ES3036807T3 - Tubular foundation - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un elemento de cimentación tubular, en particular un pilote, por ejemplo, un pilote de camisa, para su instalación en una formación de terreno. El elemento de cimentación tubular tiene al menos un extremo abierto, típicamente ambos extremos abiertos, lo que permite insertar un martinete con un yunque en el elemento de cimentación tubular. El elemento de cimentación tubular comprende un soporte en su interior, adaptado para transmitir la energía del yunque directamente al elemento de cimentación tubular durante su instalación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Cimentación tubular

La presente invención se refiere a un conjunto para instalar un elemento de cimentación tubular. Además, la presente invención se refiere a un método de instalación de un elemento de cimentación tubular, en particular un pilote o un pilote tipojacket,en una formación de terreno, mediante un dispositivo de hincado de pilotes.

Es sabido que el hincado de pilotes se realiza con un martillo con un manguito, en donde se clava el manguito sobre el pilote. El martillo asesta uno o más golpes al pilote, introduciendo de este modo el pilote en la formación de terreno.

En aras de una mayor exhaustividad, se llama la atención sobre la siguiente técnica anterior.

El documento EP 2312 060 se refiere a un sistema y un método para instalar elementos de cimentación tubular en una formación de terreno subacuática, comprendiendo el sistema un dispositivo de hincado hidráulico, un yunque y un adaptador para transmitir energía desde el yunque hasta la punta inferior del elemento de cimentación, cuyo adaptador encaja en el interior del elemento de cimentación tubular. La pared interna del elemento de cimentación está provista de un soporte para el adaptador en o cerca de su punta inferior.

El documento EP 1770276 divulga una cimentación costa afuera para montar un aerogenerador sobre la misma. El monopilote de la cimentación está provisto de una porción de brida interna para soportar un yunque.

El documento CN 201068569 se refiere a una máquina de hincado de pilotes, que comprende un ariete, un pilón, un manguito interno y un dispositivo de elevación. El manguito interno está situado en una parte inferior del manguito exterior. El ariete puede moverse hacia arriba y hacia abajo dentro del manguito exterior, golpeando de este modo directamente el manguito interno. Unos muñones sobresalen del ariete, cuyos muñones golpean la parte superior del manguito exterior para desplazarlo hacia abajo.

El documento US 3.824.797 se refiere al hincado de pilotes largos en terrenos sumergidos con un ariete o lanza de líquido que se genera en un tubo evacuado. En una realización, se usa el propio pilote como al menos una parte de la cámara de trabajo para generar un martillo hidráulico.

El documento JPH0365737 se refiere a un conjunto de hincado para instalar pilotes en una formación de terreno.

Es un objeto de la presente invención proporcionar un conjunto que comprenda un elemento de cimentación tubular que no requiera o requiera una menor retirada de material de suelo.

Para este fin, el conjunto proporcionado en la presente está de acuerdo con la reivindicación 1.

Durante la instalación del elemento de cimentación tubular, se coloca un dispositivo de hincado en el soporte proporcionado en el interior del elemento de cimentación tubular para que el elemento de cimentación tubular penetre en el material de suelo de la formación de terreno, en particular una formación de terreno subacuática, y el material de suelo penetra en el elemento de cimentación tubular. En un punto predeterminado durante el hincado del elemento de cimentación tubular, el yunque y el soporte golpean el material de suelo, forzando de este modo al material de suelo a desplazarse hacia abajo. Como resultado, la parte del elemento de cimentación tubular por encima del soporte no contiene material de suelo o contiene muy poco.

Así mismo, el material de suelo dentro del elemento de cimentación tubular se comprime durante la instalación del elemento de cimentación tubular y, por lo tanto, se hace más denso. Si se inserta un elemento adicional en el elemento de cimentación tubular, por ejemplo, la pata de una subestructura, puede proporcionarse lechada alrededor del elemento adicional y dentro del elemento de cimentación tubular para proporcionar una fijación del elemento adicional en relación con el elemento de cimentación tubular. Debido a la mayor densidad del material de suelo, puede impedirse o reducirse el mezclado de la lechada con el material de suelo y mejorarse la lechada.

Cabe decir que en el contexto de la presente solicitud de patente, el término 'directamente' hace referencia a que no se cambia de dirección, y también hace referencia a que no haya nada entre elementos. Por tanto, la energía transmitida desde el yunque al elemento de cimentación tubular no cambia de dirección durante la transmisión como tal.

En una realización preferida, el soporte se proporciona en la mitad superior del elemento de cimentación tubular, en particular en el cuarto superior del elemento de cimentación tubular. En este aspecto, 'superior' se refiere a un elemento de cimentación tubular orientado verticalmente. En una realización más específica, el elemento de cimentación tubular tiene una longitud en un intervalo de 20 a 120 m, preferentemente en un intervalo de 40 a 70 m, y el soporte se coloca a una distancia del al menos un extremo abierto, cuya distancia está en un intervalo de 4 a 10 m, en particular en un intervalo de 6 a 8 m, y/o en un intervalo del 7 % al 30 % de la longitud total del elemento de cimentación tubular, en particular en un intervalo de entre el 10 % y el 25 %. En esta realización, la parte superior del elemento de cimentación tubular, es decir, la parte situada por encima del soporte, permanece limpia durante la instalación del elemento de cimentación tubular. En la parte superior, puede insertarse una pata de subestructura y fijarse con respecto al elemento de cimentación tubular mediante lechada. Gracias a que la parte superior del elemento de cimentación tubular está limpia, no es necesario retirar material de suelo antes de inyectar la lechada.

El soporte puede comprender una brida fijada a una superficie interna del elemento de cimentación tubular. La brida puede fijarse, p. ej., soldarse o atornillarse, a la superficie interna, en particular a una pared interna del elemento de cimentación tubular.

El soporte puede estrecharse sustancialmente hacia la punta inferior del elemento de cimentación tubular en la dirección longitudinal del mismo. En este aspecto, se denomina 'punta inferior' al extremo más inferior del elemento de cimentación tubular. Debido a la forma cónica del soporte hacia la punta inferior del elemento de cimentación tubular, la energía suministrada al soporte a través del yunque se transmite eficazmente a la pared del elemento de cimentación tubular.

La invención se refiere además a un método de instalación de un elemento de cimentación tubular en una formación de terreno, por medio de un dispositivo de hincado de pilotes de acuerdo con la reivindicación 7.

El soporte puede proporcionarse en la mitad superior del elemento de cimentación tubular, en particular en el cuarto superior del elemento de cimentación tubular. En este aspecto, 'superior' se refiere a un elemento de cimentación tubular orientado verticalmente.

En una realización, el dispositivo de hincado y/o el yunque son sujetados por el elemento de cimentación tubular durante el hincado del mismo.

En una realización preferida, el elemento de cimentación tubular se coloca directamente sobre la formación de terreno y se hinca en la misma. El yunque comprime dentro del elemento de cimentación tubular el material de suelo, presente en la formación de terreno, durante al menos una parte de un proceso de instalación del elemento de cimentación tubular. Habitualmente, la capa superior de la formación de terreno, en particular una formación de terreno subacuática, debe ser excavada antes de poder instalar el elemento de cimentación tubular en la formación de terreno.

Por tanto, como se ha explicado anteriormente, la parte superior del elemento de cimentación tubular, es decir, la parte situada por encima del soporte, no contiene o contiene poco material de suelo tras la instalación del elemento de cimentación tubular. Por lo tanto, no es necesario vaciar la parte superior del elemento de cimentación tubular tras la instalación. Además, el material de suelo dentro de los elementos de cimentación tubular se comprime durante la instalación del elemento de cimentación tubular. Debido a la compresión del material de suelo de la formación de terreno, el material de suelo de la formación de terreno es más denso tras la instalación, en particular la capa superior del mismo.

Debido a la compresión del material de suelo durante la instalación, puede colocarse el elemento de cimentación tubular sobre la formación de terreno, en particular una formación de terreno con una capa superior blanda, sin excavar la capa superior de la formación de terreno.

El método puede además comprender una etapa de colocar una plantilla que tiene al menos dos guías para guiar un elemento de cimentación tubular sobre la formación de terreno, en particular antes de colocar el elemento de cimentación tubular sobre la formación de terreno.

En una realización, cuando se instala el elemento de cimentación tubular en una formación de terreno subacuática, puede aliviarse agua del elemento de cimentación tubular, en particular al menos de la parte que está entre la formación de terreno subacuática y el soporte, durante la instalación del elemento de cimentación tubular en la formación de terreno subacuática.

Se prefiere que el dispositivo de hincado de pilotes comprenda un dispositivo de hincado de pilotes hidráulico.

El conjunto puede comprender una plantilla que tiene al menos dos guías para guiar un elemento de cimentación tubular, cuya plantilla se colocará en la formación de terreno subacuática, al menos durante la instalación del elemento de cimentación tubular.

Los aspectos de la invención se explicarán con más detalle haciendo referencia a ejemplos de realización de la invención que se muestran en los dibujos, en los que:

las Figuras 1 y 2 ilustran las diferentes etapas de instalación de un elemento de cimentación tubular en una formación de terreno; y

la Figura 3 ilustra la instalación de una pata de subestructura en el elemento de cimentación tubular de las Figuras 1 y 2.

En la práctica, la instalación de una subestructura, p. ej. para un aerogenerador, comienza con la instalación de una serie de pilotes para subestructura en una formación de terreno, p. ej. una formación de terreno subacuática. Tras la instalación de los pilotes para subestructura, se colocan patas de subestructura dentro de los pilotes para subestructura. Una pata de subestructura se extiende en la parte superior de un pilote tipojacket.Se puede añadir lechada al pilote tipojacket,en particular en la parte superior del pilote tipojacket,para fijar la pata de subestructura con respecto al pilote tipojacket.

Para este fin, la Figura 1 muestra una realización de un elemento de cimentación tubular 1, en esta realización, un pilote tipojacket1 que puede instalarse en una formación de terreno subacuática 4. El elemento de cimentación tubular 1 se coloca en la superficie de la formación de terreno subacuática 4 y se sujeta mediante una guía 3 de una plantilla 6. En este ejemplo, el pilote tipojacket1 tiene una sección transversal circular y un diámetro en el intervalo de 1,5 a 3,5 m.

El pilote tipojacket1 está provisto de un soporte, en esta realización una brida 2 proporcionada en una pared interna del pilote tipojacket1. La brida 2 se une a la pared interna del pilote tipojacket1 mediante, p. ej., soldadura, atornillado, 0 de cualquier otra forma adecuada para fijar la brida 2 a la pared interna del pilote tipojacket1.

En una realización, la brida 2 puede estar provista de aberturas (no mostradas) para dejar salir el agua por la parte inferior del pilote tipojacket1 por debajo de la brida 2. Con ello se impide que la presión del agua dentro de la parte inferior del pilote tipojacket1 supere un valor predeterminado como resultado de hincar el pilote tipojacket1 por medio del dispositivo de hincado 4, en particular un dispositivo de hincado hidráulico, cuyo dispositivo de hincado asesta golpes a la brida 2. En esta realización, los golpes se asestan directamente en la parte superior, es decir, la superficie superior de la brida 2.

En otras realizaciones, pueden proporcionarse aberturas (no mostradas) en el elemento de cimentación tubular 1 y/o en un yunque 8 para dejar salir el agua desde la parte inferior del elemento de cimentación tubular 1 por debajo del soporte 2.

Como puede observarse en la Figura 3, cuando se instala el pilote tipojacket1 en la formación de terreno subacuática 4, la brida 2 queda por debajo de la superficie de la formación subterránea 4. Como puede observarse en la Figura 2, sobre la parte superior del soporte 2 se coloca un dispositivo de hincado 7 con un yunque 8, de tal manera que, durante la instalación del elemento de cimentación tubular 1, se transmita energía desde el yunque 8 directamente al elemento de cimentación tubular 1. El dispositivo de hincado 7 y el yunque 8 asestan golpes a la brida 2 y con ello al elemento de cimentación tubular 1 para instalar el elemento de cimentación tubular 1 en la formación de terreno subacuática 4. En un punto predeterminado durante la instalación del elemento de cimentación tubular 1, la brida 2 y el yunque 8 alcanzan la superficie de la formación de terreno subacuática 4.

Continúa la instalación del elemento de cimentación tubular 1 y la brida, y, en particular, el yunque 8, que asesta golpes a la brida 2 del elemento de cimentación tubular 1, asesta golpes al material de suelo dentro del elemento de cimentación tubular. Como resultado, el material de suelo 5 dentro del elemento de cimentación tubular 1 se comprime y se vuelve más denso, al menos el material de suelo directamente debajo del yunque 8 y la brida 2.

Cabe señalar que el dispositivo de hincado 7 con el yunque 8 puede izarse mediante un dispositivo de izado tal como una grúa (no mostrada), cuya grúa se coloca, por ejemplo, sobre un buque de superficie, tal como una barcaza autoelevable (no mostrada). El dispositivo de hincado puede ser un dispositivo de hincado hidráulico, p. ej. uno de la serie S de IHC Hydrohammer conectado a un grupo electrógeno a bordo de un buque de superficie (no se muestra).

En la práctica, la longitud B de las patas de la subestructura de la Figura 3 puede ser de 5 m. En estado instalado, el elemento de cimentación tubular 1 puede extenderse una distancia D por encima de la superficie de la formación de terreno subacuática 4, cuya distancia D en este ejemplo es de 1,5 m. La longitud C está en este ejemplo en el intervalo de 4 a 10 m, en particular en un intervalo de 6 a 8 m, y/o en un intervalo del 7 % al 30 % de la longitud total del elemento de cimentación tubular 1, en particular en un intervalo de entre el 10 % y el 25 %.

Debido a que el yunque 8 con el dispositivo de hincado 7 obliga al material de suelo a desplazarse hacia abajo durante el hincado del elemento de cimentación tubular 1, no es necesario vaciar la parte del elemento de cimentación tubular 1 situada por encima de la brida 2 tras la instalación. Como resultado de la compresión del material de suelo dentro del elemento de cimentación tubular 1, el material de suelo es más denso y se adapta bien a la lechada que se utiliza para fijar la pata de subestructura 9 con respecto al pilote tipojacket1, es decir, se perfecciona la inyección de lechada.

En esta realización, la pata de subestructura 9 comprende costuras de soldadura 10, que pueden contribuir a fijar la pata de subestructura 9 al elemento de cimentación tubular 1. La pata de subestructura 9 se introduce parcialmente en el elemento de cimentación tubular 1, tal como se indica con la flecha A.

Como resultado adicional, el material de suelo comprimido es más denso. Debido a la mayor densidad del material de suelo, se impide o reduce el mezclado de la lechada y el material de suelo, lo que conlleva una fijación fiable de la pata de subestructura al elemento de cimentación tubular 1.

Otras ventajas del elemento de cimentación tubular tal como se presenta actualmente son las siguientes. El elemento de cimentación tubular 1 se instala en la formación de terreno mediante hincado del elemento de cimentación tubular 1. Como resultado de esto, el elemento de cimentación tubular 1 actúa como elemento reductor del ruido. Como resultado adicional, el diámetro del elemento de cimentación tubular 1 no aumenta durante el hincado. De este modo, el elemento de cimentación tubular 1 puede instalarse sin elementos estructurales adicionales en el exterior del elemento de cimentación y/o sin ajustar la guía 3 de la plantilla 6.

Otra ventaja es un bajo centro de gravedad en virtud de que el dispositivo de hincado 7 se introduce en el elemento de cimentación tubular 1 durante el hincado del mismo.

Así mismo, ya que el yunque 8 está colocado sobre el soporte 2 durante el hincado del elemento de cimentación tubular 1, la energía suministrada al soporte p. ej. por el yunque 8 es transmitida a la pared del elemento de cimentación tubular. La energía transmitida es transmitida en particular hacia abajo, es decir, a través de la pared del elemento de cimentación tubular 1, en particular desde el soporte 2 hacia la punta inferior del elemento de cimentación tubular. Como resultado, se reduce la parte del elemento de cimentación tubular 1 que contribuye a generar ruido.

Cabe señalar que los dibujos son esquemáticos, no necesariamente a escala y que pueden haberse omitido detalles no necesarios para la comprensión de la presente invención. Las expresiones "hacia arriba", "hacia abajo", "por debajo", "por encima" y similares se refieren a las realizaciones tal como están orientadas en los dibujos, a no ser que se especifique lo contrario. Además, los elementos que son al menos sustancialmente idénticos o que realizan una función al menos sustancialmente idéntica se denotan mediante el mismo número.

Es posible, por ejemplo, utilizar un sistema de atenuación del ruido durante la instalación del elemento de cimentación tubular. El sistema de atenuación del ruido comprende un manguito tubular, que pueden colocarse alrededor del elemento de cimentación tubular durante el hincado del mismo. El manguito tubular reduce el ruido producido durante el hincado del elemento de cimentación tubular. El sistema de atenuación del ruido puede usarse junto con una plantilla como se ha descrito anteriormente.

En una realización adicional, el elemento de cimentación tubular se compone de múltiples partes, en particular partes cilíndricas, que se colocan unas encima de otras. Una de las partes comprende un soporte, que puede tener una longitud en un intervalo de 5-25 cm, en particular en un intervalo de 10 a 15 cm.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Conjunto que comprende un elemento de cimentación tubular (1), en particular un pilote, p. ej. un pilote tipojacket, ainstalar en una formación de terreno (4), un dispositivo de hincado (7) y un yunque (8), teniendo el elemento de cimentación tubular (1) al menos un extremo abierto, que permite introducir en el elemento de cimentación tubular (1) el dispositivo de hincado (7) con el yunque (8), en donde el elemento de cimentación tubular (1) tiene dos extremos abiertos, en donde el elemento de cimentación tubular (1) comprende un soporte (2) en el interior del mismo,en donde

el soporte (2) está adaptado para, durante la instalación del elemento de cimentación tubular (1), transmitir energía desde el yunque (8) directamente al elemento de cimentación tubular (1), en donde el yunque (8) y el soporte (2) están configurados de tal manera que durante la instalación del elemento de cimentación tubular (1), en una posición en la que el elemento de cimentación tubular (1) se extiende una distancia por encima de la superficie de la formación de terreno, siendo la distancia por ejemplo de 1,5 m, el material de suelo que entra en el elemento de cimentación tubular (1) por debajo del yunque (8) y el soporte (2) es comprimido directamente tanto por el yunque (8) como por el soporte (2) , en donde el yunque (8) y el soporte (2) están configurados de tal manera que la parte del elemento de cimentación tubular situada por encima del soporte tras dicha instalación del elemento de cimentación tubular no contiene material de suelo o contenga muy poca cantidad del mismo.

2. Conjunto de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el soporte (2) está situado en la mitad superior del elemento de cimentación tubular (1), en particular en el cuarto superior del elemento de cimentación tubular (1).

3. Conjunto de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde el elemento de cimentación tubular (1) tiene una longitud en un intervalo de 20 a 120 m, preferentemente en un intervalo de 40 a 70 m, y en donde el soporte (2) está situado a una distancia del extremo superior abierto, en donde la distancia está en un intervalo de 4 a 10 m, en particular en un intervalo de 6 a 8 m, y/o en un intervalo del 7 % al 30 % de la longitud total del elemento de cimentación tubular (1), en particular en un intervalo de entre el 10 % y el 25 %.

4. Conjunto de acuerdo con la reivindicación 1, 2 o 3, en donde el soporte comprende una brida (2) fijada a una superficie interna del elemento de cimentación tubular (1).

5. Conjunto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el soporte (2) se estrecha hacia la punta inferior del elemento de cimentación tubular (1) en la dirección longitudinal del mismo.

6. Conjunto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una plantilla (6) que tiene al menos dos guías (3) para guiar el elemento de cimentación tubular (1), cuya plantilla (6) debe colocarse en la formación de terreno subacuática (4), al menos durante la instalación del elemento de cimentación tubular (1).

7. Método de instalación de un elemento de cimentación tubular (1), en particular un pilote o un pilote tipojacket,en una formación de terreno (4), mediante un dispositivo de hincado de pilotes (7), que incluye

proporcionar un elemento de cimentación tubular (1) con un soporte (2) en el interior del mismo y dos extremos abiertos,

colocar un yunque (8) sobre el soporte (2),

colocar el dispositivo de hincado (7) sobre el yunque (8), e

hincar el elemento de cimentación tubular (1) en la formación de terreno (4), en donde durante la instalación del elemento de cimentación tubular en una posición en la que el elemento de cimentación tubular se extiende una distancia por encima de la superficie de la formación de terreno, siendo la distancia, por ejemplo, de 1,5 m, el soporte (2) transmite energía desde el yunque (8) directamente al elemento de cimentación tubular (1), en donde el yunque (8) y el soporte (2) están configurados de tal manera que, durante la instalación del elemento de cimentación tubular (1) , el material de suelo que entra en el elemento de cimentación tubular (1) por debajo del yunque (8) y del soporte (2) es comprimido directamente tanto por el yunque (8) como por el soporte (2),

en donde

el yunque (8) y el soporte (2) están configurados de tal manera que la parte del elemento de cimentación tubular situada por encima del soporte tras dicha instalación del elemento de cimentación tubular no contiene material de suelo o contenga muy poca cantidad del mismo.

8. Método de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el soporte (2) se proporciona en la mitad superior del elemento de cimentación tubular (1), en particular en el cuarto superior del elemento de cimentación tubular (1).

9. Método de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, en donde el dispositivo de hincado (7) y/o el yunque (8) son sujetados por el elemento de cimentación tubular (1) durante el hincado del mismo.

10. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7-9, en donde el elemento de cimentación tubular (1) se coloca directamente sobre la formación de terreno (4) y, posteriormente, se instala en la formación de terreno (4).

11. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7-10, que comprende además una etapa de colocar una plantilla (6) que tiene al menos dos guías (3) para guiar un elemento de cimentación tubular (1) en la formación de terreno (4), en particular antes de colocar el elemento de cimentación tubular (1) en la formación de terreno (4).

12. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7-11, en donde, durante el hincado del elemento de cimentación tubular (1) en la formación de terreno subacuática (4) se libera agua del elemento de cimentación tubular (1), en particular al menos desde la parte situada entre una formación de terreno (4) y el soporte (2).