[发明专利]筒内布桩复合地基-筒海上风电基础及施工方法

说明书

本发明涉及一种筒内布桩复合地基‑筒海上风电基础及施工方法，适用于我国近海表层覆盖较厚淤泥、淤泥质土与粉土等软弱土质的海域，该风电基础包括混凝土过渡段、复合筒型基础、混凝土圆形底板和筒内桩，复合筒型基础为下开口空腔多分仓结构，下沉于表层软弱土质中，筒顶与泥面接触，筒内桩均匀分布于筒内各分仓板内，本发明结合水下深层水泥搅拌桩(或挤密砂桩)和筒型基础的优点，筒型基础承载面积大，稳定性好，无需打桩，但在软弱土质条件下，筒型基础沉降和倾斜较大，水泥桩(或挤密砂桩)布置在筒型基础内，解决筒型基础的地基变形问题，缩小吸力筒的制造尺寸，减小基础造价。

技术领域

本发明涉及一种海上风电基础结构，尤其是涉及一种筒内布桩复 合地基-筒海上风电基础及施工方法。

背景技术

基于我国近海区域较大部分是淤泥、粉质黏土等软弱地基条件， 一般为满足地基承载力和基础变形要求，通常采用传统的桩基础如单 桩基础和导管架基础，这两种基础形式需要大型吊装船和打桩船辅助 施工，通过锤击打桩，桩穿透软弱土层进入较好的持力层，这种传统 桩式基础造价较高且工期长。

随着海上风电机组单机容量的增大，采用传统单桩及导管架基础 需要增大基础的尺寸和材料用量，且大直径单桩打桩受到施工设备的 限制成为难以逾越的问题，针对这个问题，如专利CN107761755A和 专利CN106759445所述的吸力式复合筒型基础逐渐被用于海上风电， 筒型基础的负压下沉安装方式(如专利CN105926661A所示)避免了 繁琐的打桩流程，筒型基础由于其受力特性和施工方法，适用于有一 定承载力的黏土、砂土等土层，针对承载能力较差的淤泥及淤泥质土 层，采用筒型基础需要增大筒的直径，且由于筒型基础的重量和风机 载荷增大，带来了基础沉降和倾斜变形较大的问题，如果过度增大筒 型基础尺寸，不仅增加了造价，且无法实现一步式安装(如专利 CN102926949A所示)，经济性上相比单桩和导管架的优势不再存在。

针对我国近海覆盖层较厚的冲积型软土地质条件及以上传统基 础形式的弊端，提出了一种吸力筒-满铺长短桩复合海上风电基础及 施工方法，这种复合基础解决了海上风电软弱地基承载力和变形问题， 且无需打桩施工，在施工工艺上具有极大的优势，在筒型基础陆上制 作时提前进入风电场场区进行成桩，筒型基础采用一步式整体安装工 艺，经济性好，适用于淤泥、淤泥质土、粉土等软弱地基。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供一种筒内布桩复合地基-筒海上风 电基础及施工方法，该筒型基础采用一步式整体安装工艺，经济性好， 适用于淤泥、淤泥质土、粉土等软弱地基。

本发明采用的技术方案是：一种筒内布桩复合地基-筒海上风电 基础，其特征在于：包括混凝土过渡段和设置在混凝土过渡段下端的 复合筒型基础，以及设置在混凝土过渡段和复合筒型基础之间的混凝 土圆形底板；所述复合筒型基础包括筒壁、分仓板和筒顶盖，所述筒 壁与筒顶盖围合成一个上端封闭、下端开口的筒型空腔，所述分仓板 设置在筒型空腔内，将筒型空腔沿轴线分割成多个分仓腔；每个所述 分仓腔内均均布有筒内桩。

作为优选，所述混凝土过渡段和混凝土圆形底板采用分体浇筑， 所述混凝土圆形底板内预埋剪力栓钉，所述混凝土过渡段、混凝土圆 形底板和复合筒型基础通过剪力栓钉连接成整体。

作为优选，所述混凝土过渡段为内部空腔结构，壁厚不小于0.5m， 混凝土内布置钢筋增强其抗拉强度，上部与塔筒对接。

作为优选，所述混凝土圆形底板的直径与筒型基础的直径相等。

作为优选，所述分仓板和筒壁采用坡口焊缝或浇筑形式连接，所 述筒壁内侧和分仓板单侧均等距布置加劲肋，布置间距为0.5m～1.0m， 加劲肋长度与筒壁高度一致。

作为优选，所述筒内桩采用双轴或多轴水泥搅拌桩型，或采用挤 密砂桩。