CN105862905A - 一种海上风电嵌岩单桩基础及其施工方法 - Google Patents

一种海上风电嵌岩单桩基础及其施工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105862905A
CN105862905A CN201610359141.1A CN201610359141A CN105862905A CN 105862905 A CN105862905 A CN 105862905A CN 201610359141 A CN201610359141 A CN 201610359141A CN 105862905 A CN105862905 A CN 105862905A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel pipe
pile
single pile
rock
bored concrete
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610359141.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105862905B (zh
Inventor
宋启明
陈强
赖福梁
王磊
吴昀
游先辉
丁欢欢
陈基生
魏兵
赖东璧
张俊财
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujian Xinneng Offshore Wind Power R & D Center Co Ltd
Fujian Yongfu Power Engineering Co Ltd
Original Assignee
Fujian Xinneng Offshore Wind Power R & D Center Co Ltd
Fujian Yongfu Power Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujian Xinneng Offshore Wind Power R & D Center Co Ltd, Fujian Yongfu Power Engineering Co Ltd filed Critical Fujian Xinneng Offshore Wind Power R & D Center Co Ltd
Priority to CN201610359141.1A priority Critical patent/CN105862905B/zh
Publication of CN105862905A publication Critical patent/CN105862905A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105862905B publication Critical patent/CN105862905B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/42—Foundations for poles, masts or chimneys
    • E02D27/425—Foundations for poles, masts or chimneys specially adapted for wind motors masts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/10—Deep foundations
    • E02D27/12—Pile foundations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)
  • Foundations (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

本发明涉及一种海上风电嵌岩单桩基础及其施工方法，包括位于中心且下端插入海床中上端位于海平面之上的钢管单桩，所述钢管单桩上端安装有风机塔筒，钢管单桩内周部或外周部间隔设置有多个固连于钢管单桩的钢管灌注桩，所述钢管灌注桩下端插入海床中上端位于海平面之上，所述钢管灌注桩下端内部灌注有混凝土嵌岩桩，所述混凝土嵌岩桩下端穿出钢管灌注桩下端并嵌固于海床基岩层中。本发明有效解决了目前国内无法实现大直径桩基全断面嵌岩施工的难题，同时提高了桩基水平承载能力与抗倾覆能力，降低了基础结构的动力响应，扩大了单桩基础的适用范围，具有极高的应用价值。

Description

一种海上风电嵌岩单桩基础及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种海上风电嵌岩单桩基础及其施工方法。
背景技术
由于日益严峻的能源危机和环境污染问题的加重，可再生能源的利用逐渐成为人们研究与开发的重点。近年来陆上风电有了大规模的开发，但其具有许多缺点和限制条件，因此海上风力发电以其独特优势开始进入人们视线。海上风力发电的优点有：海上风能资源储存量大同时也更稳定，海面粗糙度小、海上风湍流强度小、风切边小、开发效率更高，不存在噪音干扰、景观破坏等环境污染问题，非常适合大规模的开发。
海上风电场风机基础的结构型式可分为重力式基础、单桩基础、多柱基础、吸力式基础等。风机基础的结构选型，需从基础结构特点、自然地质条件、海上施工技术与经验以及经济性方面进行分析比较。
单桩基础一般指单根钢管桩基础，其结构特点是施工方便快捷，经济性好；单桩基础由一根钢管桩构成，其埋入深度由水深和地质条件决定。单桩基础因为成本低、施工方便而在国外获得了广泛应用，在欧洲采用单桩基础的比例达70％以上。单桩基础主要承受风、浪等水平荷载作用，其水平承载性能是其适用与否的关键。由于整体刚度相对较小，桩身位移往往较大，在波浪、风荷载作用下的结构动力响应较大，容易产生疲劳损伤甚至失效。随着海上风电规模化的开发，风力机组单机容量越来越大，5MW及以上的机组已研发成功并投入使用，采用传统的单桩型式，桩的直径和壁厚将会显著增加，既增加了成本，也增加了施工难度。同时，对于福建等部分省份近海海床覆盖层浅，为了满足基础承载力，桩基往往需要嵌岩，对于大直径单桩，目前嵌岩施工设备缺乏，很难实现大直径全断面嵌岩。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种海上风电嵌岩单桩基础及其施工方法，大大增强了基础结构的整体刚度，解决了大直径单桩嵌岩的施工难题，提高了施工效率。
本发明采用的技术方案是：一种海上风电嵌岩单桩基础，包括位于中心且下端插入海床中上端位于海平面之上的钢管单桩，所述钢管单桩上端安装有风机塔筒，钢管单桩内周部或外周部间隔设置有多个固连于钢管单桩的钢管灌注桩，所述钢管灌注桩下端插入海床中上端位于海平面之上，所述钢管灌注桩下端内部灌注有混凝土嵌岩桩，所述混凝土嵌岩桩下端穿出钢管灌注桩下端并嵌固于海床基岩层中。
进一步的，所述风机塔筒经连接法兰安装于钢管单桩上端。
进一步的，所述钢管灌注桩通过焊接固定于钢管单桩上；所述钢管单桩的直径大于5m，长度为30~100m，所述钢管灌注桩直径为1.5~3m。
本发明采用的另一技术方案是：一种海上风电嵌岩单桩基础的施工方法，包括以下步骤：（1）制作多个小直径钢管灌注桩及一个大直径钢管单桩，并将钢管灌注桩焊接在钢管单桩上组合成整体形成组合单桩；（2）将预制好的组合单桩运至施工海域的相应位置；（3）在钢管单桩上端布置打桩设备，对钢管单桩进行打桩操作，使其与钢管灌注桩组成的组合单桩垂直插入相应海床至预定深度；（4）清理钢管灌注桩内部的泥砂，并通过钢管灌注桩中孔对其底部的海床基岩进行钻孔至预定深度；（5）向钢管灌注桩中灌注混凝土形成嵌入海床中的混凝土嵌岩桩；（6）通过连接法兰将风机塔筒安装在钢管单桩上端。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明有效解决了目前国内无法实现大直径桩基全断面嵌岩施工的难题，同时在圆周上增加的小直径钢管灌注桩大大增强了基础结构的整体刚度，提高了桩基水平承载能力与抗倾覆能力，减小桩身位移，降低了基础结构的动力响应，提高了施工效率，扩大了单桩基础的适用范围，具有极高的应用价值。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例1构造示意图；
图2是本发明实施例1截面图；
图3是本发明实施例2截面图；
图中标号说明：1-钢管单桩、2-风机塔筒、3-钢管灌注桩、4-混凝土嵌岩桩、5-连接法兰。
具体实施方式
如图1~2示出本发明实施例1，一种海上风电嵌岩单桩基础，包括位于中心且下端插入海床中上端位于海平面之上的钢管单桩1，所述钢管单桩1上端安装有风机塔筒2，钢管单桩1外周部间隔设置有多个固连于钢管单桩1的钢管灌注桩3，所述钢管灌注桩3下端插入海床中上端位于海平面之上，所述钢管灌注桩3下端内部灌注有混凝土嵌岩桩4，所述混凝土嵌岩桩4下端穿出钢管灌注桩3下端并嵌固于海床基岩层中，该基础由多个钢管灌注桩3和钢管单桩1组合成整体嵌岩式组合单桩，钢管灌注桩3和钢管单桩1通过焊接连为一体，大大增强了基础结构的整体刚度，从而可以有效减小钢管单桩的直径，有效地解决了大直径单桩嵌岩的施工难题，同时在圆周上增加的小直径钢管灌注桩提高了桩基水平承载能力与抗倾覆能力，降低了基础结构的动力响应，扩大了单桩基础的适用范围，具有极高的应用价值。
在本实施例中，所述风机塔筒2经连接法兰5安装于钢管单桩1上端。
在本实施例中，所述钢管灌注桩3通过焊接固定于钢管单桩1上；所述钢管单桩1的直径大于5m，长度为30~100m，所述钢管灌注桩直径为1.5~3m。
在本实施例中，钢管灌注桩3为圆形钢管结构，且数量至少三个，并且均布在钢管单桩外周部。
如图3示出本发明实施例2，本实施例与实施例1的区别在钢管灌注桩的焊接位置不同，在本实施例中，所述钢管灌注桩焊接在钢管单桩1的内周部，且截面为U形结构。
一种海上风电嵌岩单桩基础的施工方法，包括以下步骤：（1）制作多个小直径钢管灌注桩及一个大直径钢管单桩，并将钢管灌注桩焊接在钢管单桩上组合成整体形成组合单桩；（2）将预制好的组合单桩运至施工海域的相应位置；（3）在钢管单桩上端布置打桩设备，对钢管单桩进行打桩操作，使其与钢管灌注桩组成的组合单桩垂直插入相应海床至预定深度；（4）清理钢管灌注桩内部的泥砂，并通过钢管灌注桩中孔对其底部的海床基岩进行钻孔至预定深度；（5）向钢管灌注桩中灌注混凝土形成嵌入海床中的混凝土嵌岩桩；（6）通过连接法兰将风机塔筒安装在钢管单桩上端。
步骤（1）中钢管灌注桩的直径为1.5~3m，钢管单桩直径大于5m。
本发明有效解决了大直径单桩嵌岩的施工难题，提高了施工效率，同时增强单桩基础整体刚度及其抵抗弯矩的能力，减小桩身位移，扩大了单桩基础的使用范围。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种海上风电嵌岩单桩基础，其特征在于：包括位于中心且下端插入海床中上端位于海平面之上的钢管单桩，所述钢管单桩上端安装有风机塔筒，钢管单桩内周部或外周部间隔设置有多个固连于钢管单桩的钢管灌注桩，所述钢管灌注桩下端插入海床中上端位于海平面之上，所述钢管灌注桩下端内部灌注有混凝土嵌岩桩，所述混凝土嵌岩桩下端穿出钢管灌注桩下端并嵌固于海床基岩层中。
2.根据权利要求1所述的海上风电嵌岩单桩基础，其特征在于：所述风机塔筒经连接法兰安装于钢管单桩上端。
3.根据权利要求2所述的海上风电嵌岩单桩基础，其特征在于：所述钢管灌注桩通过焊接固定于钢管单桩上；所述钢管单桩的直径大于5m，长度为30~100m，所述钢管灌注桩直径为1.5~3m。
4.一种海上风电嵌岩单桩基础的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）制作多个小直径钢管灌注桩及一个大直径钢管单桩，并将钢管灌注桩焊接在钢管单桩上组合成整体形成组合单桩；（2）将预制好的组合单桩运至施工海域的相应位置；（3）在钢管单桩上端布置打桩设备，对钢管单桩进行打桩操作，使其与钢管灌注桩组成的组合单桩垂直插入相应海床至预定深度；（4）清理钢管灌注桩内部的泥砂，并通过钢管灌注桩中孔对其底部的海床基岩进行钻孔至预定深度；（5）向钢管灌注桩中灌注混凝土形成嵌入海床中的混凝土嵌岩桩；（6）通过连接法兰将风机塔筒安装在钢管单桩上端。
CN201610359141.1A 2016-05-27 2016-05-27 一种海上风电嵌岩单桩基础及其施工方法 Active CN105862905B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610359141.1A CN105862905B (zh) 2016-05-27 2016-05-27 一种海上风电嵌岩单桩基础及其施工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610359141.1A CN105862905B (zh) 2016-05-27 2016-05-27 一种海上风电嵌岩单桩基础及其施工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105862905A true CN105862905A (zh) 2016-08-17
CN105862905B CN105862905B (zh) 2018-06-22

Family

ID=56641250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610359141.1A Active CN105862905B (zh) 2016-05-27 2016-05-27 一种海上风电嵌岩单桩基础及其施工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105862905B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106759449A (zh) * 2017-03-30 2017-05-31 福建省水利水电勘测设计院（水利部福建水利水电勘测设计研究院） 一种岩基海床海上风机嵌岩单桩基础及其施工方法
CN107142929A (zh) * 2017-05-25 2017-09-08 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 海上非打入型大直径单桩基础结构及其施工方法
CN108505941A (zh) * 2018-03-07 2018-09-07 江苏龙源振华海洋工程有限公司 一种海上风电钻机钻孔施工工艺
CN109403318A (zh) * 2018-12-17 2019-03-01 福建永福电力设计股份有限公司 一种海上风电植入型单桩基础及其施工方法
CN109853605A (zh) * 2019-02-14 2019-06-07 中交第二航务工程局有限公司 免承台的uhpc桩柱一体结构及施工方法
CN110004964A (zh) * 2019-02-11 2019-07-12 江苏长风海洋装备制造有限公司 一种单桩基础桩顶法兰更换修复工艺
CN110439020A (zh) * 2019-08-22 2019-11-12 上海勘测设计研究院有限公司 具有砂桩加固地基的海上单桩基础
CN112199905A (zh) * 2020-09-30 2021-01-08 长沙理工大学 一种饱和土中二维嵌岩桩轴对称动力响应的确定方法
CN114277834A (zh) * 2022-01-06 2022-04-05 江苏科技大学 风电单桩基础及施工方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011006976A (ja) * 2009-06-28 2011-01-13 Sansei:Kk 鋼管杭・柱結合構造とその構築方法
CN102733407A (zh) * 2011-04-01 2012-10-17 上海同济启明星科技发展有限公司 双环灌芯单桩基础
CN203625893U (zh) * 2013-12-23 2014-06-04 青岛业高建设工程有限公司 嵌岩灌注桩
CN104153384A (zh) * 2014-08-22 2014-11-19 熊翱 海上夹心钢管桩基础及施工方法
CN104818727A (zh) * 2015-05-05 2015-08-05 福建永福工程顾问有限公司 一种单桩-重力式联合海上风电基础
CN105297764A (zh) * 2015-10-30 2016-02-03 上海勘测设计研究院有限公司 海上风电场风机单桩基础及其施工方法
CN205776311U (zh) * 2016-05-27 2016-12-07 福建省新能海上风电研发中心有限公司 一种海上风电嵌岩单桩基础

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011006976A (ja) * 2009-06-28 2011-01-13 Sansei:Kk 鋼管杭・柱結合構造とその構築方法
CN102733407A (zh) * 2011-04-01 2012-10-17 上海同济启明星科技发展有限公司 双环灌芯单桩基础
CN203625893U (zh) * 2013-12-23 2014-06-04 青岛业高建设工程有限公司 嵌岩灌注桩
CN104153384A (zh) * 2014-08-22 2014-11-19 熊翱 海上夹心钢管桩基础及施工方法
CN104818727A (zh) * 2015-05-05 2015-08-05 福建永福工程顾问有限公司 一种单桩-重力式联合海上风电基础
CN105297764A (zh) * 2015-10-30 2016-02-03 上海勘测设计研究院有限公司 海上风电场风机单桩基础及其施工方法
CN205776311U (zh) * 2016-05-27 2016-12-07 福建省新能海上风电研发中心有限公司 一种海上风电嵌岩单桩基础

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106759449B (zh) * 2017-03-30 2023-04-14 福建省水利水电勘测设计院（水利部福建水利水电勘测设计研究院） 一种岩基海床海上风机嵌岩单桩基础及其施工方法
CN106759449A (zh) * 2017-03-30 2017-05-31 福建省水利水电勘测设计院（水利部福建水利水电勘测设计研究院） 一种岩基海床海上风机嵌岩单桩基础及其施工方法
CN107142929A (zh) * 2017-05-25 2017-09-08 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 海上非打入型大直径单桩基础结构及其施工方法
CN108505941A (zh) * 2018-03-07 2018-09-07 江苏龙源振华海洋工程有限公司 一种海上风电钻机钻孔施工工艺
CN109403318A (zh) * 2018-12-17 2019-03-01 福建永福电力设计股份有限公司 一种海上风电植入型单桩基础及其施工方法
CN109403318B (zh) * 2018-12-17 2024-03-26 福建永福电力设计股份有限公司 一种海上风电植入型单桩基础及其施工方法
CN110004964A (zh) * 2019-02-11 2019-07-12 江苏长风海洋装备制造有限公司 一种单桩基础桩顶法兰更换修复工艺
CN109853605A (zh) * 2019-02-14 2019-06-07 中交第二航务工程局有限公司 免承台的uhpc桩柱一体结构及施工方法
CN109853605B (zh) * 2019-02-14 2023-11-03 中交第二航务工程局有限公司 免承台的uhpc桩柱一体结构及施工方法
CN110439020A (zh) * 2019-08-22 2019-11-12 上海勘测设计研究院有限公司 具有砂桩加固地基的海上单桩基础
CN112199905A (zh) * 2020-09-30 2021-01-08 长沙理工大学 一种饱和土中二维嵌岩桩轴对称动力响应的确定方法
CN114277834B (zh) * 2022-01-06 2022-09-23 江苏科技大学 风电单桩基础及施工方法
CN114277834A (zh) * 2022-01-06 2022-04-05 江苏科技大学 风电单桩基础及施工方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105862905B (zh) 2018-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105862905A (zh) 一种海上风电嵌岩单桩基础及其施工方法
CN103225315B (zh) 一种由单桩、筒形基础和锚索组成的海上风电基础
CN105862907B (zh) 环形组合式超大直径海上风电单桩基础及其施工工艺
CN206289651U (zh) 一种单桩锚固的海上风电基础结构
CN101545462B (zh) 一种钢-混凝土组合重力式海上风电机组基础结构
CN108867688A (zh) 一种海上风力发电机组重力式基础及其安装方法
CN104818727A (zh) 一种单桩-重力式联合海上风电基础
CN211646450U (zh) 海上风电单桩-翼板-堆石体复合基础
CN110984214A (zh) 海上风电单桩-翼板-堆石体复合基础及其施工方法
CN205776311U (zh) 一种海上风电嵌岩单桩基础
CA3177328C (en) Novel offshore wind power foundation suitable for shallow overburden layer and construction method thereof
CN102041813A (zh) 一种带稳定翼的海上风力发电机单桩基础结构
CN109853609A (zh) 一种海上风电组合基础
CN204645074U (zh) 一种单桩-重力式联合海上风电基础
CN113279425A (zh) 一种海上风电单桩复合带翼新型筒形基础及其施工方法
CN113186966A (zh) 一种海上风电单桩复合带翼重力式基础及其施工方法
CN201704699U (zh) 海上风机钢结构基础体系
CN201502064U (zh) 海上风机钢结构基础
CN209603168U (zh) 一种海上风电组合基础
CN105862906A (zh) 海上风电场风机单桩基础及施工方法
CN215211130U (zh) 一种用于浅覆盖层海床的预张桩锚组合基础
CN201915419U (zh) 一种带稳定翼的海上风力发电机单桩基础结构
CN206052761U (zh) 一种海上风电场单桩基础
CN205776312U (zh) 环形组合式超大直径海上风电单桩基础
CN205116207U (zh) 一种海上风电场风机复合式嵌岩桩基础

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant