本發(fā)明涉及一種海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)抗壓承載力試驗(yàn)裝置及其實(shí)施方法，特別針對(duì)海上風(fēng)電大尺寸樁基、大荷載作用下的單樁抗壓試驗(yàn)。

背景技術(shù)：

我國(guó)近海風(fēng)資源豐富、風(fēng)速穩(wěn)定、對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響小、年利用小時(shí)數(shù)高、不占用土地資源等優(yōu)點(diǎn)，正成為世界各國(guó)的重點(diǎn)研究與發(fā)展方向。

目前國(guó)內(nèi)對(duì)近海海相地層（粉砂、粘土及相互夾層）對(duì)風(fēng)機(jī)樁基礎(chǔ)承載力影響的研究成果較少，也沒有相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范。不同地域的海床荷載決定不同的樁基礎(chǔ)承載型式和承載特性。目前海上風(fēng)機(jī)單樁基礎(chǔ)的直徑通常可達(dá)4-6m，通過試驗(yàn)研究大直徑鋼管樁的承載能力特性十分必要，但現(xiàn)有的傳統(tǒng)試驗(yàn)方法不能滿足大直徑鋼管樁的試驗(yàn)要求，因此，需要設(shè)計(jì)一種單樁承載力試驗(yàn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，公開了一種海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)抗壓承載力試驗(yàn)裝置，此試驗(yàn)裝置極大的節(jié)省了海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)試驗(yàn)的成本，而且提高了工作效率，降低了試驗(yàn)強(qiáng)度。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：一種海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)抗壓承載力試驗(yàn)裝置，它包括打入泥面以下持力層以獲得穩(wěn)定性的試驗(yàn)樁，所述試驗(yàn)樁同一直線上傾斜打入，并固定安裝有兩根基準(zhǔn)樁，在試驗(yàn)樁和基準(zhǔn)樁的兩側(cè)對(duì)稱打入多根錨樁，所述多根錨樁的頂部通過限位鋼管固定相連，在錨樁的頂部安裝有試樁平臺(tái)，所述試樁平臺(tái)的頂部安裝有反力架系統(tǒng)。

所述反力架系統(tǒng)包括樁帽，所述樁帽固定安裝在錨樁的頂部，所述樁帽上焊接有錨樁牛腿；所述錨樁牛腿上固定有雙拼邊梁，所述雙拼邊梁的頂部安裝有壓梁，所述壓梁的兩端通過拉桿與錨樁牛腿的底板固定相連將雙拼邊梁固定在錨樁牛腿頂部，在兩組雙拼邊梁上通過加勁肋鋼板固定安裝有三拼主梁。

所述錨樁牛腿包括肋板和底板，所述肋板垂直交叉布置，固定焊接在底板的頂部。

所述三拼主梁和試驗(yàn)樁之間安裝有液壓千斤頂，所述液壓千斤頂?shù)牡锥撕晚敹烁靼惭b有一個(gè)分配盤，所述液壓千斤頂通過信號(hào)線與試驗(yàn)儀器、測(cè)量和數(shù)據(jù)采集器相連。

所述錨樁和基準(zhǔn)樁的頂部構(gòu)件混凝土承臺(tái)作為混凝土高樁承臺(tái)基礎(chǔ)，在混凝土承臺(tái)的頂部固定安裝風(fēng)機(jī)塔筒。

本發(fā)明有如下有益效果：

1、在試驗(yàn)樁附近打入錨樁和基準(zhǔn)樁，在錨樁上搭設(shè)水上試樁平臺(tái)；錨樁上加焊鋼牛腿做抗壓反力支撐，安裝單樁抗壓靜載荷試驗(yàn)反力架系統(tǒng)，待試驗(yàn)結(jié)束后，基準(zhǔn)樁和錨樁繼續(xù)作為海上風(fēng)電高樁承臺(tái)基礎(chǔ)的鋼管群樁使用，此方法極大的節(jié)省了海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)試驗(yàn)的成本。本裝置及方法施工簡(jiǎn)便、效果顯著、對(duì)海上試驗(yàn)裝備要求低、極大地節(jié)省費(fèi)用。通過單樁抗壓靜載荷試驗(yàn)反力架系統(tǒng)能夠?qū)﹀^樁的安裝強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而使其滿足設(shè)計(jì)要求，保證后續(xù)的施工安全。

2、在試驗(yàn)結(jié)束之后，繼續(xù)在錨樁和基準(zhǔn)樁的頂部構(gòu)件混凝土承臺(tái)作為混凝土高樁承臺(tái)基礎(chǔ)，然后在混凝土承臺(tái)的頂部固定安裝風(fēng)機(jī)塔筒，混凝土高樁承臺(tái)的造價(jià)約1100萬，1根試樁的造價(jià)約1400萬，試樁結(jié)束后把試樁錨樁和基準(zhǔn)樁用作混凝土高樁承臺(tái)的錨樁，節(jié)約試驗(yàn)成本1000萬左右，成本控制顯著。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的試樁平面圖。

圖2為A-A剖面圖。

圖3為抗壓反力架立面圖。

圖4為抗壓反力架平面圖。

圖5為錨樁牛腿平面圖。

圖6為錨樁牛腿平面圖。

圖7為高樁承臺(tái)示意圖。

圖中：試驗(yàn)樁1、錨樁2、分配盤3、液壓千斤頂4、三拼主梁5、樁帽6、雙拼邊梁7、壓梁8、基準(zhǔn)樁9、肋板10、底板11、限位鋼管12、試樁平臺(tái)13、拉桿14、加勁肋鋼板15、混凝土承臺(tái)16、風(fēng)機(jī)塔筒17；

2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6都為錨樁。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說明。

如圖1-7，一種海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)抗壓承載力試驗(yàn)裝置，它包括打入泥面以下持力層以獲得穩(wěn)定性的試驗(yàn)樁1，所述試驗(yàn)樁1同一直線上傾斜打入，并固定安裝有兩根基準(zhǔn)樁9，在試驗(yàn)樁1和基準(zhǔn)樁9的兩側(cè)對(duì)稱打入多根錨樁2，所述多根錨樁2的頂部通過限位鋼管12固定相連，在錨樁2的頂部安裝有試樁平臺(tái)13，所述試樁平臺(tái)13的頂部安裝有反力架系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中所述的錨樁2工有6根，其中錨樁的根數(shù)將根據(jù)需求而定，通過限位鋼管12加強(qiáng)了錨樁的整體性，限制錨樁在試驗(yàn)中發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，保證了試驗(yàn)效果。

進(jìn)一步的，所述反力架系統(tǒng)包括樁帽6，所述樁帽6固定安裝在錨樁2的頂部，所述樁帽6上焊接有錨樁牛腿；所述錨樁牛腿上固定有雙拼邊梁7，所述雙拼邊梁7的頂部安裝有壓梁8，所述壓梁8的兩端通過拉桿14與錨樁牛腿的底板固定相連將雙拼邊梁7固定在錨樁牛腿頂部，在兩組雙拼邊梁7上通過加勁肋鋼板15固定安裝有三拼主梁5。

進(jìn)一步的，所述錨樁牛腿包括肋板10和底板11，所述肋板10垂直交叉布置，固定焊接在底板11的頂部。通過焊接保證連接節(jié)點(diǎn)的剛度和可靠度，具體的尺寸根據(jù)荷載需求而定，

進(jìn)一步的，所述三拼主梁5和試驗(yàn)樁1之間安裝有液壓千斤頂4，所述液壓千斤頂4的底端和頂端各安裝有一個(gè)分配盤3，所述液壓千斤頂4通過信號(hào)線與試驗(yàn)儀器、測(cè)量和數(shù)據(jù)采集器相連。

進(jìn)一步的，所述錨樁2和基準(zhǔn)樁9的頂部構(gòu)件混凝土承臺(tái)16作為混凝土高樁承臺(tái)基礎(chǔ)，在混凝土承臺(tái)16的頂部固定安裝風(fēng)機(jī)塔筒17。

本發(fā)明的工作過程和工作原理為：

試驗(yàn)樁1的尺寸和打入深度一般根據(jù)試驗(yàn)方案采定；雙拼邊梁7和三拼主梁5的尺寸需根據(jù)試驗(yàn)所提供的荷載，在保證不出現(xiàn)強(qiáng)度破壞和穩(wěn)定性破壞的前提下根據(jù)計(jì)算確定高、寬、長(zhǎng)度和壁厚。錨樁牛腿部位需要特別注意，需要根據(jù)試驗(yàn)方案的荷載進(jìn)行計(jì)算和數(shù)值模擬，其中肋板10和底板11的尺寸和厚度根據(jù)計(jì)算確定，肋板的數(shù)量和間距的確定需通過焊縫的計(jì)算確定，以保證連接點(diǎn)的剛度和可靠度；錨樁2的樁徑一般小于試驗(yàn)樁1的樁徑，待試驗(yàn)完成后，錨樁2和基準(zhǔn)樁9可以繼續(xù)作為海上風(fēng)電高樁承臺(tái)基礎(chǔ)的鋼管群樁使用，大大的節(jié)約了試驗(yàn)成本。

如圖7所示，在試驗(yàn)結(jié)束之后，繼續(xù)在錨樁2和基準(zhǔn)樁9的頂部構(gòu)件混凝土承臺(tái)16作為混凝土高樁承臺(tái)基礎(chǔ)，然后在混凝土承臺(tái)16的頂部固定安裝風(fēng)機(jī)塔筒17，混凝土高樁承臺(tái)的造價(jià)約1100萬，1根試樁的造價(jià)約1400萬，試樁結(jié)束后把試樁錨樁和基準(zhǔn)樁用作混凝土高樁承臺(tái)的錨樁，節(jié)約試驗(yàn)成本1000萬左右，成本控制顯著。

通過上述的說明內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的未盡事宜，屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)。