一种海上风电桩靴扩大型导管架基础

摘要

本发明属于海上风电工程领域，具体涉及一种海上风电桩靴扩大型导管架基础，包括导管架和若干配合安装于导管架下端的桩靴，所述桩靴的下端具有桩靴扩大段，桩靴扩大段的外径大于桩靴主体的外径。与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过扩大桩靴底部直径，能够增大桩靴与海床土体的侧摩阻力，从而保证导管架基础在安装过程的稳定性，防止其沉降不均匀与过度沉降。

说明书

技术领域

本发明属于海上风电工程领域，具体涉及一种海上风电桩靴扩大型导管架基础。

背景技术

海上风电风机与升压站位于恶劣的海洋环境中，其基础不仅要承受来自承台上部的荷载，还要抵抗巨大的环境荷载，因此对其结构要求以及施工工艺要求十分严苛，以保证海洋平台的稳定与安全。

海上风机基础有许多不同的结构形式，包括重力式、单桩式、吸力式、三桩(多桩)导管架式和漂浮式等多种形式，其中导管架基础应用较为广泛，仅次于单桩的应用，海上升压站的基础形式也是采用导管架较为广泛。导管架基础为空间框架式结构，其优点在于杆径小、强度高、质量轻、受波浪流作用小，适用于较深的海域。按照施工顺序可将导管架基础分为两种结构形式：先打桩导管架和后打桩导管架。两种导管架形式主体结构相同，先打桩导管架支撑腿末端不用设置桩靴，而后打桩导管架基础支撑腿末端设置有桩靴。

后桩法施工采用的即是后打桩导管架，在施工过程中需要先将导管架基础放置于海床面之上，桩靴底部与泥面接触，随后将钢管桩贯穿通过桩靴打入海床中，桩靴与钢管桩均为圆环形柱状结构，桩靴的内径要大于钢管桩的外径，桩靴与钢管桩之间再通过混凝土等灌浆材料进行连接，这样，导管架承台上部、波浪和洋流等荷载可以通过桩靴经灌浆材料传递至钢管桩，钢管桩再把载荷传递到海床，从而保证海上风电结构物的结构强度和稳定性。

目前的导管架基础其桩靴多为直径唯一的圆管结构，在将导管架放置于海床面上进行沉降的过程中，由于海床面不平整以及施工过程的操作不当，容易引起导管架的不均匀沉降，过度沉降，严重时会导致导管架倾覆。

在实际工程中常采用防沉板布置于导管架底部水平层的四角或周边，以增加导管架与海床的接触面积，从而保证导管架在海上安装过程中的稳定性。

但是防沉板结构过大过沉，不便于运输，增加了海上风电前期开发成本。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种海上风电桩靴扩大型导管架基础的技术方案。

所述的一种海上风电桩靴扩大型导管架基础，包括导管架和若干配合安装于导管架下端的桩靴，其特征在于所述桩靴的下端具有桩靴扩大段，桩靴扩大段的外径大于桩靴主体的外径。

所述的一种海上风电桩靴扩大型导管架基础，其特征在于所述桩靴扩大段外径为桩靴主体外径的2-4倍。

所述的一种海上风电桩靴扩大型导管架基础，其特征在于所述桩靴扩大段外径为桩靴主体外径的3倍。

所述的一种海上风电桩靴扩大型导管架基础，其特征在于所述桩靴扩大段位于桩靴的底部。

所述的一种海上风电桩靴扩大型导管架基础，其特征在于所述桩靴外径为2.5-3.5米。

所述的一种海上风电桩靴扩大型导管架基础，其特征在于所述桩靴外径为3米。

所述的一种海上风电桩靴扩大型导管架基础，其特征在于所述桩靴的上端设置吊耳。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1）通过扩大桩靴底部直径，能够增大桩靴与海床土体的侧摩阻力，从而保证导管架基础在安装过程的稳定性，防止其沉降不均匀与过度沉降；

2）在桩靴顶部设置吊耳，可在安装过程中对导管架进行调平，保障了安装导管架时结构的稳定性；

3）该基础结构的应用可取消防沉板的安装，降低了风电开发前期成本；

4）应用范围较广，可应用于海上风电风机导管架基础也可应用于升压站导管架基础。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明施工完成后的结构示意图。

图中：导管架1、桩靴2、桩靴扩大段3、吊耳4、钢管桩5、海床土体6、海水7。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图所示，一种海上风电桩靴扩大型导管架基础，包括导管架1和若干配合安装于导管架1下端的桩靴2，所述桩靴2的下端具有桩靴扩大段3，桩靴扩大段3的外径大于桩靴2主体的外径，桩靴2与桩靴扩大段3为一体结构。

作为优化：所述桩靴扩大段3外径为桩靴2主体外径的2-4倍。

更进一步地，所述桩靴扩大段3外径为桩靴2主体外径的3倍。

作为优化：所述桩靴扩大段3位于桩靴2的底部。

作为优化：所述桩靴2外径为2.5-3.5米。

更进一步地，所述桩靴2外径为3米，则桩靴扩大段3的外径优选为9米。

作为优化：所述桩靴2的上端设置吊耳4。

本发明针对海上风电风机或升压站导管架基础，提出一种海上风电桩靴扩大型导管架基础。下面对这种基础结构形式进行详述：

如图1所示，该导管架基础由导管架1与桩靴2组成，桩靴2底部具有桩靴扩大段3，桩靴扩大段3的外径要大于桩靴2主体的外径，增大桩靴2底部直径的目的是为了增加桩靴2与海床土体6的接触面积，从而提高侧摩阻力，防止导管架1过度沉降以保证其稳定性，在桩靴2顶部设有吊耳4，在导管架1安装过程中，若导管架1发生不均匀沉降，则可用吊机与吊耳4相连，提升或牵扯导管架1，从而使导管架1各个桩腿2的沉降深度均匀，调平导管架基础。

如图2所示，导管架1安装完成后，再将钢管桩5打入桩靴2中，再将桩靴2与钢管桩5之间进行灌浆，灌浆结束后，导管架基础的安装过程就全部完成，整个过程不需要设置防沉板，仅通过将桩靴底部直径扩大来提高导管架基础稳定性，可大大减低风电前期开发成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。