[发明专利]一种钢管桩结构及导管架基础施工工艺

说明书

本发明公开了一种钢管桩结构及导管架基础施工工艺，所述钢管桩结构包括钢管桩本体，所述钢管本体内部设有隔离板，所述隔离板垂直于所述钢管桩本体的轴向设置，所述隔离板将所述钢管桩本体分隔成彼此隔绝的灌浆段和入泥段；所述钢管桩本体的侧壁于所述灌浆段处开设有若干个桩体开孔。利用本发明避免了水下清桩施工，解决了传统海上钢管桩施工需要利用潜水员或水下机器人水下清桩的难题，能够在一定程度上节省工程造价和缩短工期，减少了施工工序，降低了海上施工的风险；同时保障了灌浆段位于泥面以下，与泥面上灌浆的技术方案相比，有利于结构安全，降低了工程造价，减少了钢材的用钢量。

技术领域

本发明涉及钢管桩技术领域，具体涉及一种钢管桩结构及导管架基础施工工艺。

背景技术

海上风电工程中，导管架基础是一种常见的风机基础型式。如附图1所述，导管架基础采用三根或三根以上的钢管桩打入海底，导管架1与钢管桩本体2之间通过灌浆连接形成整体。因此，钢管桩本体2打入后，需保证桩顶内侧有一段留空的灌浆段3，以便放入导管架支腿4，并进行灌浆连接。

现有的导管架基础通常采用水下清桩的施工工艺，清除桩顶段内侧的海泥，以留出与导管架灌浆连接的空白段，如附图2所示。可采用水下人工清桩或者水下机器人清桩。钢管桩按照设计要求打入到设计标高后，潜水员或者水下机器人携带清桩设备潜入海底，利用高压水枪等冲洗桩顶段内侧，将桩内的泥土和海生物冲出，清空泥土后放入导管架再进行灌浆连接。这种施工工艺的缺点在于：(1)水下施工难度大，清除困难，不确定性较多，清桩效果难以保证，灌浆段3的海泥采用人工清桩很难清除干净；(2)水下清桩需配置潜水员或者水下机器人，需额外投入人力物力，增加了施工成本；(3)在水深较深的海域，潜水员潜入海底的安全风险较高，容易出现安全事故。因此，水下清桩一直是工程人员难以解决的难题。

另有一种施工工艺是采用在泥面以上灌浆的方案，即钢管桩在加工制造的时候多造一段长度，打入后在泥面以上预留可用于灌浆连接的长度，放入导管架后在泥面以上完成灌浆工艺，如附图3所示。此技术方案避免了水下清桩施工。但是这种施工工艺的缺点在于：(1)制作钢管桩的长度较长，增加了钢管桩的制造成本；(2)钢管桩伸出泥面的长度较长，对主体结构安全不利，并增加海缆安装难度和运行风险；(3)经过计算表明，采用此技术方案，钢管桩和导管架的构件强度均需显著加强，导管架构件截面需加大，钢管桩壁厚需加大，用钢量需增加20％以上，增加了结构成本。

因此，需要设计一种新的钢管桩结构及导管架基础施工工艺以解决导管架基础的施工难问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢管桩结构及导管架基础施工工艺，能降低海上导管架基础的施工风险，保证结构安全，降低工程造价。

为实现上述目的，本发明所提供的一种钢管桩结构，其包括钢管桩本体，所述钢管桩本体的内部设有隔离板，所述隔离板垂直于所述钢管桩本体的轴向设置，所述隔离板将所述钢管桩本体分隔成彼此隔绝的灌浆段和入泥段；所述钢管桩本体的侧壁于所述入泥段处开设有若干个桩体开孔。

优选地，所述桩体开孔沿所述钢管桩本体的径向均匀分布。

优选地，所述桩体开孔靠近所述隔离板设置。

优选地，所述桩体开孔沿所述钢管桩本体的径向和轴向均匀分布。

优选地，所述隔离板与所述钢管桩本体之间设有加劲肋板。

优选地，所述加劲肋板设置于所述灌浆段内、所述隔离板之上，所述加劲肋板的底部与所述隔离板的上表面固定连接，所述加劲肋板的侧部与所述钢管桩本体的内侧壁固定连接。

优选地，所述加劲肋板呈格栅状。

优选地，所述加劲肋板呈中心对称结构。

优选地，所述钢管桩本体与所述隔离板之间为焊接连接，所述加劲肋板与所述钢管桩本体、所述隔离板之间均为焊接连接。