CN105297764A - 海上风电场风机单桩基础及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种海上风电场风机单桩基础，包括钢管桩和灌注桩，所述钢管桩顶面安装有风机塔筒，所述钢管桩穿过覆盖层垂直支撑于水下基岩顶面，所述钢管桩内下端设有混凝土连接段；几根所述灌注桩下端嵌固于基岩内，且它们上端均与所述混凝土连接段固接成一体。由于几根所述灌注桩下端嵌固于基岩内，且它们上端均与设在所述钢管桩内下端的混凝土连接段固接成一体，这样能够实现采用现有设备在浅覆盖层地基上实施单桩基础，利于推广使用，且费用低。本发明还提供一种海上风电场风机单桩基础的施工方法，该施工方法简单，且不需要专门设备，施工费用低。

Description

海上风电场风机单桩基础及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种风电场风机基础，特别是涉及一种海上风电场风机单桩基础及其施工方法。
背景技术
风能作为最具可开发价值的可再生能源而备受世界瞩目。海上风电场更因具有风速大、有效发电时间长、不占用陆地、距离负荷中心近等优点，具有很好的可开发前景。我国幅员辽阔，海岸线长，海上风能资源十分丰富。
海上风机必须支撑在海上风机基础上；海洋环境的复杂性，海上风机基础造价占海上风电场成本的20％以上，因此如何降低风机基础造价，减少风机基础海上风机基础施工周期，促进风场近早发电创造效益是开发海上风电的重要课题。单桩基础因其施工方便快捷，经济性好而备受关注。
目前，国际上70％以上的风机基础均采用单桩基础。单桩基础由一个钢管桩沉入海底，钢管桩直径通常在4～6m之间。钢管桩安装在海床下30～60m的地方。传统单桩一般都采用打桩锤沉入土层。然而我国辽宁、山东、浙江、福建、广东、广西等沿海存在大面积浅覆盖层地基，因为基岩面埋藏深度浅，往往无法将钢管桩沉入设计需要的设计高程，使得单桩应用受到较大限制。最近出现了单桩全断面嵌岩技术。然而全断面嵌岩使用的嵌岩设备需要专门研制，设备专用性强，且费用高，不利于推广使用。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的第一个目的在于提供一种海上风电场风机单桩基础，用于解决现有技术中存在的上述技术问题。
本发明的第二个目的在于提供一种海上风电场风机单桩基础的施工方法。
为实现上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：
一种海上风电场风机单桩基础，包括钢管桩和灌注桩，所述钢管桩顶面安装有风机塔筒，所述钢管桩穿过覆盖层垂直支撑于水下基岩顶面，所述钢管桩内下端设有混凝土连接段；几根所述灌注桩下端嵌固于基岩内，且它们上端均与所述混凝土连接段固接成一体。
进一步地，三根所述灌注桩下端嵌固于基岩内，且三根所述灌注桩上端均与所述混凝土连接段固接成一体。
进一步地，三根所述灌注桩在基岩上的投影沿同一圆周均匀分布。
如上所述，本发明的海上风电场风机单桩基础，具有以下有益效果：
所述钢管桩支撑于水下基岩顶面，所述钢管桩内下端设有混凝土连接段；几根所述灌注桩下端嵌固于基岩内，且它们上端均与所述混凝土连接段固接成一体，这样能够实现采用现有设备在浅覆盖层地基上实施单桩基础，利于推广使用，且费用低。
为实现上述第二个目的，本发明提供如下技术方案：
一种海上风电场风机单桩基础的施工方法，包括如下步骤：
首先使用打桩锤进行沉桩施工，使得所述钢管桩穿过覆盖层并支撑于基岩面顶面；
利用单桩基础搭设施工平台，使得几根所述灌注桩下端嵌固于基岩内；
向所述钢管桩内灌注混凝土，形成混凝土连接段，且该混凝土连接段与所述灌注桩上端固接成一体。
如上所述，本发明的海上风电场风机单桩基础的施工方法，具有以下有益效果：
该施工方法简单，且不需要专门设备，施工费用低。
附图说明
图1显示为本发明的海上风电场风机单桩基础示意图。
图2显示为沿图1中A-A剖视图。
图3显示为沿图1中B-B剖视图。
元件标号说明
1钢管桩
2灌注桩
3风机塔筒
4基岩顶面
5混凝土连接段
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，本发明提供一种海上风电场风机单桩基础，包括钢管桩1和灌注桩2，所述钢管桩1顶面安装有风机塔筒3，所述钢管桩1穿过覆盖层垂直支撑于水下基岩顶面4，所述钢管桩1内下端设有混凝土连接段5；几根所述灌注桩2下端嵌固于基岩内，且它们上端均与所述混凝土连接段5固接成一体。
优选地，三根所述灌注桩2下端嵌固于基岩内，且三根所述灌注桩2上端均与所述混凝土连接段5固接成一体。三根所述灌注桩2在基岩上的投影沿同一圆周均匀分布。在保证连接强度和支撑强度，以及方便施工和节省材料前提下，三根所述灌注桩2直径相同且互不接触，见图2和图3。
传统单桩一般都采用打桩锤沉入土层；对于沿海存在大面积浅覆盖层地基，基岩面埋藏深度浅情况，往往无法将钢管桩沉入设计需要的设计高程，使得单桩应用受到较大限制。全断面嵌岩使用的嵌岩设备需要专门研制，设备少，费用高。然而，本发明的海上风电场风机单桩基础由于所述钢管桩1支撑于水下基岩顶面4，所述钢管桩1内下端设有混凝土连接段5；以及几根所述灌注桩2下端嵌固于基岩内，且它们上端均与所述混凝土连接段5固接成一体，这样能够实现采用现有设备在浅覆盖层地基上实施单桩基础，利于推广使用，且费用低，见图1。
参考图1，本发明还提供了一种海上风电场风机单桩基础的施工方法，包括如下步骤：
首先使用打桩锤进行沉桩施工，使得所述钢管桩1穿过覆盖层并支撑于基岩面顶面；
利用单桩基础搭设施工平台，使得几根所述灌注桩2下端嵌固于基岩内；
向所述钢管桩1内灌注混凝土，形成混凝土连接段5，且该混凝土连接段5与所述灌注桩2上端固接成一体。
由上可知，本发明的海上风电场风机单桩基础的施工方法比较简单，且不需要专门设备，施工费用低。
综上所述，本发明提提供了海上风电场风机单桩基础，由于几根所述灌注桩2下端嵌固于基岩内，且它们上端均与设在所述钢管桩1内下端的混凝土连接段5固接成一体，这样能够实现采用现有设备在浅覆盖层地基上实施单桩基础，利于推广使用，且费用低。本发明还提供一种海上风电场风机单桩基础的施工方法，该施工方法简单，且不需要专门设备，施工费用低。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种海上风电场风机单桩基础，其特征在于，包括钢管桩(1)和灌注桩(2)，所述钢管桩(1)顶面安装有风机塔筒(3)，所述钢管桩(1)穿过覆盖层垂直支撑于水下基岩顶面(4)，所述钢管桩(1)内下端设有混凝土连接段(5)；几根所述灌注桩(2)下端嵌固于基岩内，且它们上端均与所述混凝土连接段(5)固接成一体。
2.根据权利要求1所述的海上风电场风机单桩基础，其特征在于：三根所述灌注桩(2)下端嵌固于基岩内，且三根所述灌注桩(2)上端均与所述混凝土连接段(5)固接成一体。
3.根据权利要求2所述的海上风电场风机单桩基础，其特征在于：三根所述灌注桩(2)在基岩上的投影沿同一圆周均匀分布。
4.如权利要求1所述的海上风电场风机单桩基础的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：首先使用打桩锤进行沉桩施工，使得所述钢管桩(1)穿过覆盖层并支撑于基岩面顶面；利用单桩基础搭设施工平台，使得几根所述灌注桩(2)下端嵌固于基岩内；
向所述钢管桩(1)内灌注混凝土，形成混凝土连接段(5)，且该混凝土连接段(5)与所述灌注桩(2)上端固接成一体。
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