[發明專利]一種具有輔助沉放配重結構的筒型基礎及其施工方法

在審

• 申請號: 202110338726.6
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN112900476A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 郭耀華;練繼建;王海軍;楊旭
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E02D27/42
• 分類號: E02D27/42;E02D27/52
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 徐金生

本發明公開了一種具有輔助沉放配重結構的筒型基礎，包括筒型基礎結構；筒型基礎結構包括立柱、過渡段和吸力筒；吸力筒頂部設置有過渡段；過渡段的頂部設置有立柱；吸力筒包括底部開口的吸力筒外壁；吸力筒外壁的頂部設置有吸力筒頂；吸力筒外壁的四周外壁設置多個水刀高壓管；立柱的外壁包裹有環向延展囊；立柱的頂部放置有包括多個配重支撐桿的配重支撐架；每個配重支撐桿的外側端部分別懸掛配重袋；吸力筒頂的頂部徑向四周，設置有筒頂四周配重結構。本發明還相應提供了筒型基礎的施工方法。本發明通過在筒型基礎周圍布置囊、袋以及膜結構，增加配重及增加滲透路徑，輔助筒型基礎入土沉放就位，保障筒型基礎在復雜地質情況下沉放至設計深度。

技術領域

本發明涉及風能工程、新能源和海洋工程技術領域，特別是涉及一種具有輔助沉放配重結構的筒型基礎及其施工方法。

背景技術

風能是取之不盡、用之不竭的可再生清潔能源。目前，風力發電就是最具發展潛力的可持續項目之一。

目前，海上風電作為非水電新能源，發揮越來越重要的作用。現代風力發電機組主要包括塔筒和設置在塔筒頂部的風力發電機，而保證風電機組安全和正常運行的關鍵在于：支撐塔筒的風電基礎結構或通常所說的風機基礎。需要說明的是，塔筒一般指風電基礎以上部分的直立段，為常規上部結構，不屬于基礎內結構。

為了安全、經濟、高效、規模化開發海上風電，選擇合適的基礎結構形式尤為重要，其中，筒型基礎結構可陸上預制，利用小型泵閥系統在現場可快速地安裝，在全球各大風電場中得到了廣泛的應用。

我國南北海岸線長，不同海域地質差異極大，常常給海上風電筒型基礎的現場沉放安裝作業，帶來較大的挑戰。尤其在砂土層較厚及淺層分層土質海域進行筒型基礎的沉放安裝時，經常會遇到滲透破壞、筒壁屈曲、土塞等各種施工過程中的問題，進而導致無法將基礎沉放到設計深度的難題。

筒型基礎入土后的沉放過程，分為自重下沉階段和壓差沉放階段，上述施工中的問題，全部集中在第二階段壓差沉放階段，最主要的原因是：筒型基礎在第一階段的自重入土深入較淺，從而就開啟泵閥，進而導致第二階段實施過早，此時壓差過小，筒型基礎無法繼續下沉，如果增大壓差，又可能引起土體滲透破壞、筒壁屈曲、土塞等問題。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的技術缺陷，提供一種具有輔助沉放配重結構的筒型基礎及其施工方法。

為此，本發明提供了一種具有輔助沉放配重結構的筒型基礎，其包括筒型基礎結構；

筒型基礎結構，包括立柱、過渡段和吸力筒；

圓柱形的吸力筒的頂部，固定設置有圓錐臺形狀的過渡段；

過渡段的頂部，固定設置有垂直分布的立柱；

其中，吸力筒包括底部開口的環形的吸力筒外壁；

吸力筒外壁的頂部，固定設置有圓形的吸力筒頂；

其中，吸力筒外壁的四周外壁，等間距設置有多個垂直分布的、中空的水刀高壓管；

水刀高壓管的底部與吸力筒外壁的底部平齊；

水刀高壓管的底部開口；

其中，立柱的徑向四周外壁，包裹有環向延展囊；

環向延展囊的底部，與過渡段的頂部相接觸；

其中，立柱的頂部中心位置，放置有一個配重支撐架；

配重支撐架，包括沿著周向等間距分布的多個配重支撐桿

每個配重支撐桿的外側端部，向外突出于立柱的頂部，并且分別懸掛有至少一個配重袋；

吸力筒頂的頂部徑向四周，設置有筒頂四周配重結構；