CN107090844A - 海上风电多桩承台复合基础及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供海上风电多桩承台复合基础，包括桶基和多根钢管桩，所述桶基包括上方开口的上层桶体和下方开口的下层桶体，所述上层桶体和所述下层桶体通过隔板分隔；所述隔板上设有多个连接套筒部，每根钢管桩依次穿过相应的连接套筒部和隔板并插入海床中，所述钢管桩和所述连接套筒部灌浆连接；所述上层桶体内浇筑有混凝土；所述上层桶体内还设有塔筒连接段。本发明还提供一种基于海上风电多桩承台复合基础的施工方法。本发明结构简单，设计新颖，设置上方开口的上层桶体和下方开口的下层桶体，上层桶体内设有混凝土作为承载平台，下层桶体沉入海床下，减少基础泥面处的转角，进一步提高了基础的水平承载性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种海上风电基础，特别是涉及一种海上风电多桩承台复合基础及施工方法。
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。我国幅员辽阔，海岸线长，海上风能资源十分丰富。海上风电场具有风速大、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。
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、多桩基础、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。传统的多桩承台基础，施工工序先施工桩基，安装承台模板，浇筑上部承台，拆除承台模板，施工工期较长，基础建设成本较高。
申请号为201310716452.5的中国发明专利说明书中公开了一种双层隔板吸力式桶桩复合基础及其施工方法，它包括吸力式桶和承载桩，将承载桩打入海床，吸力式桶定位后排出水汽并下沉，将护筒套入桩体，以承载桩为导向，采用负压吸水下沉至设计位置，完成沉贯后在吸力式桶内浇筑混凝土，实现桶桩连接。充分发挥了桩基础竖向承载力高的特点，又利用了吸力式桶施工快捷、能承受较大水平力作用的特点。上述桶桩复合基础适用于深水软基海洋结构，然而在淤泥较厚或沙层较多的地质，吸力式桶难以适用，如采用负压吸水下沉的方式，桶快速沉没在淤泥内，难以起到承载作用。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种海上风电多桩承台复合基础，以克服现有技术的上述缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种海上风电多桩承台复合基础，包括桶基和多根钢管桩，所述桶基包括上方开口的上层桶体和下方开口的下层桶体，所述上层桶体和所述下层桶体通过隔板分隔；所述隔板上设有多个连接套筒部，每根钢管桩依次穿过相应的连接套筒部、隔板并插入海床中，所述钢管桩和所述连接套筒部灌浆连接；所述上层桶体内设有钢筋混凝土；所述上层桶体内还设有塔筒连接段。
优选地，所述钢筋混凝土内设有钢筋网。
优选地，所述下层桶体内沿径向设有多个加强肋板，每个加强肋板的端部连接在所述下层桶体的内壁上。
优选地，所述加强肋板设有六块，沿所述下层桶体的周向均匀分布。
优选地，所述连接套筒部设有三个，在所述上层桶体内呈三角对称分布；相应的，所述钢管桩设有三根。
优选地，所述连接套筒部向上延伸出所述上层桶体。
本发明要解决的第二个技术问题在于提供一种基于海上风电多桩承台复合基础的施工方法，包括如下步骤：
S1，将桶基下沉至预定标高，下沉后将桶基调平至指定位置；
S2，依次将不同的钢管桩从相应的连接套筒部内插入到海床中，进行钢管桩沉桩，待钢
管桩沉桩到指定位置后，在钢管桩与连接套筒部之间灌浆，将钢管桩和桶基连接成整体；
S3，在上层桶体内放入钢筋网，然后浇筑混凝土，形成钢筋混凝土承台。
优选地，在步骤S1中，桶基的下沉及调平工艺采用振动下沉、自重下沉或负压下沉工艺进行。
如上所述，本发明涉及的海上风电多桩承台复合基础及施工方法，具有以下有益效果：本发明结构简单，设计新颖，设置上方开口的上层桶体和下方开口的下层桶体，上层桶体内设有钢筋混凝土作为承载平台，下层桶体沉入海床下，减少基础泥面处的转角，进一步提高了基础的水平承载性能。
附图说明
图1为本发明插入海床时的结构示意图。
图2为本发明未设有钢筋混凝土时的结构示意图。
图3为本发明的结构示意图。
图4为桶基的结构示意图。
图5为图4的主视图。
图6为上层桶体的俯视图。
图7为下层桶体的仰视图。
元件标号说明
1 桶基
11 上层桶体
12 下层桶体
121 加强肋板
13 隔板
14 塔筒连接段
15 连接套筒部
16 钢筋混凝土
2 钢管桩
3 海床
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。
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”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至图7所示，本发明提供一种海上风电多桩承台复合基础，包括桶基1和多根钢管桩2，所述桶基1包括上方开口的上层桶体11和下方开口的下层桶体12，所述上层桶体11和所述下层桶体12通过隔板13分隔，所述下层桶体12位于海床3下，能够减少基础泥面处的转角，进一步提高基础的水平承载性能，此处海床3的地质通常为淤泥较厚或沙层较厚的地质。所述隔板13上设有多个连接套筒部15，每根钢管桩2依次穿过相应的连接套筒部15和隔板13并插入海床3中，所述钢管桩2和所述连接套筒部15灌浆连接，使所述钢管桩2和所述连接套筒部15形成整体。所述上层桶体11内浇筑有钢筋混凝土16，形成承台，所述上层桶体11内还设有塔筒连接段14，用于连接风机塔筒。
优选地，所述钢筋混凝土16内设有钢筋网，先在上层桶体11内放置钢筋网，然后浇筑形成钢筋混凝土承台，结构的承载能力较好。如图7所示，优选地，所述下层桶体12内沿径向设有多个加强肋板121，每个加强肋板121的端部连接在所述下层桶体12的内壁上，可在下层桶体12的中间位置设置连接柱，每个加强肋板121的另一端部焊接在所述连接柱上，每个加强肋板121垂直于隔板13布置，并且加强肋板121的上端面焊接在隔板13上，侧面焊接于下层桶体12侧壁处，优选地，所述加强肋板121设有六块，沿所述下层桶体12的周向均匀分布。
优选地，所述连接套筒部15设有三个，在所述上层桶体11内呈三角对称分布，相应的，所述钢管桩2设有三根，即三个连接套筒部15截面的圆心连接形成正三角形，正三角形的中心和上层桶体11的轴线重合。优选地，所述连接套筒部15向上延伸出所述上层桶体11。
在施工之前，需要将施工场地进行整平，本发明提供的海上风电多桩承台复合基础的施工方法如下：S1，对桶基1进行标高，将桶基1下沉至预定标高，下沉后将桶基1调平到指定位置；S2，如图2所示，桶基1施工完毕后，依次将不同的钢管桩2从相应的连接套筒部15内插入到海床3中，进行桩基沉桩，待钢管桩2沉桩到指定位置后，在钢管桩2与连接套筒部15之间通过灌浆连接固定，使钢管桩2和桶基1形成整体；S3，如图1所示，在上层桶体11内放入钢筋网，然后浇筑混凝土，形成钢筋混凝土承台。
优选地，在步骤S1中，桶基1的下沉及调平工艺可根据地质条件采用振动下沉、自重下沉、负压下沉等多种工艺进行，通常在淤泥层较厚的地质中很少采用负压下沉的工艺，避免桶基1直接没入泥面下面，而需另外采用止沉工艺。
本发明采用桶基1作为承台浇筑的模板，减少了承台模板的安装和拆除工序，且大直径桶基沉入泥面以下后，能够减少基础泥面处的转角，进一步提高复合基础的水平承载性能。
综上所述，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 (8)
1.一种海上风电多桩承台复合基础，其特征在于，包括桶基(1)和多根钢管桩(2)，所述桶基(1)包括上方开口的上层桶体(11)和下方开口的下层桶体(12)，所述上层桶体(11)和所述下层桶体(12)通过隔板(13)分隔；所述隔板(13)上设有多个连接套筒部(15)，每根钢管桩(2)依次穿过相应的连接套筒部(15)和隔板(13)并插入海床中，所述钢管桩(2)和所述连接套筒部(15)灌浆连接；所述上层桶体(11)内设有钢筋混凝土(16)；所述上层桶体(11)内还设有塔筒连接段(14)。
2.根据权利要求1所述的海上风电多桩承台复合基础，其特征在于：所述钢筋混凝土(16)内设有钢筋网。
3.根据权利要求1所述的海上风电多桩承台复合基础，其特征在于：所述下层桶体(12)内沿径向设有多个加强肋板(121)，每个加强肋板(121)的端部连接在所述下层桶体(12)的内壁上。
4.根据权利要求3所述的海上风电多桩承台复合基础，其特征在于：所述加强肋板(121)设有六块，沿所述下层桶体(12)的周向均匀分布。
5.根据权利要求1所述的海上风电多桩承台复合基础，其特征在于：所述连接套筒部(15)设有三个，在所述上层桶体(11)内呈三角对称分布；相应的，所述钢管桩(2)设有三根。
6.根据权利要求1所述的海上风电多桩承台复合基础，其特征在于：所述连接套筒部(15)向上延伸出所述上层桶体(11)。
7.一种基于权利要求1至6任一项所述的海上风电多桩承台复合基础的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，将桶基(1)下沉至预定标高，下沉后将桶基(1)调平至指定位置；
S2，依次将不同的钢管桩(2)从相应的连接套筒部(15)内插入到海床(3)中，进行钢管桩(2)沉桩，待钢管桩(2)沉桩到指定位置后，在钢管桩(2)与连接套筒部(15)之间灌浆，将钢管桩(2)和桶基(1)连接成整体；
S3，在上层桶体(11)内放入钢筋网，然后浇筑混凝土，形成钢筋混凝土承台。
8.根据权利要求7所述的施工方法，在步骤S1中，桶基(1)的下沉及调平工艺采用振动下沉、自重下沉或负压下沉工艺进行。
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