[实用新型]适合深厚软弱土层的海上风电场风机单桩基础

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种海上风电场风机单桩基础，可适用于深厚软弱土层。

背景技术

如今全球的能源危机越来越严重，尤其是作为主要能源的煤和石油，不仅资源有限，不可再生，而且还会对环境造成严重污染。近年来温室效应、全球变暖已成为全球瞩目的环境危机，因此，清洁绿色能源必然成为未来趋势，而风能就是其中之一。我国幅员辽阔，海岸线长，海上风能资源十分丰富。海上风电场具有风速大、有效发电时间长、不占用陆地、距离负荷中心近等优点，具有很好的可开发前景。目前，世界上海上风电建设正方兴未艾，国内海上风电建设也已正式起步，急需赶超国际先进水平。

海上风电场风机基础的结构型式可分为重力式基础、单桩基础、多柱基础、吸力式基础等。风机基础的结构选型，需从基础结构特点、适用自然条件、海上施工技术与经验以及经济性方面进行比较。

单桩基础即单根钢管桩基础，其结构特点是施工方便快捷，经济性好。单桩基础由一个钢管桩构成，钢管桩安装在海床下30～60m的地方，其埋入深度由水深条件和地质条件决定。单桩基础有力地将风塔延伸到水下及海床内。单桩基础因为成本低、施工方便而在国外获得了广泛应用，在欧洲单桩基础占比达70％以上。欧洲单桩基础的钢管桩直径通常在4～6m之间。然而国内单桩应用受到了较大限制，主要是受两个方便因素的制约。一是沉桩设备，二是国内海床多为软弱土层(欧洲使用单桩较多地区地层多为性质较好的砂土)，单桩基础变位远远超过允许值。目前随着国内多家单位购买大型打桩锤，前一个制约因素逐渐得到解决。后一个因素成为制约单桩应用的唯一因素。解决这个问题的方法有使用更大直径的单桩直径和进行地基处理。然而受施工能力和费用的限制，单桩直径一般不超过6.5m，而进行地基处理费用高昂且施工质量不易控制。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种适用于深厚软弱土层上的海上风电场风机单桩基础，通过扩大对水平位移起控制作用的表层土的桩基直径(可以轻松超过6.5m)，提高了单桩基础的水平承载性能，大大降低了单桩水平位移值，相对于全长增大直径或厚度，以及采用地基处理的方法，不至于增加太多费用，使在我国沿海广泛存在的深厚软弱土层地区使用单桩基础成为可能。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种海上风电场风机单桩基础，它包括竖直插入海床中的钢管桩，钢管桩的上端与过渡段的下端连接，过渡段的上端与风机塔筒连接，钢管桩上固定套有桩基局部扩大段，桩基局部扩大段位于海床面下方。

优选的，桩基局部扩大段为圆筒形空心结构，桩基局部扩大段的轴线与钢管桩的轴线重合。

优选的，桩基局部扩大段与钢管桩之间通过多个连接件连接。

进一步的优选，连接件为钢板或型钢，连接件沿钢管桩的径向放置。

进一步的优选，连接件沿钢管桩的周向均匀分布。

如上所述，本实用新型适合深厚软弱土层的海上风电场风机单桩基础，具有以下有益效果：

该海上风电场风机单桩基础，通过在钢管桩靠近海床面的位置增加桩基局部扩大段，局部加大了靠近海床面处的单桩基础的直径，大大增加了深厚软弱土层地区单桩的水平承载力和降低了桩基水平位移，很好地解决了深厚软土地区使用单桩基础的制约因素，为在我国广泛存在的深厚软土地区采用单桩基础这一结构型式简单、经济性好的风机基础型式提供了可能，具有显著的经济效益。

附图说明

图1显示为本实用新型海上风电场风机单桩基础的结构示意图。

图2显示为图1所示的海上风电场风机单桩基础的A-A向剖视图。

元件标号说明

1                      钢管桩

2                      灌浆连接段

3                      过渡段

4                      桩基局部扩大段

5                      连接件

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。