CN106120846A - 一种海上风电场单桩基础及施工方法 - Google Patents

Abstract

一种海上风电场单桩基础，包括单桩管，单桩管穿过海底淤泥层竖直支撑于密实层表面，在单桩管内插入有内模钢筒，在单桩管与内模钢筒之间的间隙内插入有多根钢管桩，钢管桩下端穿过海底密实层插入在海底强风化岩层内，本发明适用于海床地质条件复杂的海上风电场。

Description

一种海上风电场单桩基础及施工方法

技术领域

本发明涉及一种海上风电场单桩基础及施工方法。

背景技术

国内海上风电场经过多年的探索和相关工程实践，已成功应用的海上风机基础包括单桩基础、导管架基础（多种型式）、髙桩承台基础、低桩承台基础等基础型式。总体而言，综合国内海上风电场实际条件和施工能力，单桩基础是一种常见的海上风电基础型式，在欧洲也得到了广泛应用，这是由于其具有造价低、施工简便和建设周期短的特点，是目前投资方在建设海上风电场时最希望采用的基础型式。

目前国内海上风电场和以北海区域为代表的欧洲海上风电场条件相比具有一定的差异，欧洲北海区域地质条件是以砂土、粗砂、砂砾石为代表具有较好承载力海床，而我国江苏、浙江、河北是以软土（浅表层以淤泥、淤泥质土、软粘土）为主的地层；广东、福建、辽宁和山东以浅表层软土、底部为基岩为代表地层，且受台风、冰冻等影响，潮差变化大，波浪较高，与欧洲海上风电场海洋环境条件具有一定的差别，而单桩基础是通过侧面土压力来抵抗风电机组荷载，利用桩与土之间的摩擦力抵抗竖向荷载，对海床地质条件要求较高，因而不适用于海床地质条件复杂的海上风电场。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种海上风电场单桩基础，能够适用于各种海床地质条件复杂的海上风电场。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种海上风电场单桩基础，包括单桩管，单桩管穿过海底淤泥层竖直支撑于密实层表面，在单桩管内插入有内模钢筒，在单桩管与内模钢筒之间的间隙内插入有多根钢管桩，钢管桩下端穿过海底密实层插入在海底强风化岩层内，在单桩管内侧和内模钢筒之间浇筑海工混凝土，达到在底部将单桩管与钢管桩固定连接的目的。

各根钢管桩是绕着内模钢筒轴线均匀分布。

在单桩管外套有一可上下移动的圆环形端盖，所述端盖是由多块瓣片构成，各瓣片之间通过螺丝可拆卸式连接。

一种海上风电场单桩基础的施工方法，包括如下步骤：

第一步、首先使用打桩锤进行沉桩施工，将单桩管穿过淤泥层打桩至密实层表面；

第二步、利用单桩管基础搭设施工平台，使得多根钢管桩打桩穿过密实层达到设计深度，如遇弱风化岩层，可采用钢管桩嵌岩施工工艺，既钢管桩打桩到设计深度后，向钢管桩灌注混凝土；

第三步、清理单桩管底部海床杂物，然后下内模钢筒，在单桩管内侧和内模钢筒之间下钢丝笼后，浇筑海工混凝土，将单桩管与钢管桩固定连接。

本发明的有益效果为：本发明结合多管桩的原理，将单桩与硬基基础或岩基基础固连，既保留了单摩桩擦桩的特性，又有群桩的特点，节约海上风电场的投资，同时缩短了海上风电场的建设周期，可以利用已有装备和施工工艺即可实施，适用于各类海床地质条件复杂的海上风电场，并且施工方法简单，不需要使用专门设备，施工费用低。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明下述实施例1的剖面结构示意图，

图2为图1中A-A处的剖面示意图，

图3为本发明下述实施例2的剖面结构示意图，

图4为图3中B-B处的剖面示意图。

图中：单桩管1、内模钢筒2、钢管桩3、混凝土4、混凝土嵌岩部分5、端盖6、瓣片61。

具体实施方式

实施例1：

如图1和2所示：一种海上风电场单桩基础，包括单桩管1，单桩管1顶面与风机塔筒连接，单桩管1穿过海底淤泥层竖直支撑于密实层表面，在单桩管1内插入有内模钢筒2，在单桩管1与内膜钢筒之间的间隙内插入有多根钢管桩3，钢管桩3下端穿过海底密实层插入在海底强风化岩层内，达到在底部将单桩管与钢管桩固定连接的目的。

各根钢管桩3是绕着内模钢筒2轴线均匀分布。

一种海上风电场单桩基础的施工方法，包括如下步骤：

第一步、首先使用打桩锤进行沉桩施工，将单桩管1穿过淤泥层打桩至密实层表面，此时单桩管1无法继续打桩通过密实层，既无法利用密实层作为持力层；

第二步、利用单桩管1基础搭设施工平台，利用多个钢管桩3在单桩管1内侧打桩至设计深度，如遇弱风化岩层，可采用钢管桩3嵌岩施工工艺，既钢管桩3打桩到设计深度后，向钢管桩3灌注混凝土；

第三步、清理单桩管1底部海床杂物，然后下内模钢筒2，在单桩管1内侧和内模钢筒2之间下钢丝笼后，浇筑海工混凝土4，将单桩管1与钢管桩3固定连接。

本发明结合多管桩的原理，利用钢管桩3可打桩通过碎裂强风化岩的特点，将单桩1与硬基基础或岩基基础固连，既保留了单摩桩擦桩的特性，又有群桩的特点，节约海上风电场的投资，同时缩短了海上风电场的建设周期，可以利用已有装备和施工工艺即可实施，适用于各类海床地质条件复杂的海上风电场，并且施工方法简单，不需要使用专门设备，施工费用低。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上做出的进一步改进，具体为：如图3和4所示，在单桩管1外套有一可上下移动的圆环形端盖6，所述端盖6是由多块瓣片61构成，各瓣片61之间通过螺丝可拆卸式连接。在单桩管1打桩至密实层表面后，可以将端盖6套在单桩管1外，让端盖6顺着单桩管1外壁沉入海底，将端盖6打桩压在淤泥层或密实层表面，为单桩管1提供支撑，防止单桩管1倾斜。在安装时，可以取来各块瓣片61环绕在单桩管1外围，通过螺丝将各瓣片61连接成整体。

Claims (4)

1.一种海上风电场单桩基础，包括单桩管（1），单桩管（1）穿过海底淤泥层竖直支撑于密实层表面，其特征在于：在单桩管（1）内插入有内模钢筒（2），在单桩管（1）与内模钢筒之间的间隙内插入有多根钢管桩（3），钢管桩（3）下端插入海底密实层或强风化岩层内，在单桩管（1）内侧和内模钢筒（2）之间设有钢丝笼和海工混凝土。

2.根据权利要求1所述的一种海上风电场单桩基础，其特征在于：各根钢管桩（3）是绕着内模钢筒（2）轴线均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种海上风电场单桩基础，其特征在于：在单桩管（1）外套有一可上下移动的圆环形端盖（6），所述端盖（6）是由多块瓣片（61）构成，各瓣片（61）之间通过螺丝可拆卸式连接。

4.使用权利2所述的海上风电场单桩基础的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步、首先使用打桩锤进行沉桩施工，将单桩管（1）穿过淤泥层打桩至密实层表面；

第二步、利用打桩设备或利用单桩管（1）基础搭设施工平台，使得多根钢管桩（3）打桩穿过密实层达到设计深度，如遇弱风化岩层，可采用钢管桩（3）嵌岩施工工艺，既钢管桩（3）打桩到设计深度后，向钢管桩（3）灌注混凝土；

第三步、清理单桩管（1）底部海床杂物，然后下内模钢筒（2），在单桩管（1）内侧和内模钢筒（2）之间下钢丝笼后，浇筑海工混凝土（4），将单桩管（1）与钢管桩（3）固定连接。