近海风力发电机吸力桩桶组合结构基础及其施工方法技术

本公开提供的近海风力发电机吸力桩桶组合结构基础及其施工方法，所述基础包括桶体和吸力桩，桶体的桶盖板上设有若干用于降低自重，并增强所述桶盖板着泥时的透水、透砂性，降低水、土压力造成所述桶盖板发生变形风险的孔洞；吸力桩穿过安装就位的桶体的桶内侧壁，并在自重及吸力桩内、外的负压差的作用下压入海床面以下至设计深度，随后将吸力桩的桩侧壁与桶体的桶盖板固定连接。本公开提供的近海风力发电机吸力桩桶组合结构基础及其施工方法可降低桩基安装的施工难度以及施工过程中可能出现的溜桩与拒锤风险，并充分利用作业装配资源，提升施工效率。提升施工效率。提升施工效率。

【技术实现步骤摘要】
近海风力发电机吸力桩桶组合结构基础及其施工方法


[0001]本公开涉及建筑施工
，具体涉及一种近海风力发电机吸力桩桶组合结构基础及其施工方法。

技术介绍

[0002]申请人所了解的相关技术中，桩桶组合结构基础融合了桩抵抗竖向载荷以及桶体抵抗水平载荷和倾覆弯矩的能力，使得基础整体结构受力更加合理，有效提高了其在海洋环境下抵御各种极端荷载的能力。然而，现有技术中的桩基础采用钢管结构，安装时大都需采用打桩锤打入，施工较为复杂，且在海上工程地质条件下还会产生溜桩以及拒锤等风险。与此同时，现有技术中的桩与桶多为一体结构，制约桩长且海上运输不便，为桩桶组合结构基础的进一步推广应用带来挑战。

技术实现思路

[0003]本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0004]为此，本公开第一方面实施例提供的可降低桩基安装的施工难度以及施工过程中可能出现的溜桩与拒锤风险，并充分利用作业装配资源的近海风力发电机吸力桩桶组合结构基础，包括：
[0005]桶体，所述桶体包括桶盖板、桶内侧壁、桶外侧壁和肋板，所述肋板连接在所述桶内侧壁和所述桶外侧壁之间，所述桶盖板封盖固定于顶面与海床面齐平的所述桶外侧壁和所述肋板的顶部，所述桶盖板上设有若干用于降低自重，并增强所述桶盖板着泥时的透水、透砂性，降低水、土压力造成所述桶盖板发生变形风险的孔洞；
[0006]吸力桩，所述吸力桩包括连接成整体的桩侧壁、桩盖板和抽气管，所述桩盖板封盖所述桩侧壁的顶部，所述抽气管设置在所述桩盖板上表面，所述桩侧壁穿过所述桶内侧壁并在自重作用下贯入所述海床面，利用所述抽气管抽出所述桩侧壁内的海水，使所述桩侧壁内的压力低于所述桩侧壁外的压力，利用所述桩侧壁内、外的负压差将所述吸力桩压入所述海床面以下设计深度后将所述桩侧壁与所述桶盖板固定连接。
[0007]与现有技术相比，本公开第一方面实施例提供的近海风力发电机吸力桩桶组合结构基础，具有以下特点及有益效果：
[0008]1)桩基与桶体采用分离式结构，降低了桩桶组合结构基础的海上运输难度，提升了桩长选择的灵活性；
[0009]2)采用了吸力式桩基，降低了桩基安装的施工难度以及施工过程中可能出现的溜桩与拒锤风险；
[0010]3)桶体的桶盖板上增设了一系列孔洞，一方面降低了结构的建造成本以及自重，另一方面也增强了桶盖板着泥时的透水、透砂性，降低了水、土压力造成桶盖板发生变形的风险。
[0011]在一些实施例中，所述桶外侧壁和所述肋板的顶部与所述海床面齐平后利用粗物
料将在所述桶内侧壁和所述桶外侧壁之间形成的第一容纳空间挤密充填。
[0012]在一些实施例中，所述肋板包括多个，且多个所述肋板均匀分布在所述桶内侧壁和所述桶外侧壁形成的第一容纳空间内。
[0013]在一些实施例中，所述近海风力发电机吸力桩桶组合结构基础还包括螺栓，所述螺栓包括螺杆部和螺帽部，所述桶盖板上设有与所述螺杆部配合的螺孔，所述螺杆部与所述肋板为一体结构，且所述螺帽部螺纹连接在所述螺杆部的上部以将所述桶盖板固定在所述肋板和所述桶外侧壁的顶部。
[0014]在一些实施例中，所述近海风力发电机吸力桩桶组合结构基础还包括设置在所述吸力桩上用于固定连接所述吸力桩和所述桶盖板的角钢连接件。
[0015]在一些实施例中，所述桶体的外径为D，所述吸力桩的外径为d，所述通孔的直径为d5，所述通孔的直径d5满足关系式：0.125(D
‑
d)≤d5≤0.25(D
‑
d)。
[0016]本公开第二方面实施例提供的上述近海风力发电机吸力桩桶组合结构基础的施工方法，包括：
[0017]步骤一，将所述桶外侧壁与所述桶内侧壁通过所述肋板连接在一起，形成所述桶体的桶身；
[0018]步骤二，将所述桶身放置于海床上，利用打桩设备将所述桶身打入海床面中，直至所述桶外侧壁的顶面与海床面齐平；
[0019]步骤三，若所述桶内侧壁和所述桶外侧壁间形成的第一容纳空间内未被土体填充满，则向所述第一容纳空间内填充粗物料，以挤密所述第一容纳空间内的土体；若所述第一容纳空间内已被土体填充满，则进入步骤四；
[0020]步骤四：将所述桶盖板封盖固定于所述桶外侧壁和所述肋板的顶部；
[0021]步骤五，将所述吸力桩运穿过所述桶内侧壁并放置在海床上，所述吸力桩在自重作用以及所述桶内侧壁的约束下贯入海床面以下一定深度，利用所述抽气管抽出在所述吸力桩内部与海床面间形成的腔体内的海水，使腔内压力低于腔外压力，利用所述腔体内、外的负压差将所述吸力桩压入海床面以下至设计深度；
[0022]步骤六，将所述吸力桩和所述桶盖板固定连接，所述近海风力发电机吸力桩桶组合结构基础施工完毕。
[0023]本公开第二方面实施例提供的上述近海风力发电机吸力桩桶组合结构基础的施工方法，具有以下特点及有益效果：
[0024]施工过程中，先安装桶体，降低了桶体贯入难度；通过桶体的桶内侧壁对随后安装的桩身进行限位，提升了复杂海况下桩基的贯入精度，且降低了对运输设施的要求，实现对作业装配资源的充分利用；采用吸力式桩基，舍去打桩作业从而避免施工过程中可能出现的溜桩与拒锤风险，提升施工效率。
[0025]综上所述，本专利技术得出的一种吸力桩桶组合结构基础及其施工方法，降低了桩基安装的施工难度以及施工过程中可能出现的溜桩与拒锤风险，减少了结构的建造成本、自重，以及桶盖板发生变形的风险，提升了施工效率。因此，为近海风力发电机的基础形式提供了一种较好的选择。
附图说明
[0026]图1是本公开实施例提供的近海风力发电机吸力桩桶组合结构基础的主视图方向剖面图；
[0027]图2是图1的A
‑
A方向剖面图。
[0028]图中：100—近海风力发电机吸力桩桶组合结构基础；
[0029]10—桶体，11—桶盖板，111—孔洞，12—桶内侧壁，13—桶外侧壁，14—肋板，15—第一容纳空间，16—粗物料；
[0030]20—吸力桩，21—桩侧壁，22—桩盖板，23—抽气管；
[0031]30—螺栓，31—螺杆部，32—螺帽部；
[0032]40—角钢连接件；
[0033]50—海床面。
具体实施方式
[0034]下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。
[0035]在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近海风力发电机吸力桩桶组合结构基础，其特征在于，包括：桶体，所述桶体包括桶盖板、桶内侧壁、桶外侧壁和肋板，所述肋板连接在所述桶内侧壁和所述桶外侧壁之间，所述桶盖板封盖固定于顶面与海床面齐平的所述桶外侧壁和所述肋板的顶部，所述桶盖板上设有若干用于降低自重，并增强所述桶盖板着泥时的透水、透砂性，降低水、土压力造成所述桶盖板发生变形风险的孔洞；吸力桩，所述吸力桩包括连接成整体的桩侧壁、桩盖板和抽气管，所述桩盖板封盖所述桩侧壁的顶部，所述抽气管设置在所述桩盖板上表面，所述桩侧壁穿过所述桶内侧壁并在自重作用下贯入所述海床面，利用所述抽气管抽出所述桩侧壁内的海水，使所述桩侧壁内的压力低于所述桩侧壁外的压力，利用所述桩侧壁内、外的负压差将所述吸力桩压入所述海床面以下设计深度后将所述桩侧壁与所述桶盖板固定连接。2.根据权利要求1所述的近海风力发电机吸力桩桶组合结构基础，其特征在于，所述桶外侧壁和所述肋板的顶部与所述海床面齐平后利用粗物料将在所述桶内侧壁和所述桶外侧壁之间形成的第一容纳空间挤密充填。3.根据权利要求1所述的近海风力发电机吸力桩桶组合结构基础，其特征在于，所述肋板包括多个，且多个所述肋板均匀分布在所述桶内侧壁和所述桶外侧壁形成的第一容纳空间内。4.根据权利要求1所述的近海风力发电机吸力桩桶组合结构基础，其特征在于，还包括螺栓，所述螺栓包括螺杆部和螺帽部，所述桶盖板上设有与所述螺杆部配合的螺孔，所述螺杆部与所述肋板为一体结构，且所述螺帽部螺纹连接在所述螺杆部的上部以将所述桶盖板固定在所述肋板和所述桶外侧壁的顶部。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建民，王法承，赵杨，
申请(专利权)人：中国海洋工程研究院青岛，
类型：发明
国别省市：