[实用新型]桩基重力式海上风机高桩多腿导管架基础结构

说明书

本实用新型的提供了一种桩基重力式海上风机高桩多腿导管架基础结构，由具有桩基系统的空腔重力式基础与高桩多腿导管架结构结合而成；本实用新型能安全、有序地建成桩基重力式海上风机高桩多腿导管架基础结构，有效地增加基础的抗倾覆力矩，所受波浪力减小、安装简便、节约钢材等优点，能适用更深水深、地基坚硬的海域。

技术领域

本实用新型涉及桩基-重力式海上风机高桩多腿导管架基础结构，属于海上风电工程技术领域。

背景技术

随着海上风电由浅水区域向更深海域发展，多桩导管架基础型式的应用更为广泛。目前，在国外20~50m中等水深海域的风电场已开始应用多桩导管架作为海上风机的支撑基础，通过钢管桩与海床相连，提供足够的桩基承载力以抵抗外部荷载。但对于地基较为坚硬的砂土等情况，大直径管桩难以施打。虽然，重力式基础是一种适用于这类具有坚硬的砂土地基的海上风机基础型式，其依靠自身的自重使风机垂直立于海面上。但是，这种传统的重力式基础型式的适用水深范围有限，一般仅为浅水区域，随着水深增加，成本会大幅增加。并且，由于传统重力式基础尺寸庞大，会产生很大的波浪力，影响基础结构的安全性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种桩基重力式海上风机高桩多腿导管架基础结构，通过将具有桩基系统的空腔重力式基础与高桩多腿导管架结构结合，形成桩基-重力式海上风机高桩多腿导管架基础结构，能够有效地增加基础的抗倾覆力矩，所受波浪力减小、安装简便、节约钢材等优点，能适用更深水深、地基坚硬的海域。为此，本实用新型采用以下技术方案：

一种桩基重力式海上风机高桩多腿导管架基础，其特征在于：由具有桩基系统的空腔重力式基础与高桩多腿导管架结构结合而成；含有多个预埋高桩的中部混凝土墩台与外围混凝土空腔体组成空腔重力式混凝土基础；所述外围混凝土空腔体设置有若干局部空腔体，所述外围混凝土空腔体的底部及混凝土墩台外侧分别均匀设置多个预埋钢桩套管，在预埋钢桩套管内向海床打桩形成钢管桩，通过灌浆材料将桩与套管连接而与空腔重力式混凝土基础连为一体，其中桩为短桩；桩套管外插到预埋高桩顶部，通过灌浆材料与预埋高桩连接；桩套管通过连接钢管结构及焊接连接与主筒体连接为一个整体，预埋高桩、桩套管、连接钢管结构与主筒体组成高桩多腿导管架结构，并通过预埋高桩将有桩基系统的重力式基础与高桩多腿导管架结构连为一个整体，作为海上风机基础，支撑上部风机结构，其中，主筒体处在中心位置，预埋高桩处在同一圆周上。

进一步地，所述连接钢管结构包括斜撑和水平撑，各桩套管通过斜撑和水平撑与主筒体连接为一体。

进一步地，预埋高桩为等直径钢管，直径小于桩套管直径，长度较长以使其上端露出水面。

进一步地，预埋高桩具有3~4个，与桩套管数量对应。

进一步地，预埋高桩之间用撑杆进行加固处理。

进一步地，混凝土墩台为钢筋混凝土结构，呈圆柱或圆锥形状；混凝土墩台外径四周与混凝土空腔体加固连接；混凝土墩台外侧凸起位置均匀设置至少4个预埋钢桩套管，预埋钢桩套管相对于混凝土墩台的中心处于同一圆周上。

进一步地，混凝土空腔体为钢筋混凝土结构，包括外侧挡板、中间加固挡板、底部，由外侧挡板、中间加固挡板、底部与混凝土墩台外壁围成若干局部空腔；围成的若干个局部空腔呈辐射状均匀分布在混凝土墩台四周；底部均匀设置至少4个预埋钢桩套管，用于打桩固定混凝土基础。

进一步地，桩为等直径钢管，直径小于预埋钢桩套管直径；长度较短，仅沉桩至较易打桩的前几个土层；若干个钢管短桩沉至海床底，组成桩基系统，固定重力式混凝土基础。

进一步地，桩套管为等直径钢管，斜撑、水平撑、主筒体为变径钢管。

进一步地，主筒体处在混凝土墩台的正上方。

本实用新型专利的有益效果是：