高低桶蓋雙壁吸力桶的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高低桶蓋雙壁吸力桶，它包括同中心軸的外桶體和內(nèi)桶體，內(nèi)桶體設(shè)置在外桶體內(nèi)部，外桶體和內(nèi)桶體的上端部具有土塞高度的高度差，外桶體和內(nèi)桶體豎向之間密封連接；它還設(shè)有隔板，隔板將外桶體和內(nèi)桶體圍成的區(qū)域分割成至少四個(gè)獨(dú)立空腔，每個(gè)獨(dú)立空腔對(duì)應(yīng)的外桶體上端部設(shè)有作業(yè)孔。本發(fā)明通過(guò)調(diào)整不同方位空腔抽吸速度或?qū)A向方向的空腔進(jìn)行充水充氣，調(diào)整結(jié)構(gòu)沉貫形態(tài)，實(shí)現(xiàn)糾偏。同時(shí)，通過(guò)設(shè)置隔板和內(nèi)桶，加固了桶蓋，增強(qiáng)了基礎(chǔ)整體性，增強(qiáng)了基礎(chǔ)承載力；并通過(guò)不同高度的外桶蓋和內(nèi)桶蓋，確保了土塞接觸到外桶蓋時(shí)，內(nèi)桶蓋已沉貫至基床，減少了土塞對(duì)基礎(chǔ)承載力的影響。
【專利說(shuō)明】高低桶蓋雙壁吸力桶
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地指一種適用于砂土或軟土地基海洋環(huán)境的高低桶蓋雙壁吸力桶。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的海上吸力式桶形基礎(chǔ)多為大直徑寬淺結(jié)構(gòu)，在施工過(guò)程中受滲流不均勻，基床不平整等因素的影響，很難保持高精度的垂直度，并且因?yàn)橥靶位A(chǔ)的特點(diǎn)和施工方法，完成結(jié)構(gòu)糾偏十分困難。同時(shí)，因?yàn)榇笾睆綄挏\桶形基礎(chǔ)主要依靠桶壁摩擦力使得桶內(nèi)土體與基礎(chǔ)一同受力，但因吸力式桶沉入深度有限，且直徑一般較大，桶內(nèi)土體所受限制不足，難以與結(jié)構(gòu)形成穩(wěn)定的整體。
[0003]此外，吸力式桶形基礎(chǔ)所采用的負(fù)壓施工方法常常會(huì)形成嚴(yán)重的土塞。土塞指的是負(fù)壓施工過(guò)程中吸力式結(jié)構(gòu)內(nèi)部泥面在內(nèi)外壓差或滲流力的作用下向上升高，并在負(fù)壓施工后期提前與頂蓋接觸，使結(jié)構(gòu)無(wú)法繼續(xù)下沉的現(xiàn)象。如1980年在GORM油田進(jìn)行的吸力錨沉放工程中，形成的土塞高度近3m。土塞的存在，給吸力式結(jié)構(gòu)施工安裝帶來(lái)了困難，其不但延長(zhǎng)了海上安裝作業(yè)的時(shí)間，同時(shí)沉放不到位還會(huì)影響結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)承載能力，縮短使用壽命，危及結(jié)構(gòu)安全。但是土塞現(xiàn)象在負(fù)壓抽吸沉貫過(guò)程中幾乎是無(wú)法避免的，這也大大影響了吸力式結(jié)構(gòu)的發(fā)展和推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是要解決上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種可實(shí)現(xiàn)自糾偏、減少土塞對(duì)基礎(chǔ)影響的高低桶蓋雙壁吸力桶。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種高低桶蓋雙壁吸力桶，其特征在于:它包括同中心軸的外桶體和內(nèi)桶體，所述內(nèi)桶體設(shè)置在外桶體內(nèi)部，所述外桶體和內(nèi)桶體的上端部具有土塞高度的高度差，所述外桶體和內(nèi)桶體豎向之間密封連接；它還設(shè)有隔板，所述隔板將外桶體和內(nèi)桶體圍成的區(qū)域分割成至少四個(gè)獨(dú)立空腔，每個(gè)獨(dú)立空腔對(duì)應(yīng)的外桶體上端部設(shè)有作業(yè)孔。
[0006]上述方案中:
[0007]所述外桶體包括外桶蓋，所述外桶蓋的外沿設(shè)有向下延伸的外桶壁，所述外桶蓋與外桶壁圍成一個(gè)下端開(kāi)口的桶形結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)桶體包括與外桶蓋同中心軸的內(nèi)桶蓋，所述內(nèi)桶蓋設(shè)置在外桶蓋下方，內(nèi)桶蓋上設(shè)有單向水氣閥，內(nèi)桶蓋外沿設(shè)有向下延伸的內(nèi)桶壁，所述內(nèi)桶蓋與內(nèi)桶壁圍成一個(gè)下端開(kāi)口的桶形結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)桶壁上端向上延伸與外桶蓋連接。
[0008]所述外桶蓋開(kāi)設(shè)有缺口，所述缺口開(kāi)設(shè)在內(nèi)桶蓋正上方。
[0009]所述外桶蓋上設(shè)有向上延伸的立柱。
[0010]所述外桶蓋和內(nèi)桶蓋具有等同土塞高度的高度差。
[0011]所述隔板水平向一端與內(nèi)桶壁連接，隔板水平向另一端與外桶壁連接，隔板上部連接在外桶蓋底部。
[0012]所述外桶蓋底部還設(shè)有回聲探測(cè)儀。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:
[0014]1、在外桶體內(nèi)設(shè)置內(nèi)桶體，二者之間并設(shè)有隔板，以加固外桶，而且還增強(qiáng)了桶內(nèi)土體和結(jié)構(gòu)共同受力的能力，增強(qiáng)了基礎(chǔ)整體性，使得桶與桶內(nèi)土形成穩(wěn)定整體，增強(qiáng)了基礎(chǔ)承載力；
[0015]3、隔板、內(nèi)桶體、外桶體形成多個(gè)獨(dú)立空腔，通過(guò)對(duì)不同空腔分別進(jìn)行注水/氣和抽水/氣，以施加不同方向的荷載，使得吸力式桶在沉貫過(guò)程中及時(shí)有效地糾偏；
[0016]3、通過(guò)設(shè)計(jì)不同高度的外桶蓋和內(nèi)桶蓋，使得內(nèi)外桶蓋高差等于預(yù)期土塞高度，以確保土塞頂部接觸到外桶蓋時(shí)，內(nèi)桶蓋已沉貫至基床，來(lái)減少土塞現(xiàn)象對(duì)基礎(chǔ)承載力的影響。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明仰視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本發(fā)明在糾偏過(guò)程中示意圖；
[0020]圖4是本發(fā)明安裝后狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0022]如圖1、圖2所示的一種高低桶蓋雙壁吸力桶，它包括同中心軸的外桶體和內(nèi)桶體，內(nèi)桶體設(shè)置在外桶體內(nèi)部，外桶體和內(nèi)桶體的上端部具有土塞高度的高度差，外桶體和內(nèi)桶體豎向之間密封連接；它還設(shè)有隔板5，隔板5將外桶體和內(nèi)桶體圍成的區(qū)域分割成四個(gè)獨(dú)立空腔，每個(gè)獨(dú)立空腔對(duì)應(yīng)的外桶體上端部設(shè)有作業(yè)孔7，預(yù)留水氣孔7通過(guò)水氣管道10連接于外部水氣泵，作為充氣注水排氣排水施工的通道。
[0023]本實(shí)施例中:
[0024]外桶體包括外桶蓋1，外桶蓋I的外沿設(shè)有向下延伸的外桶壁3，外桶蓋I與外桶壁3圍成一個(gè)下端開(kāi)口的桶形結(jié)構(gòu)；內(nèi)桶體包括與外桶蓋I同中心軸的內(nèi)桶蓋2，內(nèi)桶蓋2設(shè)置在外桶蓋I下方，內(nèi)桶蓋2上設(shè)有單向水氣閥9，內(nèi)桶蓋2外沿設(shè)有向下延伸的內(nèi)桶壁4，內(nèi)桶蓋2與內(nèi)桶壁4圍成一個(gè)下端開(kāi)口的桶形結(jié)構(gòu)；內(nèi)桶壁4上端向上延伸與外桶蓋2連接，以使外桶體和內(nèi)桶體豎向之間密封連接。
[0025]外桶蓋I開(kāi)設(shè)有缺口，缺口開(kāi)設(shè)在內(nèi)桶蓋2正上方，這是因?yàn)橛辛藘?nèi)桶蓋2上面已沒(méi)有必要再設(shè)有桶蓋。并且也可以讓內(nèi)桶蓋2與外壁聯(lián)通，才能通過(guò)單向水氣閥9進(jìn)行排水。
[0026]在外桶蓋I上的缺口邊緣設(shè)有向上延伸的立柱6。立柱6也可以直接設(shè)置在內(nèi)桶蓋上。立柱6作為一個(gè)基礎(chǔ)支撐使用，是桶形基礎(chǔ)連接上部結(jié)構(gòu)的必要裝置。
[0027]外桶蓋I和內(nèi)桶蓋2具有相當(dāng)于土塞聞度的聞度差。外桶蓋I和內(nèi)桶蓋2具等于
0.125至0.2倍外桶壁高的高度差，可根據(jù)土塞預(yù)期高度選取。
[0028]隔板5水平向一端與內(nèi)桶壁4連接，隔板5水平向另一端與外桶壁3連接，隔板5上部連接在外桶蓋I底部。
[0029]外桶蓋I底部還設(shè)有回聲探測(cè)儀8。
[0030]實(shí)施時(shí)，先依靠自重將本發(fā)明所設(shè)計(jì)的高低桶蓋雙壁吸力桶基礎(chǔ)沉入基床，形成密閉空腔，通過(guò)預(yù)留水氣孔7進(jìn)行桶體內(nèi)部抽水抽氣，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)負(fù)壓沉貫。在桶體下沉過(guò)程中，桶內(nèi)的水會(huì)承壓，并通過(guò)單向水氣閥9自然排出。
[0031]如圖3所示，當(dāng)貫入過(guò)程中基礎(chǔ)發(fā)生偏移時(shí)，可通過(guò)回聲探測(cè)儀8監(jiān)測(cè)外桶蓋I與基床的凈空高度，對(duì)凈空高度較小的空腔進(jìn)行充水/氣，同時(shí)還可對(duì)凈空高度較大的空腔進(jìn)行抽水，以調(diào)整基礎(chǔ)貫入形態(tài)，實(shí)現(xiàn)糾偏。
[0032]在負(fù)壓施工過(guò)程中土塞的形成難以避免的，本發(fā)明通過(guò)內(nèi)桶蓋I和外桶蓋2的高差來(lái)適應(yīng)土塞，土塞的高度是預(yù)先可以計(jì)算的，如圖4所示，在沉貫后期土塞在外桶蓋1、外桶壁3、內(nèi)桶壁2、隔板5形成的空腔中形成，在土塞頂部接觸外桶蓋I的同時(shí)，內(nèi)桶蓋2也接觸基床，完成基礎(chǔ)沉貫。
[0033]本發(fā)明解決了吸力式桶負(fù)壓下沉施工中容易發(fā)生傾斜，不易糾偏的問(wèn)題，通過(guò)調(diào)整不同方位空腔抽吸速度或?qū)A向方向的空腔進(jìn)行充水充氣，調(diào)整結(jié)構(gòu)沉貫形態(tài)，實(shí)現(xiàn)糾偏。同時(shí)，通過(guò)設(shè)置隔板和內(nèi)桶，加固了桶蓋，增強(qiáng)了基礎(chǔ)整體性，增強(qiáng)了基礎(chǔ)承載力；并通過(guò)不同高度的外桶蓋和內(nèi)桶蓋，確保了土塞接觸到外桶蓋時(shí)，內(nèi)桶蓋已沉貫至基床，減少了土塞對(duì)基礎(chǔ)承載力的影響。
[0034]本發(fā)明結(jié)構(gòu)安全可靠，施工便捷，十分適合作為海上風(fēng)電機(jī)組等結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。
[0035]另外，作為本實(shí)施例的一個(gè)變形，立柱6也可以不設(shè)置，把上述描述的高低桶蓋雙壁吸力桶作為吸力式錨來(lái)使用，且具有前文描述的糾偏功能，并適用于斜坡海床。
【權(quán)利要求】
1.一種高低桶蓋雙壁吸力桶，其特征在于:它包括同中心軸的外桶體和內(nèi)桶體，所述內(nèi)桶體設(shè)置在外桶體內(nèi)部，所述外桶體和內(nèi)桶體的上端部具有土塞高度的高度差，所述外桶體和內(nèi)桶體豎向之間密封連接；它還設(shè)有隔板(5)，所述隔板(5)將外桶體和內(nèi)桶體圍成的區(qū)域分割成至少四個(gè)獨(dú)立空腔，每個(gè)獨(dú)立空腔對(duì)應(yīng)的外桶體上端部設(shè)有作業(yè)孔(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高低桶蓋雙壁吸力桶，其特征在于:所述外桶體包括外桶蓋(1)，所述外桶蓋(I)的外沿設(shè)有向下延伸的外桶壁(3)，所述外桶蓋(I)與外桶壁(3)圍成一個(gè)下端開(kāi)口的桶形結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)桶體包括與外桶蓋(I)同中心軸的內(nèi)桶蓋(2)，所述內(nèi)桶蓋(2)設(shè)置在外桶蓋(I)下方，內(nèi)桶蓋(2)上設(shè)有單向水氣閥(9)，內(nèi)桶蓋(2)外沿設(shè)有向下延伸的內(nèi)桶壁(4)，所述內(nèi)桶蓋(2)與內(nèi)桶壁(4)圍成一個(gè)下端開(kāi)口的桶形結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)桶壁(4)上端向上延伸與外桶蓋(I)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高低桶蓋雙壁吸力桶，其特征在于:所述外桶蓋(I)開(kāi)設(shè)有缺口，所述缺口開(kāi)設(shè)在內(nèi)桶蓋(2)正上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高低桶蓋雙壁吸力桶，其特征在于:所述外桶蓋(I)上設(shè)有向上延伸的立柱(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高低桶蓋雙壁吸力桶，其特征在于:所述外桶蓋(I)和內(nèi)桶蓋(2)具土塞高度的高度差。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高低桶蓋雙壁吸力桶，其特征在于:所述隔板(5)水平向一端與內(nèi)桶壁4連接，隔板(5)水平向另一端與外桶壁(3)連接，隔板(5)上部連接在外桶蓋(I)底部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高低桶蓋雙壁吸力桶，其特征在于:所述外桶蓋(I)底部還設(shè)有回聲探測(cè)儀(8)。
【文檔編號(hào)】E02D27/52GK103741711SQ201310716486
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】金書(shū)成, 楊炎華, 馮先導(dǎo), 劉建波, 仇正中 申請(qǐng)人:中交第二航務(wù)工程局有限公司