筒型基础结构的下沉

5.1.3箱筒型基础结构的下沉5.1.3.1基础结构排气自沉当基础结构定位确认无误后，船上人员将充气橡胶软管拆除，将抽气橡胶软管接在排气阀门上，并使基础结构顶板上的排气阀门处于打开状态。操作人员完成准备工作确认无误后，全部回到定位船上，再打开定位船这端的排气阀门进行排气。以次实现在定位船上对排气自沉，负压下沉施工进行控制，达到减少安全隐患，提高工作效率的目的［35］。由悬浮状态下沉至泥面上30cm后，操作人员关闭排气阀门，停止排气，测量人员再次通过GPS精确定位，箱筒结构位置满足设计要求后，再次打开阀门排气，最终入土下沉。由于原泥面的高差及土质不均，圆筒结构入土下沉会产生倾斜位移。仔细观察筒壁上水位刻度线，如高差超过10cm，应关闭相应部位的阀门进行调整，确保箱筒基础结构顺直平稳的完成第一阶段下沉。基础结构排气自沉如图5-3所示。图5-3基础结构排气自沉 图5-4基础结构负压下沉5.1.3.2基础结构负压下沉完成基础结构排气自沉工作后，启动真空泵，进行抽水负压下沉［36］，基础结构下沉小的一侧先启动真空泵，下沉大的一侧后启动，不间断的观测筒壁水位刻度线，随时反馈，通过泵系的控制，随时调整各台泵开关，确保结构的平衡下沉，直至接近设计标高。见图5-5。当真空泵出口处无水排出并有泥浆出现，即可关闭各真空泵。当潮位达到日最高潮时，再次开启泵系，通过大气压力和日最大水深压力的组和作用检验基础结构是否继续下沉，维持30~60分钟，如果结构保持不动，则下沉结束。表5-1箱筒结构安装质量评定表序号项目允许偏差检验方法轴线偏差450mm用经纬仪和钢尺量2处相邻圆筒顶高差200mm用钢尺量1处缝宽±250mm用钢尺量1处垂直度2%用倾角仪或多功能检测尺量2处注：相邻两组间最大缝宽500mm。结构抽真空负压下沉基础结构靠自重下沉停止后，启动抽水泵，通过抽水使筒体内外之间产生压差，给筒体施加下沉力。通过抽水使筒体内外之间产生的压差包括两部分，一部分是水泵所处位置处的水头压力，另一部分是水泵所能产生的真空压力，即水泵的吸程。水泵的扬程应高于理论所要求的使筒体结构下沉到位时筒体内外之间产生的最大压差［38］。通过抽负压，所施加的总的下沉力可以达到总的下沉阻力的2.2~2.8倍。结构下沉的速度主要由抽水泵的效率决定。箱筒型基础结构具有下沉安装施工方便，承载力高的特点。5.3结构下沉纠偏5.3.1下沉纠偏采用排气及负压法下沉时，箱筒型结构在抽水下沉过程中，由于一个或若干个筒体上的水泵出现故障，或其它因素会导致箱筒型结构出现倾斜，四个筒体中心点产生较大高程差。如图5-6所示，1号筒低于2号筒，所以此时需要采取相关措施进行下沉纠偏［39］。图5-6下沉纠偏示意图待水泵故障等导致结构出现倾斜的因素排除后，开启入土深度浅的基础筒2筒体上的水泵，关闭入土深度大的基础筒1筒体上的水泵，数十分钟后，结构的倾斜得到调整，这样工作直至结构基本无倾斜，再同时开启四个筒体上的水泵，将结构下沉安装到位。上述措施及现象表明，箱筒型基础结构下沉安装施工过程中，利用结构上不同部位的排气阀门及潜水泵，可以控制基础结构不同部位的下沉速率，从而达到基础结构的正位与平整，具有较好的纠偏控制能力，纠偏效果满足设计要求。5.3.2结构下沉筒内泥面升高基础筒体在下沉安装施工过程中，由于时间较短，软土中的水不能排出，土体的压缩量小，因此筒体下沉过程中，筒壁将软土挤出［37］。由于所采用的施工方法，筒体下沉时筒内的压力总是小于筒外的压力(初始靠自重下沉过程中，筒内的压缩气体排出，筒内压力降低，筒外压力高于筒内压力，抽水下沉过程中，使筒内产生负压，筒外压力更高于筒内压力)，因此，筒壁挤出的软土全部进入到了筒内。6.1.2气浮运输及负压下沉气浮拖航技术是一种新技术，大型工程结构的气浮拖航在国内外尚属首次。其操作简单、辅助船机设备少、费用低。箱筒型基础结构通过对箱筒体内抽负压施加下沉压力，并且对各箱筒体可分别施压，这样就可以对结构下沉过程中的偏斜度进行调整。该种下沉技术施加的下沉压力大、能耗小。经过计算及工程实际检验，对于气浮拖运方式有如下特点：合理地设计箱筒型基础结构，实现箱筒型基础结构的气浮拖航和定位下沉安装是完全可能的。气浮结构在拖运过程中，不仅要维持其浮稳性的定倾高度参数满足要求，而且气浮筒内还要有足够的封气水高度，以保证结构发生摇摆时，筒内的气体不能从筒底逸出。对于气浮体结构，由于气浮力折减系数的影响，气浮结构的稳定性比相应的实浮体的稳定性要差。气浮结构与相应的实浮体的浮稳半径之比近似等于气浮筒中的气浮力折减系数，对于一般的海洋工程结构，气浮力折减系数可低到0.6。气浮结构自由升沉和摇摆运动的周期比相应的实浮体的大，其值受到结构的附加质量系数和气浮力折减系数的影本发明涉及海洋石油平台工程技术，平台下沉时对桶基内的气体卸压，抽气、抽水形成负压沉入海底；起浮时向桶基充气，克服淤泥摩擦，平台上有测斜仪和泥面检测变送器，四个桶基内装有超声波液位计、压力变送器和潜水泵，潜水泵出口有电动阀；管线经电动阀与平衡罐连通，平衡罐上有真空泵、空气压缩机。计算机输入端与测斜仪、超声波液位计、压力变送器电连接，输出与电动阀、潜水泵、真空泵、空气压缩机电连接，本发明平台可移动，确保平稳下沉和起浮，实现自动控制，提高了平台移动的安全性和可靠性，减少了滩海工程的风险。桶型负压基础可移动平台的起浮下沉的控制方法，其特征在于：平台下沉时对四个桶型基础内的气体进行卸压，然后抽气形成负压使桶型基础下沉，沉至海底泥面后，桶基形成密封，桶基内海水压力升高，通过对四个桶型基础内抽水，平台继续下沉，完全沉入海底泥内；平台起浮时通过向桶型基础内充气，逐渐形成正压，当气体浮力大于平台重力时，平台桶基会克服桶壁与海底淤泥之摩擦力而起浮。【换算关系】1兆帕(MPa)=145磅/英寸2(psi)=10.2千克/厘米2(kg/cm2)=10巴(bar)=9.8大气压(atm)1磅/英寸2(psi)=0.006895兆帕(MPa)=0.0703千克/厘米2(kg/cm2)=0.0689巴(bar)=0.068大气压(atm)1巴(bar)=0.1兆帕(MPa)=14.503磅/英寸2(psi)=1.0197千克/厘米2(kg/cm2)=0.987大气压(atm)1大气压(atm)=0.101325兆帕(MPa)=14.696磅/英寸2(psi)=1.0333千克/厘米2(kg/cm2)=1.0133巴(bar)1MPa意思是1牛顿的力， 作用在1平方毫米的面积上产生的压强1MPa=1N/mm2=100N/cm2=100/9.8kgf/cm2=10.197162kgf/cm2=101971.62kgf/m2Pa(帕斯卡)、Kpa(千帕)、Mpa(兆帕)、atm(标准大气压)1Pa=1N/M"2(牛顿每平方米)1atm=101325Pa^lGGKPa或101KPa或0.1MPa1KPa=1000Pa1MPa=1000KPa=1000000Pa工业领域常常用到的单位如微型真空泵、微型水泵、微型气泵、微型气体采样泵、微型抽气泵、微型气体循环泵等选型中，除了1.中提到的单位外还有：.mbar(毫巴)、bar(巴)；.mmHg(毫米汞柱)、inHg(英寸汞柱)；.Kgf/cm"2(公斤力每平方厘米)，通常简称“公斤”；.inH20(英寸水柱)、mH20(米水柱)；.torr(托)；.PSI(磅每平方英寸).气泵、真空泵常用：(为方便起