[发明专利]海上风电机组单桩基础加固桩基结构及施工方法

说明书

本发明涉及一种海上风电机组单桩基础加固桩基结构及施工方法，包括海上风电机组单桩基础，还包括至少三根绕着所述单桩基础呈圆周均布的钢管桩，至少三根钢管桩与单桩基础之间从上往下至少设有一层组合梁系结构，所述组合梁系结构包括固定套设在单桩基础外侧的中心套筒，所述中心套筒的外侧设有至少三个呈圆周均布的且位置与钢管桩的位置相对应的裙桩套筒，所述裙桩套筒固定套设在钢管桩的外侧，裙桩套筒与中心套筒之间固定有组合梁。本发明结构设计合理，能够提高单桩基础的水平承载力和刚度、结构整体稳定性，同时降低了投资成本，具有普遍适用性，在海洋风电领域中具有广泛的应用前景。

技术领域：

本发明属于海上风力发电机组基础结构技术领域，尤其涉及一种海上风电机组单桩基础加固桩基结构及施工方法。

背景技术：

目前，国内外用于海上风电场的风电机组基础型式主要为桩基础、重力式基础、吸力筒基础和浮式基础四种，其中桩基础可细分为单桩基础、多脚架基础、导管架基础和高桩承台基础。单桩基础主要由一根大直径钢管桩构成，其桩长和埋置深度由水深、地质条件和风电机组荷载共同决定。单桩基础因其施工方便快捷、经济性好，在国外海上风电场得到了广泛应用，而且近年来随着海上风电施工船机设备施工能力的提升，海上风电机组单桩基础在国内海上风电场的占比正不断提高。

目前国内最大的单桩基础桩径为7～7.5m，然而未来随着风机机组容量提升，风电机组荷载将进一步加大，单桩基础桩径将达8～10m，而国内目前尚无8～10m桩基的施工能力。根据已建及在建的海上风电场施工经验统计，大直径单桩基础存在沉桩垂直度控制困难，对于基岩较浅的地质状况沉桩到位较为困难，对于表层软弱土体较厚的地质状况水平刚度较低单桩桩径较大等不足。这些不足直接或间接影响单桩基础施工质量、施工工期，进而提高项目的投资成本。随着工程的实施，在复杂的海洋地质状况下，海上风电单桩基础施工可能出现难以沉桩到位，水平刚度不足，沉桩垂直度误差过大等问题。如何高效经济地解决以上问题已成为海上风电单桩基础设计和施工中迫在眉睫的问题。

发明内容：

本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种海上风电机组单桩基础加固桩基结构及施工方法，不仅设计合理，而且施工方便、质量好。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种海上风电机组单桩基础加固桩基结构，包括海上风电机组单桩基础，还包括至少三根绕着所述单桩基础呈圆周均布的钢管桩，至少三根钢管桩与单桩基础之间从上往下设有至少一层组合梁系结构。

进一步的，所述组合梁系结构包括固定套设在单桩基础外侧的中心套筒，所述中心套筒的外侧设有至少三个呈圆周均布的且位置与钢管桩的位置相对应的裙桩套筒，所述裙桩套筒固定套设在钢管桩的外侧，裙桩套筒与中心套筒之间固定有组合梁。

进一步的，所述中心套筒的下方设有固定套设在单桩基础外侧的并用以支撑住中心套筒的中心圈梁；所述裙桩套筒的下方设有固定套设在钢管桩外侧的并用以支撑住裙桩套筒的裙桩圈梁。

进一步的，所述中心套筒与单桩基础、裙桩套筒与钢管桩均通过灌浆连接；所述组合梁的两端分别与中心套筒及裙桩套筒焊接连接；所述中心圈梁与单桩基础、裙桩圈梁与钢管桩均通过焊接连接。

进一步的，所述组合梁采用单个型钢、单个钢管、多个型钢组合、多个钢管组合或者多个型钢与钢管组合的梁系结构。

进一步的，所述中心圈梁与裙桩圈梁均采用单个型钢、单个钢管、多个型钢组合、多个钢管组合或者多个型钢与钢管组合的梁系结构。

进一步的，所述钢管桩的数量为3～8根。

进一步的，至少三根钢管桩均与单桩基础相平行。

进一步的，至少三根钢管桩呈放射状分布，每根钢管桩均与单桩基础倾斜设置。