[发明专利]一种导管架打旋桩基础结构及其施工方法

说明书

本发明属于基础结构技术领域，公开了一种导管架打旋桩基础结构及其施工方法，包括由主腿和支撑结构连接构成的导管架，每个主腿底部外侧焊接有裙装套筒，导管架通过裙装套筒连接打旋桩；打旋桩包括中心桩、加劲肋板和打旋承载叶片，加劲肋板设置在中心桩顶部，打旋承载叶片根据就位场地土质条件布置在中心桩的不同高度；打旋桩插入裙装套筒后，通过加劲肋板与裙装套筒灌浆连接；导管架底部设置有防沉结构；施工时，先沉放导管架、裙装套筒和防沉结构连接而成的整体结构，将打旋桩通过裙桩套筒插入土体，并采用打桩设备对打旋桩进行打桩；最后灌浆完成打旋桩与导管架的连接。本发明可以达到节约材料，提高承载力，减少施工时间，提高施工效率的目的。

技术领域

本发明属于基础结构技术领域，具体的说，是涉及一种导管架基础及其施工方法。

背景技术

目前，海上风力发电工程中，固定式基础结构通常有桩基础、重力式基础、导管架基础和筒型基础等形式。随着海上风电开发走向深远海，导管架基础优良的承载性能和经济性在深水区域突显出来。海上风电导管架基础结构多采用多桩基础，随着导管架基础应用水深的增加，其所受的荷载量级不断增加，使得导管架多桩基础的桩长和桩重不断增加。过大的桩长和桩重极大增加了海上打桩施工的难度和风险。因此，如何优化桩基础形式，最大可能发挥桩基础承载力并降低施工难度使导管架基础设计中的关键问题。

发明内容

本发明着力于解决提高导管架桩基础承载力和降低施工难度的技术问题，提供一种导管架打旋桩基础结构及其施工方法，可以达到节约材料，提高承载力，减少施工时间，提高施工效率的目的。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种导管架打旋桩基础结构，包括导管架，所述导管架由主腿和支撑结构连接构成，所述导管架的每个主腿底部外侧焊接有裙装套筒，并通过所述裙装套筒连接打旋桩；所述打旋桩包括中心桩、加劲肋板和打旋承载叶片，所述加劲肋板设置在所述中心桩顶部外侧，所述打旋承载叶片根据就位场地土质条件布置在所述中心桩外侧的不同高度；所述打旋桩插入所述裙装套筒后，通过所述加劲肋板与所述裙装套筒灌浆连接；所述导管架底部设置有防沉结构，所述防沉结构包括焊接于所述主腿的防沉板，所述防沉板底部焊接有肋板。

进一步地，所述打旋桩在水平面上按照其中心点连线能够构成一个正多边形进行排布。

进一步地，所述导管架设置有注水孔。

进一步地，基础就位场地存在软弱土层，则基础在位状态下所述中心桩对应于软弱土层所在高程布置至少一组所述打旋承载叶片。

进一步地，基础就位场地存在硬土层，则至少所述中心桩底部布置所述打旋承载叶片。

进一步地，所述打旋承载叶片为倾斜状，围绕中心桩轴线均匀布置且倾斜方向一致，其倾斜角度为30～150°。

进一步地，所述打旋承载叶片为螺旋状，围绕中心桩轴线均匀布置且旋转方向一致，其螺旋角度18～360°。

进一步地，所述防沉板开设有透水孔。

一种上述导管架打旋桩基础结构的施工方法，按照如下步骤进行：

(1)完成导管架、打旋桩、裙桩套筒和防沉结构的预制，并完成所述导管架与所述裙桩套筒和所述防沉结构的连接；

(2)将所述导管架、所述裙装套筒和所述防沉结构构成的整体结构运输至安装地点；

(3)定位后，将所述导管架、所述裙装套筒和所述防沉结构构成的整体结构起吊并下放，直至所述防沉结构的肋板完全进入土体；

(4)将所述打旋桩通过所述裙桩套筒插入土体，采用打桩设备对所述打旋桩进行打桩，打桩过程中所述打旋桩在所述打旋承载叶片与土体的相互作用下自动向下旋转入土，直至所述加强肋板完全进入所述裙桩套管；