[发明专利]一种桶形基础和三桶联合辅助组件及施工方法

说明书

技术领域：

本发明涉及海洋平台和海上风机基础，具体涉及一种吸力式桶形基础，尤其涉及一种桶形基础和三桶联合辅助组件及施工方法。

背景技术：

桶形基础产生于二十世纪九十年代的挪威，是一种带裙的圆板基础，由于其具有减小工程量、节约投资、缩短海上施工时间、可重复使用等特点，逐渐被运用至海洋平台与海上风机基础中。

桶形基础在沉贯过程中需保持竖直贯入，若产生一定程度的倾斜，需通过调平使其保持竖直状态，否则影响其使用功能。参考文献[1]对渤海海域某油田的桶形基础施工进行了介绍，施工过程中桶形基础发生倾斜、桶壁出现过大变形与裂纹、土塞现象严重，导致桶形基础的施工以失败告终。可见，如何有效控制与维持桶形基础沉贯过程中的垂直度，是桶形基础施工过程中的关键技术之一。

特别地，大型海洋工程结构物往往需要多个桶形基础联合形成大型基础。如中国专利公告号CN201593193U、CN205917719U、CN203924092U、CN203924091U、CN103981884B等公开了多个桶形基础组合在一起的联合基础，施工过程中需确保各个桶形基础的垂直度与位置准确，其施工难度更大。现行桶形基础的各类设计构型，对施工过程的方便性、可行性考虑较少。

若在桶形基础的结构上增加一些方便施工的辅助构造，确保桶形基础沉贯的垂直度，并缩短海上施工时间，则可大大降低桶形基础的施工难度与施工成本，进而促进桶形基础在工程中的应用。可见，有必要探讨适应海上施工的桶形基础构型，促进现有桶形基础施工技术的革新与进步。

参考文献

[1] 张翊飞. 筒形基础安装失败案例分析[J]. 造船技术, 2014, 6: 16-19.

发明内容：

为了弥补现有技术问题的不足，本发明的目的是提供一种桶形基础和三桶联合辅助组件及施工方法，桶形基础上均匀设置两个定位套管，通过定位架与定位钢桩引导各桶形基础竖直的贯入海床，方便沉贯施工。

本发明的技术方案如下：

桶形基础和三桶联合辅助组件，其特征在于， 包括桶形基础，桶形基础主体为倒置的桶体，桶体内壁设有沿直径方向两端的、贯穿桶体顶板的定位套管，桶体上端面设有与抽水系统相连接的进出水阀；

所述三桶联合辅助组件包括定位架及利用其竖直打入海床中的七根定位钢桩，七根定位钢桩以其中一根为中心，外围六根每两根为一组，三组呈品字型分布；

所述的桶形基础有三个，三个桶形基础分别活动套装于外围三组定位钢桩上，桶体沉入海中接触海床并贯入至设计深度。

所述的桶形基础和三桶联合辅助组件，其特征在于，所述的桶形基础桶体的内壁对称的焊接两个定位套管，定位套管的上部高出桶形基础顶板，定位套管的下端口呈指向桶壁的刀刃状，桶体上端面还设有与抽水系统相连接的进出水阀。

所述的桶形基础和三桶联合辅助组件，其特征在于，所述的定位架由七个套筒之间用钢管相互焊接构成，各焊接处上下设置两个加筋肋，定位架整体呈对称状态，中部的套筒与三个方向的各向两个套筒均处在同一直线上，各向的两个套筒之间的中心距离与桶体上两个定位套管之间的中心距离相等。

所述的桶形基础和三桶联合辅助组件，其特征在于，所述的定位钢桩由一根定位钢桩底部节与多根定位钢桩标准节自下至上依次连接组装构成，定位钢桩底部节下端设有锥状桩尖，定位钢桩底部节上端设有螺纹连接孔；

定位钢桩标准节一端设有螺纹凸榫，定位钢桩标准节另一端也设有螺纹连接孔，螺纹凸榫与螺纹连接孔相互匹配，通过把定位钢桩标准节的螺纹凸榫拧入底部节或其它标准节的螺纹连接孔实现相互固定与连接。

所述的桶形基础和三桶联合辅助组件，其特征在于，所述的桶体上定位套管的内径与定位架上套筒的内径相等，二者内径大于定位钢桩外径1~2cm。

一种桶形基础和三桶联合辅助组件的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）、打入中心定位钢桩：

根据设计参数，通过螺纹凸榫拧入螺纹连接孔，把一根定位钢桩底部节与多根定位钢桩标准节相互组装而成定位钢桩，在设计指定的海域竖直的打入中心定位钢桩；

2）、打入其它六根定位钢桩：

把定位架的中部套筒套住已打好的中心定位钢桩，再依次、逐个把其它六根定位钢桩基于其它六个套筒的限制与定位作用打入海床，最终使各定位钢桩的中心距、铅垂度、入土深度等参数满足设计要求；

3）、套入桶形基础：