[发明专利]一种利用高频振动装置辅助下沉的吸力桶基础结构及其施工方法

权利要求书

1.一种利用高频振动装置辅助下沉的吸力桶基础结构，包括吸力桶基础，其特征在于所述吸力桶基础由钢质桶壁、顶盖组成桶型结构，桶体内部设置分舱板将吸力桶基础分为多个舱室，用于负压沉降与调平；各舱室顶部设置水气阀门，控制负压抽取情况；所述吸力桶基础顶盖上部设置导向柱以及锥型导向结构，所述各舱室顶部设置水气阀门均处在锥型导向结构内侧，所述顶盖在锥型导向结构的外围设置供高频振动装置放置的环形接触支撑顶面。

2.如权利要求1所述的一种利用高频振动装置辅助下沉的吸力桶基础结构，其特征在于所述高频振动装置的上部设置吊环，所述高频振动装置可吊除地放置在顶盖的环形接触支撑顶面上。

3.如权利要求1所述的一种利用高频振动装置辅助下沉的吸力桶基础结构，其特征在于所述高频振动装置为环状振动装置，包括环形主体，环形主体的底部能够与顶盖在锥型导向外围的环形接触顶面支撑接触，在环形主体中均匀设置多个高频振动单位。

4.如权利要求1所述的一种利用高频振动装置辅助下沉的吸力桶基础结构，其特征在于高频振动单位的上部设置振动机，振动质量块处于底部，用于通过环形主体向顶盖传递振动波，振动机中设置电机和由电机驱动的偏心轮，振动质量块连接能够做升降运动的振动连接杆，振动连接杆通过转动连杆与偏心轮连接，而能够在旋转的偏心轮的带动下做高频升降运动，振动连接杆外套设复位弹簧。

5.如权利要求1所述的一种利用高频振动装置辅助下沉的吸力桶基础结构，其特征在于高频振动单位设置多块振动质量块，振动质量块之间通过质量块连接杆连接。

6.如权利要求1所述的一种利用高频振动装置辅助下沉的吸力桶基础结构，其特征在于：所述导向柱设置在顶盖中心位置，内设置水气管道，所述桶壁和顶盖密封，水气管道上部与安装船上的真空泵相连，通过水气管道抽取吸力桶基础内负压。

7.如权利要求1所述的一种利用高频振动装置辅助下沉的吸力桶基础结构，其特征在于：导管架插尖插入吸力桶基础顶部的所述导向柱，利用倒牛腿进行固定，在两者之间进行水下灌浆处理，增强两者之间的作用强度。

8.一种利用高频振动装置辅助下沉吸力桶基础结构的施工方法，其特征在于包括锥型导向结构的权利要求1所述的吸力桶基础结构和导管架是陆上预制完成；所述施工方法包括以下步骤：

(1)通过定位仪器，精确确定吸力桶基础下沉位置，在吸力桶基础上固定好钢丝绳，利用浮吊将结构吊起并逐步放入水中，直至吸力桶基础落在水下海底泥面处；

(2)在自重作用下，吸力桶基础沉贯进入泥面以下，在吸力桶内部形成密闭空腔，然后将高频振动装置在锥型导向结构的导向下吊放到吸力桶基础顶部的环形接触支撑顶面，之后对吸力桶内部进行抽吸形成负压，吸力桶在负压作用下缓慢压入地基土中，同时调整高频振动装置的振动强度和频率，直至吸力桶基础顶盖达到指定深度；

(3)利用安装船上浮吊将高频振动装置调离安装好的吸力桶基础，重复用于其他吸力桶基础的安装；

(4)按照(2)至(4)的方法安装其余吸力桶基础；

(5)利用浮吊将导管架放置在吸力桶基础顶部导向柱中，在导管架和吸力桶基础之间进行水下灌浆，海上电气平台支撑结构安装结束。

9.如权利要求8所述的施工方法，其特征在于：所述高频振动装置通过控制质量块、环形主体将振动传递给顶盖，再传递到桶壁和分舱板，达到振动减阻的目的。

10.如权利要求8所述的施工方法，其特征在于：所述吸力桶基础舱室顶部设置水平仪，对下沉过程实时监控，通过调整桶内不同舱室水气抽取、跳帧高频振动装置的各个振动单位的振动频率和幅度输出，使吸力桶基础顶部保持水平。