本發(fā)明涉及一種海上風(fēng)電場單樁基礎(chǔ)及施工方法。

背景技術(shù)：

國內(nèi)海上風(fēng)電場經(jīng)過多年的探索和相關(guān)工程實踐，已成功應(yīng)用的海上風(fēng)機基礎(chǔ)包括單樁基礎(chǔ)、導(dǎo)管架基礎(chǔ)（多種型式）、髙樁承臺基礎(chǔ)、低樁承臺基礎(chǔ)等基礎(chǔ)型式?？傮w而言，綜合國內(nèi)海上風(fēng)電場實際條件和施工能力，單樁基礎(chǔ)是一種常見的海上風(fēng)電基礎(chǔ)型式，在歐洲也得到了廣泛應(yīng)用，這是由于其具有造價低、施工簡便和建設(shè)周期短的特點，是目前投資方在建設(shè)海上風(fēng)電場時最希望采用的基礎(chǔ)型式。

目前國內(nèi)海上風(fēng)電場和以北海區(qū)域為代表的歐洲海上風(fēng)電場條件相比具有一定的差異，歐洲北海區(qū)域地質(zhì)條件是以砂土、粗砂、砂礫石為代表具有較好承載力海床，而我國江蘇、浙江、河北是以軟土（淺表層以淤泥、淤泥質(zhì)土、軟粘土）為主的地層；廣東、福建、遼寧和山東以淺表層軟土、底部為基巖為代表地層，且受臺風(fēng)、冰凍等影響，潮差變化大，波浪較高，與歐洲海上風(fēng)電場海洋環(huán)境條件具有一定的差別，而單樁基礎(chǔ)是通過側(cè)面土壓力來抵抗風(fēng)電機組荷載，利用樁與土之間的摩擦力抵抗豎向荷載，對海床地質(zhì)條件要求較高，因而不適用于海床地質(zhì)條件復(fù)雜的海上風(fēng)電場。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種海上風(fēng)電場單樁基礎(chǔ)，能夠適用于各種海床地質(zhì)條件復(fù)雜的海上風(fēng)電場。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種海上風(fēng)電場單樁基礎(chǔ)，包括單樁管，單樁管穿過海底淤泥層豎直支撐于密實層表面，在單樁管內(nèi)插入有內(nèi)模鋼筒，在單樁管與內(nèi)模鋼筒之間的間隙內(nèi)插入有多根鋼管樁，鋼管樁下端穿過海底密實層插入在海底強風(fēng)化巖層內(nèi)，在單樁管內(nèi)側(cè)和內(nèi)模鋼筒之間澆筑海工混凝土，達到在底部將單樁管與鋼管樁固定連接的目的。

各根鋼管樁是繞著內(nèi)模鋼筒軸線均勻分布。

在單樁管外套有一可上下移動的圓環(huán)形端蓋，所述端蓋是由多塊瓣片構(gòu)成，各瓣片之間通過螺絲可拆卸式連接。

一種海上風(fēng)電場單樁基礎(chǔ)的施工方法，包括如下步驟：

第一步、首先使用打樁錘進行沉樁施工，將單樁管穿過淤泥層打樁至密實層表面；

第二步、利用單樁管基礎(chǔ)搭設(shè)施工平臺，使得多根鋼管樁打樁穿過密實層達到設(shè)計深度，如遇弱風(fēng)化巖層，可采用鋼管樁嵌巖施工工藝，既鋼管樁打樁到設(shè)計深度后，向鋼管樁灌注混凝土；

第三步、清理單樁管底部海床雜物，然后下內(nèi)模鋼筒，在單樁管內(nèi)側(cè)和內(nèi)模鋼筒之間下鋼絲籠后，澆筑海工混凝土，將單樁管與鋼管樁固定連接。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明結(jié)合多管樁的原理，將單樁與硬基基礎(chǔ)或巖基基礎(chǔ)固連，既保留了單摩樁擦樁的特性，又有群樁的特點，節(jié)約海上風(fēng)電場的投資，同時縮短了海上風(fēng)電場的建設(shè)周期，可以利用已有裝備和施工工藝即可實施，適用于各類海床地質(zhì)條件復(fù)雜的海上風(fēng)電場，并且施工方法簡單，不需要使用專門設(shè)備，施工費用低。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明：

圖1為本發(fā)明下述實施例1的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2為圖1中A-A處的剖面示意圖，

圖3為本發(fā)明下述實施例2的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，

圖4為圖3中B-B處的剖面示意圖。

圖中：單樁管1、內(nèi)模鋼筒2、鋼管樁3、混凝土4、混凝土嵌巖部分5、端蓋6、瓣片61。

具體實施方式

實施例1：

如圖1和2所示：一種海上風(fēng)電場單樁基礎(chǔ)，包括單樁管1，單樁管1頂面與風(fēng)機塔筒連接，單樁管1穿過海底淤泥層豎直支撐于密實層表面，在單樁管1內(nèi)插入有內(nèi)模鋼筒2，在單樁管1與內(nèi)膜鋼筒之間的間隙內(nèi)插入有多根鋼管樁3，鋼管樁3下端穿過海底密實層插入在海底強風(fēng)化巖層內(nèi)，達到在底部將單樁管與鋼管樁固定連接的目的。

各根鋼管樁3是繞著內(nèi)模鋼筒2軸線均勻分布。

一種海上風(fēng)電場單樁基礎(chǔ)的施工方法，包括如下步驟：

第一步、首先使用打樁錘進行沉樁施工，將單樁管1穿過淤泥層打樁至密實層表面，此時單樁管1無法繼續(xù)打樁通過密實層，既無法利用密實層作為持力層；

第二步、利用單樁管1基礎(chǔ)搭設(shè)施工平臺，利用多個鋼管樁3在單樁管1內(nèi)側(cè)打樁至設(shè)計深度，如遇弱風(fēng)化巖層，可采用鋼管樁3嵌巖施工工藝，既鋼管樁3打樁到設(shè)計深度后，向鋼管樁3灌注混凝土；

第三步、清理單樁管1底部海床雜物，然后下內(nèi)模鋼筒2，在單樁管1內(nèi)側(cè)和內(nèi)模鋼筒2之間下鋼絲籠后，澆筑海工混凝土4，將單樁管1與鋼管樁3固定連接。

本發(fā)明結(jié)合多管樁的原理，利用鋼管樁3可打樁通過碎裂強風(fēng)化巖的特點，將單樁1與硬基基礎(chǔ)或巖基基礎(chǔ)固連，既保留了單摩樁擦樁的特性，又有群樁的特點，節(jié)約海上風(fēng)電場的投資，同時縮短了海上風(fēng)電場的建設(shè)周期，可以利用已有裝備和施工工藝即可實施，適用于各類海床地質(zhì)條件復(fù)雜的海上風(fēng)電場，并且施工方法簡單，不需要使用專門設(shè)備，施工費用低。

實施例2：

本實施例是在實施例1的基礎(chǔ)上做出的進一步改進，具體為：如圖3和4所示，在單樁管1外套有一可上下移動的圓環(huán)形端蓋6，所述端蓋6是由多塊瓣片61構(gòu)成，各瓣片61之間通過螺絲可拆卸式連接。在單樁管1打樁至密實層表面后，可以將端蓋6套在單樁管1外，讓端蓋6順著單樁管1外壁沉入海底，將端蓋6打樁壓在淤泥層或密實層表面，為單樁管1提供支撐，防止單樁管1傾斜。在安裝時，可以取來各塊瓣片61環(huán)繞在單樁管1外圍，通過螺絲將各瓣片61連接成整體。