Đá chìm biển là gì? Các loại, khả năng tương thích đáy biển và hướng dẫn lựa chọn

A đá chìm biển - chính xác hơn được gọi là tàu chìm neo, vật nặng cục hoặc khối dằn bằng bê tông/sắt - là một vật nặng được hạ xuống đáy biển và được nối bằng dây xích với phao, dấu hiệu dẫn đường hoặc tàu neo đậu để giữ nó ở một vị trí cố định. Sự lựa chọn đúng đắn hầu như phụ thuộc hoàn toàn vào loại đáy biển: đá chịu lực (khối bê tông hoặc sắt) phù hợp với đáy cứng, đá hoặc cát nơi không thể đào vào, trong khi các mỏ neo có hình dạng như nấm hoặc kim tự tháp phù hợp với bùn hoặc cát mềm nơi thiết kế có thể đào vào và sử dụng lực hút để tăng thêm lực giữ. Chọn sai loại cho kết cấu đáy là lý do phổ biến nhất khiến dây neo bị kéo lê hoặc bị hỏng.

Dưới đây, chúng tôi phân tích kích thước của các tàu chìm này, vật liệu và hình dạng nào hoạt động tốt nhất trong các điều kiện đáy biển khác nhau và các con số khả năng giữ thực tế sẽ hướng dẫn quyết định mua hoặc lắp đặt.

Đá chìm biển thực sự có tác dụng gì

Trong hệ thống neo đậu và định vị, nhiệm vụ của tàu chìm là cung cấp đủ khối lượng hướng xuống hoặc lực cản đào để giữ cho phao, điểm đánh dấu kênh hoặc điểm neo không bị trôi hoặc bị kéo lỏng do tác động của dòng chảy, thủy triều, gió hoặc sóng. Nó thường được kết nối với phao nổi bằng một sợi xích nặng dài, được gọi là ống nâng, với chính tàu chìm nằm trên hoặc gắn vào đáy biển ở vị trí được chỉ định.

Hai cách một tàu chìm giữ vị trí

Người đánh chìm giữ vị trí của mình thông qua một trong hai cơ chế: trọng lượng chết tuyệt đối , trong đó khối chỉ đơn giản dựa vào việc quá nặng để di chuyển hoặc hút và nhúng , trong đó một mỏ neo có hình dạng sẽ đào sâu vào vật liệu đáy và tạo thêm lực cản từ bùn hoặc cát xung quanh. Các tàu chìm có trọng lượng đơn giản hơn và dễ dự đoán hơn, nhưng chúng cần phải nặng hơn đáng kể so với neo kiểu nhúng để đạt được lực giữ tương tự.

Vật liệu: Bê tông và gang

Hai vật liệu làm chìm phổ biến nhất hoạt động rất khác nhau khi chìm trong nước và sự khác biệt này có tác động trực tiếp, có thể tính toán được đến trọng lượng khô mà bạn cần mua.

Bê tông giảm trọng lượng nhiều hơn dưới nước

Bê tông có trọng lượng đơn vị khô khoảng 150 pound mỗi foot khối , so với khoảng 62,4 pound mỗi foot khối đối với nước biển. Sau khi ngập hoàn toàn, bê tông có thể nhẹ hơn tới 45% so với trọng lượng khô của nó , bởi vì mật độ tương đối thấp của nó có nghĩa là lực nổi sẽ loại bỏ một phần lớn khối lượng của nó. Gang, đặc hơn nhiều, chỉ mất khoảng 10% trọng lượng dưới nước - nghĩa là một trọng lượng khô nhất định của sắt mang lại lực giữ thực tế lớn hơn đáng kể khi nó ở dưới đáy biển.

Tại sao bê tông vẫn được sử dụng rộng rãi

Bất chấp trọng lượng chìm dưới nước, bê tông vẫn là vật liệu chìm phổ biến nhất vì nó rẻ tiền, có thể đúc sẵn trong các khuôn tùy chỉnh ở quy mô lớn và có thể kết hợp với dây gia cố hoặc bu lông mắt nhúng trong quá trình đúc. Đối với mục tiêu lực giữ nhất định, các tàu chìm bê tông chỉ cần có kích thước lớn hơn một thiết bị gang tương đương để bù đắp cho sự mất sức nổi lớn hơn.

Kết hợp hình dạng tàu chìm với loại đáy biển

Hình dạng xác định liệu tàu chìm hoàn toàn dựa vào khối lượng hay có thêm lực giữ khi đào xuống đáy - và hình dạng chính xác phụ thuộc rất nhiều vào chất liệu thực sự của đáy biển.

Neo nấm cho bùn và cát mềm

Các mỏ neo hình nấm, thường được đúc bằng sắt, sử dụng nắp hình cốc chìm vào vật liệu đáy mềm và tạo ra lực hút khi nó chìm vào. Chúng là loại neo neo phổ biến nhất và có trọng lượng từ 25 pound đến 1.000 pound trở lên , với quy tắc chung về kích thước là từ 5 đến 10 lần chiều dài của thuyền tính bằng pound. Chúng hoạt động kém trên đáy cứng hoặc nhiều đá vì không có gì để nắp đào vào.

Neo kim tự tháp cho sức mạnh nắm giữ cao hơn trên mỗi pound

Các mỏ neo hình kim tự tháp có lưỡi đào xuyên qua đáy nhanh hơn và sâu hơn hình nấm, đồng thời diện tích bề mặt rộng tạo ra lực hút mạnh khi neo sâu hơn. Các mỏ neo kim tự tháp thường mang lại khả năng giữ trọng lượng khô gấp 3 đến 10 lần trọng lượng khô của chúng. - ví dụ, một mỏ neo kim tự tháp nặng 650 pound có thể cung cấp lực giữ khoảng 6.500 pound sau khi được nhúng hoàn toàn, khiến nó hiệu quả hơn đáng kể trên mỗi pound so với một khối trọng lượng thông thường.

Khối trọng lượng dành cho đáy cứng hoặc đá

Ở những đáy cứng, nhiều đá hoặc bị nén chặt mà không gì có thể đào vào được, bê tông chịu lực đơn giản hoặc khối sắt là giải pháp tiêu chuẩn. Vì lực giữ ở đây hoàn toàn đến từ khối lượng, nên các khối này cần phải nặng hơn đáng kể - một dây neo có trọng lượng bằng bê tông nặng 8.000 pound thường chỉ cung cấp khoảng 4.000 pound lực giữ thực tế, gần bằng một nửa trọng lượng khô của nó, vì nó không được hưởng lợi từ việc nhúng hoặc hút.

Giữ quyền lực theo loại tàu chìm

Bảng dưới đây tóm tắt cách so sánh các loại quả nặng và neo chính về khả năng giữ liên quan đến trọng lượng của chúng, dựa trên dữ liệu hiện trường điển hình cho từng thiết kế.

Hình mỏ neo vít gây ấn tượng trong bối cảnh: một trường hợp được tham chiếu mô tả một thiết lập phù hợp Neo vít nặng 150 pound thể hiện sức mạnh nắm giữ tương đương với một Tàu chìm bê tông nặng 40.000 pound . Khoảng cách đó minh họa khả năng giữ dựa trên độ chìm có thể vượt trội hơn trọng lượng chết thuần túy đến mức nào - mặc dù neo vít yêu cầu thiết bị lắp đặt chuyên dụng và không phù hợp với đáy đá hoặc rất cứng.

Định cỡ tàu chìm: Các yếu tố thực tế cần xác nhận

Trước khi đặt hàng hoặc đổ tàu chìm, hãy xác nhận những yếu tố này, vì nếu sai bất kỳ yếu tố nào trong số chúng có thể làm giảm kích thước toàn bộ hệ thống neo.

1. Thành phần đáy biển. Kiểm tra hoặc khảo sát vật liệu đáy thực tế - bùn mềm, cát, đất sét nén hoặc đá - vì yếu tố đơn lẻ này quyết định liệu một mỏ neo có hình dạng hay một khối trọng lượng đơn giản là phù hợp.
2. Độ sâu nước và biên độ thủy triều. Nước sâu hơn và dao động thủy triều lớn hơn làm tăng tải trọng mà dây xích và ống nâng truyền tới tàu chìm, điều này ảnh hưởng đến cả trọng lượng tàu chìm và kích thước dây xích.
3. Trọng lượng tàu hoặc kết cấu và độ phơi sáng. Một tàu lớn hơn hoặc một chiếc phao tiếp xúc với điều kiện dòng chảy mạnh, gió mạnh hoặc bão đòi hỏi lực giữ tương đối lớn hơn so với một chiếc neo có mái che, tải nhẹ.
4. Giảm trọng lượng vật liệu và chìm. Yếu tố về mức giảm trọng lượng chìm khoảng 45% của bê tông so với mức giảm khoảng 10% của sắt khi so sánh báo giá trọng lượng khô giữa các vật liệu.
5. Phương pháp cài đặt có sẵn. Khối trọng lượng có thể được hạ xuống bằng sà lan và cần cẩu; Các neo định hình và neo vít có thể yêu cầu lắp đặt thợ lặn hoặc thiết bị thủy lực chuyên dụng, điều này ảnh hưởng đến cả chi phí và độ sâu khả thi.

Bài học chính

Hiệu quả của đá chìm biển phụ thuộc vào chất liệu và hình dạng của nó phù hợp với đáy biển mà nó nằm chứ không chỉ mua loại nặng nhất hiện có. Khối bê tông hoặc khối sắt có trọng lượng riêng là lựa chọn mặc định đáng tin cậy cho đáy cứng hoặc đá, trong khi các neo có hình dạng như kim tự tháp và neo vít mang lại lực giữ lớn hơn đáng kể trên mỗi pound trong bùn hoặc cát - trong một số trường hợp được ghi lại, một mỏ neo được cắm đúng cách có trọng lượng vài trăm pound sẽ hoạt động tốt hơn một khối trọng lượng gấp nhiều lần kích thước của nó. Xác nhận loại đáy biển thực tế trước khi chọn tàu chìm là bước quan trọng nhất để tránh việc neo đậu bị kéo hoặc hỏng khi chịu tải.