[实用新型]深水用吸力式重力基础及其深水安装装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及水下基础施工领域，特别是涉及一种深水用吸力式重力基础及其深水安装装置。

背景技术

吸力桩技术是20世纪60年代提出来的，80年代初才开始在工程世纪中得到应用，由于吸力桩技术施工简单，并且能够回收重复使用的特点，备受人们的青睐，因此，国内各个研究和施工单位对吸力桩技术倍加重视。吸力桩是一种利用水压力将桩压入土中的刚性短桩，它的基本结构型式是一种上端封闭、下端开口的圆筒，因此吸力桩也称吸力锚，筒型基础或桶形基础，并且在其顶部开有连接泵系统的水孔。

吸力桩的沉桩原理是：吸力桩沉入水中，利用其自重产生一定贯入深度的初始入泥形成一个封闭系统；使用泵系统抽吸筒内的水，使筒内产生低于筒外的水压，利用筒顶内、外的负压差将桩筒压入泥中。吸力桩的起桩原理是：通过泵系统向筒内注水，利用筒顶内、外的正压差将桩筒顶出泥面。

吸力桩被广泛应用到许多海洋工程中，除了可以回收重复使用外，在技术和经济上具有显著的特点。相对于传统的打桩技术而言，吸力桩的安装不需要打桩锤和浮吊，只需要泵等比较小巧的设备，是依靠负压静力安装，没有打桩施工的振动噪音等，因此吸力桩安装比较精确方便。

重力式基础是一种自重大于上拔力的基础，重量一般地在一千吨甚至几千吨以上，使得运输非常困难，特别是在浅水区，运输需要大型的运输船只，在置放重力基础前需要对海底进行预先的平整处理，凿开海床表层换以一层沙砾层，之后使用驳船运送或漂浮拖驳至场址,基础就位之后再用混凝土将其周边固定。单一的重力基础从运输，施工，使用区域都受到很大的限制。

如何将吸力桩技术和重力式基础进行合理结合，以克服其各自的缺陷充分发挥两者的优点，以形成新结构的水下基础，以及如何将该水下基础在深水内安装，成为目前重要的研究课题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种深水用吸力式重力基础及其深水安装装置，用于解决现有技术中缺乏深水区域内安装吸力式重力基础的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种用于深水的吸力式重力基础，所述吸力式重力基础包括吸力桩和置于吸力桩上的配重箱，配重箱的顶部设有与配重箱相通的排水口和注砂口，以及与吸力桩相通的泵接口。

优选的，所述排水口处设有放置铁砂外露的滤网。

本实用新型还提供一种吸力式重力基础的深水安装装置，所述吸力式重力基础包括吸力桩和置于吸力桩上的配重箱，配重箱的顶部设有与配重箱相通的排水口和注砂口，以及与吸力桩相通的泵接口，所述吸力式重力基础的深水安装装置包括：

水下监控系统，包括测量所述吸力式重力基础水下运行姿态及位置的第一测量机构，测量所述吸力桩内、外压力的压力监测机构，以及控制所述吸力桩内水压的第一控制机构；

水下运作机构，包括在下沉过程中用于调整所述吸力式重力基础的姿态和位置的动力推进器，以及用于向所述吸力桩注水或排水的吸力桩负压系统，用于辅助操作的水下机械手，所述吸力桩负压系统、水下机械手均与所述第一控制机构相连；

与所述水下运作机构相连的水下动力控制单元，用于控制分配动力；

向所述配重箱内注入铁砂的铁砂注入系统；

水上控制系统，与所述水下监控系统、水下动力控制单元和铁砂注入系统相连，用于监测和控制所述水下监控系统、水下动力控制单元和铁砂注入系统的运作。

优选的，所述水下监控系统和所述水下动力控制单元均安装在一密封耐压壳体内。

优选的，所述第一测量机构包括用于测量所述吸力式重力基础的位置度、倾斜度和方位角的测量仪。

优选的，所述吸力桩负压系统包括水泵以及与水泵相连的换向阀。

优选的，所述水下运作机构还包括用于将所述吸力桩负压系统与泵接口相连的水压自动锁紧机构。

优选的，所述铁砂注入系统包括置于施工母船上的铁砂罐，与铁砂罐相连的铁砂输送机构和锥形储罐，以及与所述锥形储罐相连的管道，所述管道还与高压空气压力容器相连通，高压空气压缩机通过空气压力容器向管道输送高压空气将锥形储罐内的铁砂注入水下配重箱。

优选的，所述吸力式重力基础的深水安装装置还包括用于获取所需图像的水下摄像检测机构。

如上所述，本实用新型的深水用吸力式重力基础及其深水安装装置，具有以下有益效果：其深水安装装置结构简单，适用于深水施工，在安装时可以利用空的配重箱作为浮箱进行浮拖和就位，节省了大型浮吊和运输船只，通过向水下的配重箱填充铁砂增加配重，使吸力式重力基础在运输和安装施工方面简便易行，施工作业简便，节省了费用。