一种桩筒复合导管架风机基础及其施工方法技术

本发明专利技术涉及一种桩筒复合导管架风机基础及其施工方法。其中，桩筒复合导管架风机基础包括：支撑桁架；至少一个吸力筒，每一所述吸力筒具有嵌入海床的开口端及相对所述开口端的封闭端，所述封闭端具有连通所述吸力筒内腔的抽水孔和打桩孔；所述支撑桁架固定安装于每一所述吸力筒的所述封闭端，以由所述至少一个吸力筒支撑；至少一个固定桩，每一所述固定桩穿设于对应的一所述吸力筒的所述打桩孔，并由对应的所述吸力筒的所述开口端穿出。如此，由于固定桩的设置可适当减小吸力筒嵌入海床的深度，从而降低了施工过程中吸力筒内负压的控制难度，不容易出现土塞或者管涌现象，降低了施工难度，使其更加适应复杂分层海床。

【技术实现步骤摘要】
一种桩筒复合导管架风机基础及其施工方法
本专利技术涉及一种海上平台
，特别是涉及一种桩筒复合导管架风机基础及其施工方法。
技术介绍
与陆地风电场相比，海上风电场主要具有如下优点：不占用土地资源，基本不受地形地貌影响，风速更高，风电机组单机容量更大(3～5兆瓦)，年利用小时数更高。近年来，随着海上风电场的发展，吸力筒基础开始应用于海上风电场。吸力筒基础是通过在吸力筒内产生负压从而逐渐嵌入海底土层，进而实现固定。对于均质砂层海床，吸力筒基础具有施工简单、建造成本低的优点。但是，对于复杂分层土海床，由于每层土层的土体性质差异较大，例如上层为软黏土，下层为砂土，吸力筒穿过各层土体所需的负压大小不同，导致吸力筒基础施工过程吸力筒的负压控制难度较大，容易出现土塞或管涌现象，施工难度大。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有技术中对于复杂分层土海床，传统的吸力筒基础施工过程中吸力筒的负压控制难度较大，容易出现土塞或管涌现象，施工难度大的问题，提供一种改善上述缺陷的桩筒复合导管架风机基础及其施工方法。桩筒复合导管架风机基础，包括：支撑桁架；至少一个吸力筒，每一所述吸力筒具有嵌入海床的开口端及相对所述开口端的封闭端，所述封闭端具有连通所述吸力筒内腔的抽水孔和打桩孔；所述支撑桁架固定安装于每一所述吸力筒的所述封闭端，以由所述至少一个吸力筒支撑；至少一个固定桩，每一所述固定桩穿设于对应的一所述吸力筒的所述打桩孔，并由对应的所述吸力筒的所述开口端穿出。上述桩筒复合导管架风机基础，吸力筒嵌入海床内以固定于海床，从而固定支撑桁架。并且，每一固定桩穿设于对应的一吸力筒的打桩孔，并由该吸力筒的开口端穿出而固定于海床，从而进一步加固了吸力筒与海床的连接强度，提升了风机基础的承载能力。如此，由于固定桩的设置可适当减小吸力筒嵌入海床的深度，从而降低了施工过程中吸力筒内负压的控制难度，不容易出现土塞或者管涌现象，降低了施工难度，使其更加适应复杂分层海床。在一个实施例中，当所述吸力筒包括多个时，多个所述吸力筒沿所述支撑桁架的周向间隔布设。如此，使得支撑桁架更加平稳。在一个实施例中，所述固定桩包括桩本体及连接于所述桩本体一端的胀紧部，所述胀紧部穿设于对应的所述打桩孔，并与所述打桩孔胀紧配合。如此，当固定桩被打入海床指定深度后，固定桩的胀紧部进入打桩孔，并与打桩孔胀紧配合，从而将吸力筒与固定桩固定连接，进一步增加了该风机基础的承载能力。在一个实施例中，所述胀紧部由靠近所述桩本体的一端向远离所述桩本体的一端径向尺寸逐渐增大，且所述胀紧部靠近所述桩本体的一端径向尺寸小于或等于所述打桩孔的径向尺寸，所述胀紧部远离所述桩本体的一端径向尺寸大于所述打桩孔的径向尺寸。如此，在液压锤打桩过程中，随着固定桩逐步打入海床，其胀紧部逐步进入打桩孔，直到胀紧部与打桩孔胀紧而固定连接。在一个实施例中，所述支撑桁架包括至少一根支撑柱；所述支撑柱与所述吸力筒一一对应，每一所述支撑柱的一端固定连接于对应的一所述吸力筒的所述封闭端。在一个实施例中，每一所述支撑柱与对应的所述吸力筒的所述封闭端之间连接有多个加强筋板，所述多个加强筋板沿对应的所述支撑柱的周向间隔布设。如此，增加了支撑桁架与吸力筒的连接强度。在一个实施例中，每一所述加强筋板由所述支撑柱沿所述封闭端表面延伸至所述封闭端的边缘。如此，增加了加强筋板与吸力筒的连接强度，即增加了支撑桁架与吸力筒的连接强度。并且，增大了吸力筒承载支撑桁架的支持面积，增强了吸力筒的承载能力。同时，增强了吸力筒封闭端的强度，降低了在施工过程中封闭端受力变形的风险。如上任一实施例中所述的桩筒复合导管架风机基础的施工方法，包括步骤：将组装呈一体的所述支撑桁架及所述至少一个吸力筒整体下沉于海床，使得所述吸力筒的开口端接触海床而被封闭；关闭所述吸力筒的所述打桩孔；通过所述抽水孔向所述吸力筒外抽水，以在所述吸力筒内形成负压，使得所述吸力筒继续下沉而嵌入海床；打开所述吸力筒的所述打桩孔；在所述吸力筒的所述打桩孔穿设一所述固定桩，并将所述固定桩插入海床。在一个实施例中，在所述吸力筒的所述打桩孔穿设一所述固定桩，并使所述固定桩插入海床的步骤包括：将所述固定桩穿设于对应的所述打桩孔，并通过液压锤将所述固定桩打入海床，使得所述胀紧部与所述打桩孔胀紧配合。附图说明图1为本专利技术一实施方式中的桩筒复合导管架风机基础主视图；图2为图1所示的桩筒复合导管架风机基础的俯视图；图3为图1所示的桩筒复合导管架风机基础的固定桩的结构示意图；图4为本专利技术一实施方式中的桩筒复合导管架风机基础的施工方法流程图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。图1示出了本专利技术一实施例中的桩筒复合导管架风机基础的主视图。图2示出了图1所示的桩筒复合导管架风机基础的俯视图。如图1及图2所示，本专利技术一实施例中的桩筒复合导管架风机基础，包括支撑桁架10、至少一个吸力筒20及至少一个固定桩30。支撑桁架10用于搭载功能设备，例如风电设备。每一吸力筒20具有嵌入海床100的开口端22及相对该开口端22的封闭端21。封闭端21具有连通吸力筒20内腔的抽水孔23(见图2)和打桩孔24(见图2)。支撑桁架10固定安装于每一吸力筒20的封闭端21，以由各吸力筒20支撑。每一固定桩30穿设于对应的一吸力筒20的打桩孔24，并由对应的吸力筒20的开口端22穿出。上述桩筒复合导管架风机基础，吸力筒20嵌入海床100内以固定于海床100，从而固定支撑桁架10。并且，每一固定桩30穿设于对应的一吸力筒20的打桩孔，并由该吸力筒20的开口端穿出而固定于海床100，从而进一步加固了吸力筒20与海床100的连接强度，提升了风机基础的承载能力。如此，由于固定桩30的设置可适当减小吸力筒20嵌入海床100的深度，从而降低了施工过程中吸力筒20内负压的控制难度，不容易出现土塞或者管涌现象，降低了施工难度，使其更加适应复杂分层海床100。可以理解的是，吸力筒20嵌入海床100的深度降低，使得在施工过程中，吸力筒20承受的压力减小，从而有效降低了吸力筒20受力变形的风险。还可以理解的是，抽水孔23用于连接抽水装置，以将吸力筒20内的水抽出，使得吸力筒20内形成负压。并且，可通过该抽水孔23排除吸力筒20内的空气。需要说明的是，由于将固定桩30插入海床100相比吸力筒20嵌入海床100施工难度较小，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.桩筒复合导管架风机基础，其特征在于，包括：支撑桁架；至少一个吸力筒，每一所述吸力筒具有嵌入海床的开口端及相对所述开口端的封闭端，所述封闭端具有连通所述吸力筒内腔的抽水孔和打桩孔；所述支撑桁架固定安装于每一所述吸力筒的所述封闭端，以由所述至少一个吸力筒支撑；至少一个固定桩，每一所述固定桩穿设于对应的一所述吸力筒的所述打桩孔，并由对应的所述吸力筒的所述开口端穿出。

【技术特征摘要】
1.桩筒复合导管架风机基础，其特征在于，包括：支撑桁架；至少一个吸力筒，每一所述吸力筒具有嵌入海床的开口端及相对所述开口端的封闭端，所述封闭端具有连通所述吸力筒内腔的抽水孔和打桩孔；所述支撑桁架固定安装于每一所述吸力筒的所述封闭端，以由所述至少一个吸力筒支撑；至少一个固定桩，每一所述固定桩穿设于对应的一所述吸力筒的所述打桩孔，并由对应的所述吸力筒的所述开口端穿出。2.根据权利要求1所述的桩筒复合导管架风机基础，其特征在于，当所述吸力筒包括多个时，多个所述吸力筒沿所述支撑桁架的周向间隔布设。3.根据权利要求1所述的桩筒复合导管架风机基础，其特征在于，所述固定桩包括桩本体及连接于所述桩本体一端的胀紧部，所述胀紧部穿设于对应的所述打桩孔，并与所述打桩孔胀紧配合。4.根据权利要求3所述的桩筒复合导管架风机基础，其特征在于，所述胀紧部由靠近所述桩本体的一端向远离所述桩本体的一端径向尺寸逐渐增大，且所述胀紧部靠近所述桩本体的一端径向尺寸小于或等于所述打桩孔的径向尺寸，所述胀紧部远离所述桩本体的一端径向尺寸大于所述打桩孔的径向尺寸。5.根据权利要求1所述的桩筒复合导管架风机基础，其特征在于，所述支撑桁架包括至少一根支撑柱；所述支撑柱与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘博，任灏，马兆荣，刘东华，何小华，张力，毕明君，郑灿，郑荣坤，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44