[發明專利]海上巖石地基條件下預應力自鎖錨桿加強變徑單樁風機基礎及其施工方法

有效

• 申請號: 201610799066.0
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN106320360B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 馬逸鵠;何桂榮;呂兆華
• 申請（專利權）人: 江蘇金海新能源科技有限公司;同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司
• 主分類號: E02D27/42
• 分類號: E02D27/42
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 楊海軍

本發明公開了一種海上巖石地基條件下預應力自鎖錨桿加強變徑單樁風機基礎及其施工方法，該基礎包括變徑單樁基礎(1)和預應力套管自鎖頭錨桿(2)；變徑單樁基礎(1)包括水中變徑段鋼筒(3)和入土段直筒(4)，水中變徑段鋼筒(3)頂部與上部塔筒(5)連接，入土段直筒(4)內壁和外壁焊接有內靴梁(6)和外靴梁(7)；鋼套管(8)穿過外靴梁(7)，并焊接在入土段直筒(4)的外壁；預應力套管自鎖頭錨桿(2)穿過鋼套管(8)，下端錨固在巖石中，上端通過壓接頭(9)固定在鋼套管(8)頂面。本發明設計的變徑單樁基礎可與其不同高度的受力大小匹配，結構更加高效、經濟，且抗疲勞性能和耐久性能強。

技術領域

本發明屬于海上風力發電塔基礎技術領域，具體涉及到一種海上巖石地基條件下預應力自鎖錨桿加強變徑單樁風機基礎及其施工方法。

背景技術

近年來，隨著我國風電事業的蓬勃發展，陸上待開發的優良場址逐漸減少，風電場的建設正向海上轉移。海上風機的荷載環境特殊而復雜，現有基礎形式大多存在施工難、成本高等問題。因此需要研究和開發成本低廉、施工簡便的海上風機基礎形式。目前海上巖石地基條件下的風機多采用單樁基礎，這種基礎形式存在以下不足：

①不同機位巖層分布差異很大，樁長設計、制作存在不確定性；

②在巖石地基上打大口徑單樁難度較大，沉樁的可能深度存在不確定性；

③現有對單樁底部和巖石間加強錨固的“中間鉆多孔錨樁法”只能起到加強樁底抗剪的作用，很難起到樁和巖石之間抗彎承載力傳遞的作用。

為了解決以上問題，本發明提出了一種海上巖石地基條件下預應力自鎖錨桿加強變徑單樁風機基礎及其施工方法。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種結構設計合理，施工方便，可自浮拖航的預應力自鎖錨桿加強變徑單樁風機基礎，本發明另一個目的是提供該預應力自鎖錨桿加強變徑單樁風機基礎的施工方法。本發明提供的預應力自鎖錨桿加強變徑單樁風機基礎可以拖浮航行，將預應力自鎖錨桿應用在單樁風機基礎中，可以減小基礎尺寸和重量，提高基礎耐久性，可應用于19米左右的深海區巖石地基。

技術方案：為了實現以上目的，本發明采取的技術方案為：

一種海上巖石地基條件下預應力自鎖錨桿加強變徑單樁風機基礎，它包括變徑單樁基礎和預應力套管自鎖頭錨桿；變徑單樁基礎包括水中變徑段鋼筒和入土段直筒，水中變徑段鋼筒頂部通過法蘭螺栓與上部塔筒連接，入土段直筒內壁和外壁焊接有內靴梁和外靴梁；沿環向均勻布置的鋼套管穿過外靴梁，并焊接在入土段直筒的外壁；預應力套管自鎖頭錨桿自上而下穿過鋼套管，下端錨固在巖石中，上端通過壓接頭固定在鋼套管頂面；

所述的鋼套管懸臂段每隔一定高度(優選2～6米)與環梁連接，環梁與變徑段鋼筒之間通過徑向連桿和支撐桿連接，形成穩定的受力體系；

所述的預應力套管自鎖頭錨桿桿體采用預應力鋼絞線，預應力鋼絞線下端連接自鎖頭，外套工具式頂管。

作為優選方案，以上所述的海上巖石地基條件下預應力自鎖錨桿加強變徑單樁風機基礎，運輸時，入土段直筒下部筒體內安裝有內氣囊，內氣囊充氣后外周包裹有繩網，繩網與箍環連接固定；入土段直筒外壁與安裝在鋼桁架上的液壓提升器相連，鋼桁架與鋼梁相連，鋼梁與橫墊木相連，橫墊木和浮筒相連。

一種海上巖石地基條件下預應力自鎖錨桿加強變徑單樁風機基礎的施工方法，包括以下步驟：

a.首先在工廠制作變徑段鋼筒、入土段直筒、鋼套管、預應力套管自鎖頭錨桿、壓接頭、環梁、徑向連桿、支撐桿、防撞桁架、屈曲耗能支撐、鋼桁架、鋼梁和橫墊木；在入土段直筒側壁焊接鋼套管，入土段直筒內壁和外壁焊接內靴梁和外靴梁，內靴梁內側焊接繩網箍環；