Устройство для погружения и выдергивания свай в морских условиях Советский патент 1986 года по МПК E02D7/20 

2. Устройство по п,1, отличающееся тем, что оно снабИзобретение относится к строителству фундаментов в шельфовой зоне морей, для которых характерно налич приливно-отливных явлений.

Цель изобретения - снижение энергозатрат за счет использования энергии приливов и отливов.

На фиг. 1 изображено предлагаемо устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 секция в плаву чем состоянии устройствф на фиг.З разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг, 4 - секция в момент погружения свай; на фиг. 5 - узел I на фиг. 1 (положени упорных элементов при погружении свай); на фиг. 6 - секция в момент выдергивания свай; на фиг. 7 - узел II на фиг. 6 (положение упор- вых элементов при выдергивании свай

Устройство для погружения и вьще гивания свай 1 состоит из плавучей конструкции 2 с ячейками 3, в которых размещены емкости со сквозными отверстиями 4. Емкости оборудованы клапанами 5 в днице 6 и вентилями 7 на палубной части 8, над сквозными отверстиями 4 установлены съемные прижимные башмаки 9 с симметрично расположенными скошенными упорными элементами 10, взаимодействующими со сваями 1 через образованные па их поверхности упорные пазы 11, и удерживающие пружины 12, а между ячейками и сваями размещены направляющие катки 13.

Устройство оборудовано якорями 14 и якорными лебедками 15 для обеспечения устойчивости в начальный период работ при -возможном волнении, действии течения и ветра. Уровень воды 16 в море изменяется во времени за счет приливов и отливов. Уровень воды 17 в ячейках 3 устанавливается путем регулировки положения клапанов 5.

Погружают сваи с помощью предла- аемого устройства следующим образом

жено направляющими катками, размещенными между ячейками и сваями.

5

0

5

0

5

0

5

Устройство на плаву со сваей доставляют на заданную точку. Открывая и закрывая клапаны 5 при помощи вентилей 7, устройство устанавливается на заданный уровень относительно поверхности воды. В результате этой операции нижние концы свай упирают в грунт, при этом башмаки 9 находятся в нижнем положении. При падении уровня воды во время отлива башмаки 9 под действием удерживающих пружин 12 зажимают сваю 1 и упорные элементы 10 входят в упорные пазы 11, передавая на сваи вертикальное усилие за счет веса устройства и веса воды 17 внутри емкости, так как уровень воды внутри емкости с закрытыми клапанами за счет сил сопротивления сваи в грунте выше уровня воды 16 в море. По мере роста сил веса воды и, следовательно, устройства во время отлива, куст свай, преодолевая сопротивление грунта, погружается вместе с устройством вниз. Во время прилива воды нагрузка на сваи падает, устройство свободно перемещается вверх относительно неподвижных свай 1 за счет подъема уровня воды. При следующем падении уровня воды процесс погружения повторяется и таким путем система свай погружается вниз на заданную отметку.

Вьщергивание свай за счет плавучести устройства (фиг. 5) осуи1ествля- ют во время прилива при повышении уровня воды 16i При этом прижимные башмаки 9 устанавливаются в верхнем положении и под собственным весом зажимают сваи 1 , переда15ая через упорные элементы 10 на пазы 11 свай вы- дерт-ивающие усилия. Выдергивание, как и погружение, осуществляют последовательными циклами во время приливов и отливов воды, которь:е могут достигать нескольких метров (вместе с нагонами воды до 10 м). Открывая

и закрывая клапаны, можно регулировать уровень устройства относительно уровня воды в море. По известному значению веса конструкции и воды внутри ячеек определяется несущая способность погружаемых свай.

Устройство целесообразно поставлять в качестве плиты свайного фундамента. Увеличение количества ячеек плавающей конструкции 2 дает возможность погружать или вьщергивать все

сваи системы одновременно. При этом для работы устройства не требуется специального энергетического обеспечения, что особенно важно при проведении разведочных буровых работ с платформ и островов на сваях. Вьщер- гивание свай с помощью устройства позволяет демонтировать опоры для разведочного бурения полностью, не оставляя дорогостоящих металлических свай в морском дне.

L

Х-Х

6-5

|Г

7 .

1 Г I

1i

5

{(&}

ГЗ

10:

r--V --/-1

Li.

.

I 9

У//////А

/

фг/г.J

{

-ЛЛ

l

.4

Фиг. 5

//////////// ////////7/7/Т / // /////////////////

////////7/7/ /

Сриг.6

s

ФигЛ