[发明专利]一种海上风机复合基础及地基加固施工方法

说明书

本发明涉及一种海上风机复合基础及地基加固施工方法，复合基础包括单桩基础本体；包括外围摩擦体，为内置有钢筋的混凝土一体浇筑结构，形状为圆台型，外围摩擦体套设在单桩基础本体外，并与地基土体的上端接触，在外围摩擦体上设有连通上下端用于实现注浆的竖向施工孔道，多个竖向施工孔道均布设置在一圈或多圈圆周上；在每个竖向施工孔道内浇筑连接有或后插固有一钢管钉，钢管钉的下段从外围摩擦体的下端伸出、并插入到地基土体中，在钢管钉的管壁上均布设置有喷浆孔。本复合基础增加了基础与地基接触面积，可实现对软土地基进行注浆加固处理，从而可提高地基和基础的承载能力，实现一体化施工，减少海底预处理。

技术领域

本发明属于海上风机基础技术领域，具体涉及一种海上风机复合基础及地基加固施工方法。

背景技术

根据风能调查结果显示，我国近海区域5-25m、2-50m范围内，50m和70m高度的海上风电开发潜力分别达到了2亿和5亿千瓦。深海区就更是不可限量，由于陆地土地资源的限制，海上风能的开发正在全球范围内如火如荼地进行。海上风机基础包括分为固定式和漂浮式基础结构，具体基础型式包括：单桩式基础结构、导管架基础结构、三脚架基础结构、重力式基础结构、立柱式基础结构、张力腿式基础结构、半潜式基础结构等。相比陆地，复杂的海洋环境使海上风电基础的成本不断提高，因而，创新的基础结构型式和施工方法是降低造价的有效途径。

目前在近岸风场中风机的基础形式主要以单桩基础为主，在我国部分地区海底土壤包含淤泥质软土和黏土层，特别是在上覆层较厚的高压缩性区域，单桩基础不易稳桩，承载能力较弱，想要获得足够的承载力，需要增加打桩深度到持力层上甚至做嵌岩桩，大大提高了成本。为了提高单桩基础的承载特性，以往的研究中提出了一种复合式单桩基础，由单桩基础本体及套设在单桩基础体外的外围摩擦体构成，外围摩擦体安放在海床，为单桩基础提供一个抗倾覆力矩从而提高基础整体承载特性，但是，外围摩擦体在软弱土中可能会因为自重产生不均匀沉降，无法有效发挥作用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种海上风机复合基础及地基加固施工方法，该复合基础可增加基础与地基的有效接触面积，可实现对软土地基进行注浆加固处理，从而可提高地基和基础的承载能力，可简化海底预处理步骤，实现安装加固一体化施工过程，可增大复合式单桩-圆台摩擦盘基础的适用范围，该地基加固施工方法施工过程简单、施工速度快、可减小基础的施工沉降、且能保证施工质量。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现：

一种海上风机复合基础，其特征在于：

包括单桩基础本体，为空心钢管桩，空心钢管桩的下段插入到地基土体中，上段外露于地基土体上方；

包括外围摩擦体，为内置有钢筋的混凝土一体浇筑结构，形状为圆台型，外围摩擦体套设在单桩基础本体外，并与地基土体的上端接触，在外围摩擦体上设有连通上下端用于实现注浆的竖向施工孔道，多个竖向施工孔道均布设置在一圈或多圈圆周上；在每个竖向施工孔道内浇筑连接有或后插固有一钢管钉，钢管钉的下段从外围摩擦体的下端伸出、并插入到地基土体中，在钢管钉的管壁上均布设置有喷浆孔。

进一步的：竖向施工孔道的数量少于10个。

进一步的：喷浆孔的孔径小于钢管钉的管径的0.1倍。

一种地基加固施工方法，其特征在于，基于上述的海上风机复合基础，包括如下施工步骤：

S1进行地质勘察，确定地基的土层分布及承载能力,确定地基处理方法；

S2预制空心钢管桩、圆台型摩擦体和钢管钉，钢管钉可与圆台型摩擦体一体浇筑成型，也可后续进行插固连接；

S3将空心钢管桩、圆台型摩擦体和钢管钉运输至施工地点后，先安装空心钢管桩；