[發明專利]海上風電單樁桶復合基礎及施工方法

在審

• 申請號: 201710374499.6
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107217682A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 李曉舟;傅一帆;黃周泉
• 申請（專利權）人: 中交第三航務工程局有限公司;中交上海三航科學研究院有限公司;中交上海港灣工程設計研究院有限公司
• 主分類號: E02D27/42
• 分類號: E02D27/42;E02D27/12;E02D27/52
• 代理公司: 上海光華專利事務所31219
• 代理人: 李峰

技術領域

本發明涉及一種海上風電基礎，特別是涉及一種海上風電單樁桶復合基礎及施工方法。

背景技術

如今全球的能源危機越來越嚴重，尤其是作為主要能源的煤和石油，不僅資源有限，不可再生，而且還會對環境造成嚴重污染。近年來溫室效應、全球變暖已成為全球矚目的環境危機，因此，清潔綠色能源必然成為未來趨勢，而風能就是其中之一。我國幅員遼闊，海岸線長，海上風能資源十分豐富。海上風電場具有風速大、有效發電時間長、不占用陸地、距離負荷中心近等優點，具有很好的可開發前景。

海上風電場風機基礎的結構型式可分為重力式基礎、單樁基礎、多柱基礎、吸力式基礎等。風機基礎的結構選型，需從基礎結構特點、自然地質條件、海上施工技術與經驗以及經濟性方面進行分析比較。

單樁基礎一般指單根鋼管樁基礎，其結構特點是施工方便快捷，經濟性好；單樁基礎由一根鋼管樁構成，其埋入深度由水深和地質條件決定。單樁基礎因為成本低、施工方便而在國外獲得了廣泛應用，在歐洲采用單樁基礎的比例達70％以上。單樁基礎主要承受風、浪等水平荷載作用，其水平承載性能是其適用與否的關鍵。在淤泥層較厚的特殊地質中，傳統的單樁基礎不適合使用。目前國內最大的單樁基礎，樁徑為6.0-6.5m，而未來要發展6MW風機，單樁基礎樁徑將達8-10m的，而國內目前并無8-10m樁基的施工能力。因此缺乏一種能進一步提升單樁基礎的承載能力的基礎。

申請號為201510221582.0的中國發明專利說明書中公開了了一種由單樁與重力式聯合的海上風電場風機基礎，它包括豎直插入海床中的鋼管樁，鋼管樁的上端與過渡段連接，過渡段的上端與風機塔筒連接，鋼管樁的下端穿過重力式基礎錨固于海床上。上述基礎在鋼管樁靠近海床面的位置附加中空重力式基礎，增強了靠近海床面處的單樁基礎剛度，然而無法進一步提升單樁基礎的承載能力。

發明內容

本發明要解決的第一個技術問題是提供一種海上風電單樁桶復合基礎，以克服現有技術的上述缺陷。

為實現上述目的，本發明提供一種海上風電單樁桶復合基礎，包括鋼管單樁和桶體，所述桶體的中間位置設有沿軸向貫通的連接套筒部，所述鋼管單樁的下端穿過所述連接套筒部并插入海床中，所述鋼管單樁與所述連接套筒部之間灌漿連接；所述鋼管單樁上套設有止沉環，所述止沉環位于所述桶體的下方，所述桶體與所述止沉環密封連接。

優選地，所述桶體為鋼制件，所述桶體的高度為H，且3m≤H≤10m。。

優選地，所述連接套筒部向上延伸出所述桶體。

優選地，所述止沉環焊接在所述鋼管單樁上。

優選地，所述止沉環的上端面嵌設有密封圈，所述密封圈位于所述止沉環和所述桶體之間。

優選地，所述桶體內沿徑向設有多個加強肋板，每個加強肋板的一端連接在所述連接套筒部的外壁上，另一端連接在所述桶體的內壁上。

優選地，所述加強肋板設有六塊，沿所述桶體的周向均勻分布。

本發明要解決的第二個技術問題在于提供一種海上風電單樁桶復合基礎的施工方法，包括以下步驟：S1，將鋼管單樁沉至預定標高；S2，將桶體套入鋼管單樁中，并下沉直至抵靠到止沉環上；S3，將桶體與鋼管單樁之間間隙中的泥漿抽干；S4，在連接套筒與鋼管單樁之間進行灌漿，使桶體與鋼管單樁通過灌漿連接固定，形成整體。

優選地，在步驟S2中，桶體的下沉可采用振動下沉、自重下沉或負壓下沉工藝。

如上所述，本發明涉及的海上風電單樁桶復合基礎及施工方法，具有以下有益效果：本發明結構簡單，設計新穎，設置鋼管單樁和桶體，鋼管單樁穿過桶體并插入海床中，這種復合基礎能夠增加泥面水平剛度，可適用于淤泥層較厚的特殊地質。

附圖說明

圖1為本發明插入海床時的結構示意圖。

圖2為鋼管單樁插入海床時的結構示意圖。

圖3為本發明的立體結構示意圖。

圖4為圖3的主視圖。

圖5為鋼管單樁的立體結構示意圖。

圖6為圖5的主視圖。

圖7為桶體的俯視圖。

圖8為桶體與止沉環密封連接的局部結構示意圖。

元件標號說明

1 鋼管單樁

11止沉環

12密封圈

2 桶體

21連接套筒部

22加強肋板

3 海床

具體實施方式