[發明專利]一種海上可調平的多腿導管架打旋樁基礎及其施工方法

有效

• 申請號: 202010220666.3
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111364497B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 王武斌;丁紅巖;林毅峰;張浦陽;張權;黃宣旭;樂叢歡
• 申請（專利權）人: 丁紅巖;張浦陽;上海易斯特海洋工程技術有限公司
• 主分類號: E02D27/42
• 分類號: E02D27/42;E02D27/12;E02D27/52
• 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

本發明屬于海上基礎結構技術領域，公開了一種海上可調平的多腿導管架打旋樁基礎及其施工方法，導管架下部連接有多個環形筒，每個環形筒設置有臨時固定裝置和給排水閥門；每個環形筒通過其內筒注漿連接有打旋樁，打旋樁包括樁身和設置于樁身外側的打旋承載葉片，打旋承載葉片用于旋入地基中提供主要承載力。本發明將傳統的導向架施工轉化為吸力下沉調平作業，將傳統的打樁施工轉化為打旋樁入泥作業，同時利用多個環形筒進行精準定位和水下調平，可以增加基礎承載能力，實現精準調平，提高施工效率。

技術領域

本發明屬于海上基礎技術領域，具體的說，是涉及一種海上可調平的多腿導管架基礎及其施工方法。

背景技術

海上多樁導管架基礎結構在設計使用中，樁基起著至關重要的作用，導管架所受到的荷載通過樁基傳遞到海床中，從而穩定整個導管架平臺。目前的多樁導管架基礎結構及施工一般是兩種形式：先進行鋼管樁的打入，再安裝導管架(先樁法)；先安裝導管架，再將鋼管樁打入各導向孔(后樁法)。這兩種方法對樁身垂直度、樁頂誤差和海底平整度均有一定的要求，同時導管架的水平度較難控制，產生傾斜后整體結構不易調平。同時，隨著風電開發逐漸走向深遠海，多樁導管架基礎的鋼管樁直徑和深度不斷增加，打樁的難度也在不斷增大。

發明內容

本發明著力于解決現有多樁導管架基礎結構樁基施工難度較大和導管架易傾斜難調平的技術問題，提供一種海上可調平的多腿導管架打旋樁基礎及其施工方法，可以增加基礎承載能力，實現精準調平，提高施工效率。

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：

一種海上可調平的多腿導管架打旋樁基礎，包括導管架，所述導管架下部連接有多個環形筒，每個所述環形筒是由外筒、內筒和頂蓋構成下部開口的筒形結構，其頂蓋設置有臨時固定裝置和給排水閥門；

每個所述環形筒通過其內筒灌漿連接有打旋樁，所述打旋樁包括樁身和樁身外側設置的傾斜狀或螺旋狀的打旋承載葉片，所述打旋承載葉片用于旋入地基。

進一步地，所述導管架包括多根主腿和若干支撐結構連接構成的桁架結構，所述主腿與所述環形筒的數量相同；所述導管架的主腿預留有設計水位以下的注水孔。

進一步地，所述基礎就位場地存在軟弱土層，則基礎在位狀態下所述打旋樁對應于軟弱土層所在位置的高度布置所述打旋承載葉片。

進一步地，基礎就位場地存在硬土層，則所述打旋樁底部布置所述打旋承載葉片。

進一步地，所述打旋承載葉片為傾斜狀，圍繞樁身軸線均勻布置且傾斜方向一致，其傾斜角度為30～150°。

進一步地，所述打旋承載葉片為螺旋狀，圍繞樁身軸線均勻布置且旋轉方向一致，其螺旋角度18～360°。

進一步地，所述打旋樁的樁身頂部設置有錨固葉片，所述錨固葉片用于插入所述環形筒的內筒，并與所述內筒灌漿連接。

一種上述海上可調平的多腿導管架打旋樁基礎的施工方法，按照如下步驟進行：

(1)陸上完成所述導管架、所述環形筒、所述打旋樁的預制，將各個所述環形筒與所述導管架連接，將所述打旋樁插入所述內筒，并通過所述臨時固定裝置環抱約束所述打旋樁；得到陸上拼裝整體結構；

(2)將步驟(1)得到的整體結構吊裝入水，并將所述整體結構運輸到指定安裝位置；

(3)定位后，打開各所述環形筒的給排水閥門放氣，使所述整體結構排氣下沉；

(4)所述整體結構下沉至所述環形筒接觸泥面后，解除所述臨時固定裝置；

(5)采用打樁設備對所述打旋樁進行打樁，打樁過程中所述打旋樁在所述打旋承載葉片與土體的相互作用下自動向下旋轉入土；