[发明专利]一种适用于海洋工程的混凝土重力式基础及其安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海洋工程的基础设施及其安装方法，具体是一种适用 于海洋工程的混凝土重力式基础及安装方法。本发明适用于水深较大的海 域，可作为风力发电机组塔筒、潮流发电机组塔筒等的基础，尤其适用于 软土地基。

背景技术

海洋工程的基础结构型式主要包括：单桩基础、混凝土重力式基础、 吸力式基础、多桩基础和漂浮式基础。海上石油钻井平台大多采用多桩基 础，近海风力发电机组大多采用单桩钢结构基础和混凝土重力式基础。目 前国内普遍采用的混凝土重力式基础型式，因其自身巨大的重量可保持结 构物的稳定，结构简单、稳定性好，被广泛用于港口、码头等海洋工程。

与此相对应，由于混凝土重力式基础台座重量巨大，天然软土地基的 承载力难以满足要求，通常需要对海床进行抛石处理，用以提高海床地基 的承载能力。当水深较大时，对海床的疏浚作业、基槽开挖、抛填块石及 分层夯实等施工作业均难以实施，巨大的基础重量也使运输安装费用大幅 增加。

发明内容

针对现有混凝土重力式基础施工作业难度大、运输安装费用高的缺陷， 本发明旨在提供一种适用于海洋工程的混凝土重力式基础及其安装方法。 该混凝土重力式基础结构简单，安装方便，并利用基础托盘面积大于混凝 土重力式基础台座面积的特点，通过增大基础托盘的面积，降低混凝土重 力式基础对天然软土地基承载力的要求，利用水上整体拖运，可有效地降 低安装成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述适用于海洋工程的 混凝土重力式基础，包括混凝土重力式基础台座，其结构特点是，还包括 基础托盘及导向管；所述基础托盘位于混凝土重力式基础台座下方并与混 凝土重力式基础台座的底板相连，且该基础托盘的底面积大于混凝土重力 式基础台座的底面积；所述导向管装在混凝土重力式基础台座上，该导向 管内部布置有注浆管，该导向管外壁开设有多个与所述注浆管连通的注浆 孔。

作为对本发明的进一步改进：

为了保证塔筒能够准确定位于混凝土重力式基础台座上，所述的混凝 土重力式基础台座的顶面设置有位于导向管外侧的塔筒套环，且该塔筒的 底缘置于塔筒套环内，所述的导向管的高度大于安装地点的水深。

为了实现导向管与塔筒间的注浆施工，以便增加塔筒式结构物的刚度， 需要提高塔筒底缘与混凝土重力式基础台座顶面的环向密封效果，所述导 向管与塔筒套环之间设有止水垫圈。

为了调整塔筒的垂直度，所述的导向管的上部外径小于下部外径。

为了更好地保持混凝土重力式基础运输安装时的平衡，所述的基础托 盘内部布置有平衡配重块和平压孔。

进一步地，本发明提供了一种适用于海洋工程的混凝土重力式基础的 安装方法，具体包括如下步骤：

1)、在海上漂浮并锚碇的基础托盘上制作混凝土重力式基础台座、导 向管及附属件；

2)、将上述混凝土重力式基础整体运至安装地点，定位，配重，使其 保持平衡；

3)、向基础托盘内注水使由混凝土重力式基础台座、基础托盘和导向 管组成的混凝土重力式基础下沉。

其中所述附属件包括注浆管、塔筒套环、止水垫圈等。

进一步地，在混凝土重力式基础下沉完成后，为了使得基础托盘获得 更大的压载，向基础托盘内抛填块石。

制作基础托盘一般在陆地上加工，然后将制作完成后的基础托盘运至 近岸海上并锚碇。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：所述适用于海洋工程的混凝 土重力式基础利用基础托盘面积大于混凝土重力式基础台座面积，即基础 托盘产生的浮力大于混凝土重力式基础的自重的特点，通过增大基础托盘 的面积，降低混凝土重力式基础对天然软土地基承载力的要求；利用基础 托盘产生的浮力使混凝土重力式基础整体漂浮于水面，达到水上整体拖运 的目的，通过向基础托盘内注水使基础整体下沉，从而降低运输安装成本； 利用平衡配重块调节整体重心，利用平压孔调节不稳定尾流涡体的内部压 力，使混凝土重力式基础平稳下沉，减免下沉过程中的摆飘。

当混凝土重力式基础沉放在倾斜的海床地基上时，利用导向管上部外 径小于下部外径的特点，在一定程度上仍然可以实现塔筒的垂直纠偏。本 发明适用于水深较大的海域和软土地基，可作为风力发电机组塔筒、潮流 发电机组塔筒等的基础。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的阐述。

附图说明