[实用新型]一种用于海上风机的螺旋桩复合筒型基础

说明书

本实用新型公开了一种用于海上风机的螺旋桩复合筒型基础，所述筒型基础包括筒型基础和螺旋桩，本实用新型中在筒型基础中央部分植入螺旋桩，通过控制螺旋叶片在泥面内旋转，产生向下的贯入力，该贯入力通过肋板和圆形钢板传递至筒型基础，从而带动筒型基础向下贯入，沉放至设计深度，解决了桩筒复合基础的协同沉放问题；在沉放完成后，通过预制在结构内部的灌浆管将水硬性混凝土灌注入螺旋桩和筒型基础灌浆套管的连接处，使筒型基础和螺旋桩结合为一体，使螺旋桩基础和筒型基础在服役过程中协同作用，充分发挥各自的承载优势，提高结构整体的复合承载能力。

技术领域

本实用新型涉及一种海洋工程的基础结构，特别是涉及一种用于海上风机的螺旋桩复合筒型基础。

背景技术

随着石化能源的大量使用与过度开发，能源危机和温室效应成为现在人们面对的两大发展难题，海上风能作为一种可再生的清洁能源，具有节省土地资源、风速高而且持续，不用考虑复杂地形对气流的影响，对周围环境的影响小等优点，成为缓解全球能源紧张形势的新方向。

传统筒型基础作为一种新型的海洋平台基础形式，实质上是一种带裙板的圆板基础，由于其具有减少工程量、节省投资、缩短施工时间、可重复使用等优点，正逐步应用于海上风电的基础工程中。但海上风机作为一种高耸结构物，其地基基础除了承受结构自重以及波浪荷载、风荷载等循环荷载的作用外，水平向作用力与塔顶传来巨大的倾覆力矩是其承受的主要作用力，尤其是面对我国近海海岸的软弱土质时，极易造成风机的倾覆。面对这一问题，现在普遍采用的方法是加深筒型基础的裙板深度，但是这种措施必定会造成风机施工成本的提高与施工难度的增加。

刘润、祁越、汪嘉钰等人在文献《复合加载模式下单桩复合筒型基础地基承载力包络线研究》和《桩筒复合风电基础H-M荷载空间的承载力包络线研究》中曾提出过一种单桩复合筒型基础，该基础有效地结合了基桩能够承受竖向荷载与筒型基础能够抵抗水平向变形的特点，使桩筒能够协同作用，减少桩顶变位，充分发挥各自的承载能力。但筒型基础在沉放过程中需要负压沉放工艺，桩基础需要利用打入的方法进行施工，无法同步施工，且在施工过程中也存在筒型基础内部负压维持和桩筒协调定位的相关问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于海上风机的螺旋桩复合筒型基础，该基础形式在筒型基础中央部分植入螺旋桩，通过控制螺旋叶片在泥面内旋转，产生向下的贯入力，该贯入力传递至筒型基础，从而带动筒型基础向下贯入，沉放至设计深度。在服役过程中本基础可使桩筒协同作用，充分发挥各自的承载优势，提高结构整体的复合承载能力。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种用于海上风机的螺旋桩复合筒型基础，包括筒型基础和螺旋桩；

所述筒型基础的筒顶面(工作状态下为位于顶部)的中心处形成有向上隆起的灌浆套管；

所述螺旋桩包括螺旋桩上部结构和螺旋桩下部结构；

所述螺旋桩上部结构包括螺旋桩上部结构本体、肋板、上法兰以及圆形钢板，所述螺旋桩上部结构本体呈柱状，所述上法兰设置于螺旋桩上部结构的下端，所述肋板环绕设置于螺旋桩上部结构本体的四周，所述圆形钢板设置于肋板的下方，使整个螺旋桩上部结构可以在筒顶面沿中轴线进行自由转动；

所述螺旋桩下部结构包括螺旋桩下部结构本体、螺旋叶片和下法兰，所述螺旋桩下部结构本体上端形成有下法兰，所述下法兰与所述螺旋桩上部结构的上法兰相连接固定，并安装在灌浆套管的上端面，所述螺旋桩下部结构本体下端形成有螺旋叶片；

所述灌浆套管内(法兰结构的下方)填充有混凝土填充物，用于在筒型基础的下沉安装完成后使螺旋桩和筒型基础结合为一体。

在上述技术方案中，所述筒顶面的表面外周处形成有限位环形壁。