CN102444140A - 一种海上风电机组地基组合基础 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海上风电机组地基组合基础，包括上端通过法兰盘与风机塔筒连接、下端插入到海底泥面以下的钢管桩，所述钢管桩泥面以下部分的外周面套装有上端面为封闭式结构的负压筒，所述负压筒内沿钢管桩径向均匀设有若干个分舱隔板，所述钢管桩与所述负压筒之间设有粘结层。优选负压筒的横截面为圆环形，该圆环形负压筒内设置有3-8个分舱隔板。本发明的组合基础具有较好水平承载力、安全可靠，施工难度和施工成本低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及风电机组地基，具体涉及一种用于海上风电机组地基的组合式基础。
背景技术
如今全球的能源危机越来越严重，尤其是作为主要能源的煤和石油，不仅资源有限、不可再生，而且还会对环境造成严重污染，近年来温室效应、全球变暖已成为全球瞩目的环境危机。因此，清洁绿色能源必然成为未来趋势。而风能就是其中之一。近几年来，世界风能市场每年都以40％的速度增长，风力发电已成为技术最成熟、最具规模开发和商业化发展前景的新能源。与内陆风电相比，海岸与海上风电具有高风速、低风切变、低湍流、高产出以及使用寿命长等优势。海上风电逐渐成为风电发展的一个新的亮点而备受世界众多国家的重视。
目前应用最多的是单桩基础，但随着风机单机容量不断增加，单桩的直径也越来越大，3MW风电机组单桩直径已经到达了4.5m，甚至更大。与海上石油平台等结构不同，风电机组地基基础主要是受大弯矩荷载控制，竖向荷载相对较小。而风机机组对水平度非常严格，为到达此目标，单桩直径需要做的很大，而造成单桩基础竖向承载力远远高于基础实际所需，且增大了海上打桩施工的难度，导致工程的建造成本提高。因此，需要针对上述问题，提出了一种可以有效降低海上风电机组地基基础建造成本的风电机组地基基础。
发明内容
本发明的目的是针对现有海上风电机组单桩基础容易水平变位的问题，提供一种具有较好水平承载力、安全可靠的的单桩与负压筒组合式海上风电机组地基组合基础，该基础可极大减小钢管桩桩径，降低了施工难度和施工成本。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：
本发明海上风电机组地基组合基础，包括上端通过法兰盘与风机塔筒连接、下端插入到海底泥面以下的钢管桩，所述钢管桩泥面以下部分的外周面套装有上端面为封闭式结构的负压筒，所述负压筒内沿钢管桩径向均匀设有若干个分舱隔板，所述钢管桩与所述负压筒之间设有粘结层。
在上述技术方案中，所述负压筒的横截面优选呈圆环形。
所述粘结层由普通水泥浆、环氧胶泥和高强灌浆料其中之一构成。
所述负压筒内设置有3-8块分舱隔板。
本发明海上风电机组地基组合基础的有益效果如下：本发明通过现有的单桩基础的钢管桩外通过粘结层套装有负压筒，使负压筒牢固地套装在钢管桩上，且所述负压筒位于海底泥面下，增大了泥面下风电机组地基基础与海底泥面接触面，达到提高单桩基础的水平承载力的目的，从而避免了传统单桩基础为控制水平变位导致桩径过于粗大的问题；其次，钢管桩打桩时可借助负压筒内直筒的导向作用，防止桩的倾斜，提高打桩的质量，有利于桩顶倾斜度的控制；此外，在单桩基础外周面套装钢质负压筒之后还可以减少单桩基础周围海床的冲刷，提高单桩基础的稳定性。本发明在同时满足竖向承载力与水平承载力的前提下，不至于使钢管桩的桩径过大，降低了建造和施工成本，提高了施工速度，缩短了施工周期。
附图说明
图1为连接有风机塔筒的本发明风电机组地基组合基础的纵剖视图；
图2为本发明风电机组地基组合基础的俯视图。
图中，1钢管桩；2.粘结层；3.负压筒；31.负压筒外筒；32.负压筒内筒；4.分舱隔板；5.法兰盘；6.风机塔筒
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述：
如图1、2所示，该海上风电机组地基组合基础包括一钢管桩1，钢管桩1的上端连接有法兰盘5，通过法兰盘5连接风机塔筒6，钢管桩1的下端插入到海底泥面以下，插入到泥面以下的钢管桩1外套装有负压筒3，该负压筒3的横截面为圆环形，包括负压筒外筒31和负压筒内筒32构成的上端封闭的圆环形筒结构，其中负压筒外筒31和内筒32之间形成半封闭空间，圆环形负压筒3内沿钢管桩径向设置有四个分舱隔板4，将圆环形负压筒3的半封闭空间分割成四个空间相同的区域。该分舱隔板4的数量可根据地基强度需要调节，优选3-8块分舱隔板。负压筒内筒32的直径略大于钢管桩1的直径，以使负压筒 内筒32可套装在钢管桩1外周面上，负压筒3与钢管桩1之间注入高粘度材料构成的粘结层2，高粘度材料可选普通水泥浆、环氧胶泥和高强灌浆料等，通过粘结层2使钢管桩1和负压筒3牢固连接成一整体。
实施例1以桩径为4m的钢管桩为例，钢管柱1桩长50m，壁厚为0.04m，负压筒3为圆环形负压筒，高度为10m，其中负压筒内筒32直径为4.02m，负压筒外筒31直径为15m，钢管桩1与负压筒内筒32间通过环氧胶泥构成的粘结层2，使圆环形负压筒3套接在钢管桩1的外周面上，且圆环形负压筒3的顶面与钢管柱1插入到的海底泥面持平。使用时将负压筒3通过负压沉降之海底泥面以下，然后以负压筒内筒32的内直筒为打桩导向，将钢管桩1打入设计深度；再将钢管桩1与负压筒3连接处灌入高强度粘结材料，两者连接为一整体；最后在钢管桩1的上端通过法兰盘5安装风机塔筒6即可。
上述描述仅对本发明的优选实施例进行了示意性描述，本发明并不局限于上述的具体实施方式，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，如负压筒外筒的形状也可为多边形等其他形状，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种海上风电机组地基组合基础，包括上端通过法兰盘与风机塔筒连接、下端插入到海底泥面以下的钢管桩，其特征在于，所述钢管桩泥面以下部分的外周面套装有上端面为封闭式结构的负压筒，所述负压筒内沿钢管桩径向均匀设有若干个分舱隔板，所述钢管桩与所述负压筒之间设有粘结层。
2.根据权利要求1所述的海上风电机组地基组合基础，其特征在于，所述负压筒的横截面呈圆环形。
3.根据权利要求1所述的海上风电机组地基组合基础，其特征在于，所述粘结层由普通水泥浆、环氧胶泥和高强灌浆料的其中之一构成。
4.根据权利要求1所述的海上风电机组地基组合基础，其特征在于，所述负压筒内设置有3-8块分舱隔板。
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