[發明專利]一種復合樁基礎

無效

• 申請號: 201210274196.4
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN102852155A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 樂叢歡;丁紅巖;練繼建;張浦陽
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E02D27/12
• 分類號: E02D27/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 琪琛

技術領域

本發明涉及建筑領域的基礎結構，具體的說，是涉及一種樁基礎。

背景技術

海上風電結構屬于垂向荷載相對較小、水平荷載所產生彎矩較大的海上高聳結構，抗傾覆能力要求高。

單樁基礎結構是常見的海上結構物基礎形式，特別是在海上風電領域，以歐洲海上場應用最為廣泛，其結構簡單、受力機制明確，用于1.5MW以下的風力機經濟性較好。然而，因單樁基礎存在抗傾覆能力差、水平向位移大等弱點，隨著海上風機單機容量增加到3MW、5MW或更大，必然導致單樁基礎的直徑、壁厚以及貫入深度急劇增大，致使海上打樁施工困難，建設成本大幅升高。

三樁三腳架、多樁導管架、高樁承臺基礎通過不同方式可以有效地分散荷載，提高抗傾覆能力，但都結構和施工工藝復雜,對海況條件要求高，導致施工周期長、建造成本高。

發明內容

本發明要解決的是現有技術中的上述技術問題，提供一種新型的復合樁基礎，將單樁基礎與四腳導管架基礎有效結合，發揮其各自的優勢，達到減少樁長、樁徑和壁厚的目的，進而降低海上施工成本和材料成本。

為了解決上述技術問題，本發明通過以下的技術方案予以實現：

一種復合樁基礎，包括四腳導管架基礎，所述四腳導管架基礎的桁架頂部中心和底部中心分別設置有筒形的連接段，上下兩個所述連接段插裝有單樁基礎，所述單樁基礎與所述連接段固定連接。

所述單樁基礎的外徑小于所述連接段內徑0.1~60cm。

所述單樁基礎與所述連接段焊接。

所述單樁基礎與所述連接段通過剪力鍵灌漿連接。

所述單樁基礎與所述連接段之間設置有彈性體。

所述連接段的高度為1~3m。

本發明的有益效果是：

本發明的復合樁基礎是將單樁基礎與四腳導管架基礎組合而成的新型結構形式，其整體剛度、抗水平荷載、抗豎向荷載及彎矩能力較單獨的單樁基礎或四腳導管架基礎都有較大提高。

復合樁基礎充分利用了單樁基礎受力明確、土層適用能力強、施工方便以及四腳導管架基礎水平承載能力好等優勢：由于四腳導管架基礎的水平約束，使得海底表層軟土處能夠成為單樁基礎的水平約束，極大提高了復合樁基礎的水平承載力；而四腳導管架基礎與單樁基礎上部相連，使單樁基礎在軟弱地基中的嵌固點上移，改變單樁結構受力模式，有效實現減少風機荷載對基礎產生的彎矩荷載，減少風電結構的水平位移，從而減小樁基礎的樁長、樁徑、壁厚以及貫入深度，使材料成本大幅減少，施工工藝也更為簡單。

附圖說明

圖1是本發明所提供的復合樁基礎的結構示意圖；

圖2是圖1的A-A剖面圖。

圖中：1，四腳導管架基礎；2，單樁基礎；3，連接段；4，彈性體。

具體實施方式

為能進一步了解本發明的發明內容、特點及效果，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：

如圖1和圖2所示，本實施例披露了一種復合樁基礎，主要包括四腳導管架基礎1、單樁基礎2和連接段3。

四腳導管架基礎1包括桁架和四個樁柱，桁架的重量為350t；樁柱直徑為1.5m，壁厚為20mm，長度為15m，四個樁柱間距為30m。

單樁基礎2是直徑為3m，壁厚為30mm，長為30m的鋼制圓筒結構。

連接段3是兩個外徑為3.2m、高度為1.5m的鋼制圓筒結構，分別固定設置在四腳導管架基礎1的桁架的頂部和底部。

單樁基礎2和四腳導管架基礎1通過連接段3結合為一體。單樁基礎2插入上下兩個連接段3之中，單樁基礎2的外徑一般小于連接段3圓筒結構內徑0.1~60cm。單樁基礎2與連接段3之間的固定方式可以是剛性連接，如設置剪力鍵灌漿連接、焊接；也可以是彈性連接，如用橡膠墊等彈性體4填充單樁基礎2與連接段3之間的縫隙。

本實施例的復合樁基礎的施工方法如下：

先將上下兩個連接段3與四腳導管架基礎1焊接，然后施工四腳導管架基礎1，再通過上下兩個連接段3打入單樁基礎2，最后將連接段3與單樁基礎2之間的縫隙通過剛性連接或彈性連接進行處理。

盡管上面結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本發明的保護范圍之內。