海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單樁基礎(chǔ)及施工方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單樁基礎(chǔ)，包括鋼管樁和灌注樁，所述鋼管樁頂面安裝有風(fēng)機(jī)塔筒，所述鋼管樁穿過(guò)海床面，并垂直立在水下基巖頂面上，所述鋼管樁內(nèi)部下端設(shè)有混凝土連接段，所述混凝土連接段向下延伸設(shè)有所述灌注樁，所述灌注樁下端固嵌于基巖內(nèi)，上端與所述混凝土連接段固接成一體，所述灌注樁由至少一個(gè)支撐樁組成，所述支撐樁的截面均為矩形。本發(fā)明還提供了一上述種海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單樁基礎(chǔ)的施工方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單樁基礎(chǔ)及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于一種固定構(gòu)造，涉及一種海洋工程建筑結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)和一種海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能作為最具可開(kāi)發(fā)價(jià)值的可再生能源而備受世界矚目。海上風(fēng)電場(chǎng)更因具有風(fēng)速大、有效發(fā)電時(shí)間長(zhǎng)、不占用陸地、距離負(fù)荷中心近等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的可開(kāi)發(fā)前景。我國(guó)幅員遼闊，海岸線長(zhǎng)，海上風(fēng)能資源十分豐富。
[0003]海上風(fēng)機(jī)必須支撐在海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上；海洋環(huán)境的復(fù)雜性，海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)造價(jià)占海上風(fēng)電場(chǎng)成本的20%以上，因此如何降低風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)造價(jià)，減少風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工周期，促進(jìn)風(fēng)場(chǎng)近早發(fā)電創(chuàng)造效益是開(kāi)發(fā)海上風(fēng)電的重要課題。單粧基礎(chǔ)因其施工方便快捷，經(jīng)濟(jì)性好而備受關(guān)注。
[0004]目前，國(guó)際上70%以上的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)均采用單粧基礎(chǔ)。單粧基礎(chǔ)由一個(gè)鋼管粧沉入海底，鋼管粧直徑通常在5?7m之間。鋼管粧安裝在海下30?60m的地方。傳統(tǒng)單粧一般都采用打粧錘沉入土層。然而我國(guó)遼寧、山東、浙江、福建、廣東、廣西等沿海存在大面積淺覆蓋層地基，因?yàn)榛鶐r面埋藏深度淺，往往無(wú)法將鋼管粧沉入設(shè)計(jì)需要的設(shè)計(jì)高程，往往需要嵌巖施工。目前粧基嵌巖多采用圓形截面，通常施工效率較為低下，對(duì)海上施工窗口的適應(yīng)性差，拖長(zhǎng)了工期。單粧嵌巖施工效率低也成了在淺覆蓋層地基上使用單粧基礎(chǔ)的最大制約，使得單粧基礎(chǔ)這一經(jīng)濟(jì)性好又施工高效的海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)型式的推廣受到了較大限制，極大增加了這類(lèi)地區(qū)海上風(fēng)電的建設(shè)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明在于提供一種海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)及施工方法，首次在海上風(fēng)電粧基礎(chǔ)中提出矩形組合灌注粧，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中粧基嵌巖用圓形截面，施工效率低，對(duì)海上施工窗口的適應(yīng)性差，拖長(zhǎng)了工期的技術(shù)問(wèn)題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)，1.海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)，包括鋼管粧和灌注粧，所述鋼管粧頂面安裝有風(fēng)機(jī)塔筒，所述鋼管粧穿過(guò)海床面，并垂直立在水下基巖頂面上，所述鋼管粧內(nèi)部下端設(shè)有混凝土連接段，所述混泥土連接段向下延伸設(shè)有所述灌注粧，所述灌注粧下端固嵌于基巖內(nèi)，上端與所述混凝土連接段固接成一體，所述灌注粧由至少一個(gè)支撐粧組成，所述支撐粧的截面均為矩形。
[0007]作為優(yōu)選，所述支撐粧組合成的灌注粧截面上下、左右對(duì)稱(chēng)。
[0008]作為優(yōu)選，所述灌注粧的軸心與所述混凝土連接段的軸心重合。
[0009]作為優(yōu)選，所述灌注粧的截面為正方形或‘十’字形或‘二’字形或‘三’字形或‘王’字形或‘工’字形。
[0010]作為優(yōu)選，所述混凝土連接段的下端面與鋼管粧的下端面齊平，所述混凝土連接段的下端面與水下基巖頂面緊貼。[0011 ]如上所述，本發(fā)明的海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)，具有以下有益效果:
[0012]傳統(tǒng)圓形單粧一般都采用打粧錘沉入土層;對(duì)于沿海存在大面積淺覆蓋層地基，基巖面埋藏深度淺情況，往往無(wú)法將鋼管粧沉入設(shè)計(jì)需要的設(shè)計(jì)高程，使得單粧應(yīng)用受到較大限制。而全斷面嵌巖使用的嵌巖設(shè)備需要專(zhuān)門(mén)研制，設(shè)備少，費(fèi)用高。傳統(tǒng)的圓形嵌巖灌注粧施工效率低，海上作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重制約工期，施工成本高。
[0013]本發(fā)明的單粧基礎(chǔ)，灌注粧采用矩形截面的支撐粧組合而成，施工時(shí)采用高效的嵌巖設(shè)備液壓銑槽機(jī)在淺覆蓋層地基上實(shí)施嵌巖開(kāi)槽并形成嵌巖灌注粧，大大提高了單粧基礎(chǔ)嵌巖施工效率，解決淺覆蓋層地區(qū)嵌巖施工速度慢，施工窗口少的矛盾，節(jié)約施工成本。
[0014]本發(fā)明還提供了一上述種海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)的施工方法，包括如下步驟:
[0015]使用打粧錘進(jìn)行沉粧施工，將鋼管粧穿過(guò)海床面，使得鋼管粧立在水下基巖面頂面上；
[0016]使用成槽設(shè)備加工成矩形槽，隨后在槽孔內(nèi)澆筑混凝土形成矩形支撐粧組合成灌注粧，使得灌注粧嵌固于基巖內(nèi)，灌注粧向上延伸至鋼管粧內(nèi)；
[0017]向鋼管粧內(nèi)灌注混凝土，形成混凝土連接段，且該混凝土連接段與所述灌注粧上端固接成一體。
[0018]作為優(yōu)選，所述成槽設(shè)備選用液壓銑槽機(jī)等高效成槽設(shè)備。
[0019]如上所述，本發(fā)明的海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)的施工方法，具有以下有益效果:
[0020]相對(duì)圓形槽的加工工藝，采用錘擊、回轉(zhuǎn)加工，施工效率低，海上作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重制約工期，施工成本高。使用液壓銑槽機(jī)加工矩形截面的槽，效率高、工期短。該施工方法簡(jiǎn)單，施工速度快且不需要特制設(shè)備，將大大降低單粧基礎(chǔ)嵌巖施工費(fèi)用低。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1顯示為本發(fā)明的實(shí)施例1中的海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2顯不為圖1中A-A的截面視圖。
[0023]圖3顯示為本發(fā)明的實(shí)施例2中的海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)的灌注粧的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4顯示為本發(fā)明的實(shí)施例3中的海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)的灌注粧的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖5顯示為本發(fā)明的實(shí)施例4中的海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)的灌注粧的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖6顯示為本發(fā)明的實(shí)施例5中的海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)的灌注粧的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖7顯示為本發(fā)明的實(shí)施例6中的海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)的灌注粧的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]零件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0029]I一一鋼管粧，
[0030]2——灌注粧，
[0031]3一一混凝土連接段，
[0032]4一一風(fēng)機(jī)塔筒，
[0033]5--基巖頂面。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0035]須知，本說(shuō)明書(shū)所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說(shuō)明書(shū)所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容所能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說(shuō)明書(shū)中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語(yǔ)，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
[0036]實(shí)施例1
[0037]如圖1所示，本實(shí)施例提供一種海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)，包括鋼管粧I和灌注粧2，鋼管粧I頂面安裝有風(fēng)機(jī)塔筒4，鋼管粧I穿過(guò)海床面，并垂直立在水下基巖頂面上，鋼管粧內(nèi)部下端設(shè)有混凝土連接段3，混泥土連接段3向下延伸設(shè)有灌注粧2，灌注粧2下端嵌固于基巖內(nèi)，上端與混凝土連接段3固接成一體?；炷吝B接段3的下端面與鋼管粧I的下端面齊平，混凝土連接段3的下端面與水下基巖頂面緊貼。混凝土連接段3的上端面低于海床面。
[0038]結(jié)合圖2所示，灌注粧2由兩個(gè)支撐粧組合而成，灌注粧2呈十字結(jié)構(gòu)，十字灌注粧2的軸心與混凝土連接段3的軸心重合。
[0039]具體的一種海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)，設(shè)置環(huán)境如下:以海平面為基準(zhǔn)，海床面距離為-15m，基巖面距離海床面20m。選擇鋼管粧I的直徑為6.5m，長(zhǎng)度為50m，風(fēng)機(jī)塔筒4的下端距離海平面15m，混凝土連接段3高6m，灌注粧采用十字型。十字型灌注粧2延伸至水下基巖面下方Sm，十字型灌注粧2埋入混凝土 m。
[0040]本實(shí)施例還提供了上述海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)的施工方法，包括如下步驟:
[0041 ]搭設(shè)施工平臺(tái)進(jìn)行打粧和嵌巖施工；
[0042]先搭設(shè)施工平臺(tái)。
[0043]使用打粧錘進(jìn)行沉粧施工，將鋼管粧穿過(guò)海床面，使得鋼管粧立在水下基巖面頂面上；
[0044]使用液壓銑槽機(jī)進(jìn)行一字槽孔施工，完畢后進(jìn)行垂直方向的槽孔施工，從而形成十字槽孔。然后整體吊裝十字型鋼筋籠，澆筑混凝土，一次形成十字型灌注粧和混凝土連接段。從而將灌注粧和鋼管粧連接起來(lái)。使用液壓銑鑿巖，施工效率高，施工費(fèi)用低。
[0045]實(shí)施例2
[0046]結(jié)合圖3所示，以實(shí)施例1為基礎(chǔ)，灌注粧2由一個(gè)支撐粧組合而成，灌注粧2呈正方形，正方形灌注粧2的軸心與混凝土連接段3的軸心重合。施工方法參見(jiàn)實(shí)施例1。
[0047]實(shí)施例3
[0048]結(jié)合圖4所示，以實(shí)施例1為基礎(chǔ)，灌注粧2由一個(gè)支撐粧組合而成，灌注粧2呈二字形，二字形灌注粧2的軸心與混凝土連接段3的軸心重合。施工方法參見(jiàn)實(shí)施例1。
[0049]實(shí)施例4
[0050]結(jié)合圖5所示，以實(shí)施例1為基礎(chǔ)，灌注粧2由一個(gè)支撐粧組合而成，灌注粧2呈三字形，三字形灌注粧2的軸心與混凝土連接段3的軸心重合。施工方法參見(jiàn)實(shí)施例1。
[0051 ] 實(shí)施例5
[0052]結(jié)合圖6所示，以實(shí)施例1為基礎(chǔ)，灌注粧2由一個(gè)支撐粧組合而成，灌注粧2呈王字形，王字形灌注粧2的軸心與混凝土連接段3的軸心重合。施工方法參見(jiàn)實(shí)施例1。
[0053]實(shí)施例6
[0054]結(jié)合圖7所示，以實(shí)施例1為基礎(chǔ)，灌注粧2由一個(gè)支撐粧組合而成，灌注粧2呈工字形，工字形灌注粧2的軸心與混凝土連接段3的軸心重合。施工方法參見(jiàn)實(shí)施例1。
[0055]上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)，包括鋼管粧和灌注粧，所述鋼管粧頂面安裝有風(fēng)機(jī)塔筒，所述鋼管粧穿過(guò)海床面，并垂直立在水下基巖頂面上，所述鋼管粧內(nèi)部下端設(shè)有混凝土連接段，所述混泥土連接段向下延伸設(shè)有所述灌注粧，所述灌注粧下端固嵌于基巖內(nèi)，上端與所述混凝土連接段固接成一體，其特征在于，所述灌注粧由至少一個(gè)支撐粧組成，所述支撐粧的截面均為矩形。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)，其特征在于:所述支撐粧組合成的灌注粧截面上下、左右對(duì)稱(chēng)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)，其特征在于:所述灌注粧的軸心與所述混凝土連接段的軸心重合。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)，其特征在于:所述灌注粧的截面為正方形或‘十’字形或‘二’字形或‘三’字形或‘王’字形或‘工’字形。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)，其特征在于:所述混凝土連接段的下端面與鋼管粧的下端面齊平，所述混凝土連接段的下端面與水下基巖頂面緊貼。6.一種權(quán)利要求1-5任一所述的海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)的施工方法，其特征在于:包括如下步驟: 使用打粧錘進(jìn)行沉粧施工，將鋼管粧穿過(guò)海床面，使得鋼管粧立在水下基巖面頂面上； 使用成槽設(shè)備加工成矩形槽，隨后在槽孔內(nèi)澆筑混凝土形成矩形支撐粧組合成灌注粧，使得灌注粧嵌固于基巖內(nèi)，灌注粧向上延伸至鋼管粧內(nèi)； 向鋼管粧內(nèi)灌注混凝土，形成混凝土連接段，且該混凝土連接段與所述灌注粧上端固接成一體。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)單粧基礎(chǔ)的施工方法，其特征在于:所述成槽設(shè)備選用液壓銑槽機(jī)。
【文檔編號(hào)】E02D27/42GK105862906SQ201610364480
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月27日
【發(fā)明人】樂(lè)治濟(jì)
【申請(qǐng)人】上海勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司