 설치방법.
8. 제1항에 있어서, 시스템은 상기 기초의 상부에 배열된 3개 이상의 윈치(winch)를 구비하며, 와이어는 상기 윈치 사이에 배열되고 앵커를 미리 설정하며, 상기 앵커는 상기 기초 구조물 둘레에서 실제로 방사상으로 등거리로 배열되며, 상기 윈치는 상기 제어시스템으로부터 데이터에 반응하여 릴을 감아당기거나 풀도록 작동되어, 상기 시스템이 상기 제2단계에서 상기 기초 구조물의 안착을 위해 부수적인 안내제어를 공급하는, 버킷 기초 구조물의 설치방법.

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