[发明专利]一种海上风电机组复合柱桩基单桩基础及其施工方法

权利要求书

1.一种海上风电机组复合柱桩基单桩基础，其特征在于：包括从顶部到底部沿同一中心轴依次连接的连接法兰、第一直段单桩结构、变径段单桩结构、第二直段单桩结构、复合柱单桩结构以及第三直段单桩结构；其中，所述第一直段单桩结构设置于海平面处，所述第二直段单桩结构设置于海底泥面处，所述第一直段单桩结构的直径小于第二直段单桩结构的直径；所述复合柱单桩结构包括内圈柱体、外圈柱体和连接件，所述内圈柱体设置在外圈柱体的内部，并与外圈柱体之间通过多个连接件连接，且所述连接件沿复合柱单桩结构的长度方向延伸至复合柱单桩结构的顶部和底部，所述第二直段单桩结构的底部与内圈柱体的顶部连接，所述内圈柱体的底部与第三直段单桩结构连接。

2.根据权利要求1所述的一种海上风电机组复合柱桩基单桩基础，其特征在于：所述变径段单桩结构为上小下大的圆台状单桩结构，所述变径段单桩结构的顶部直径与第一直段单桩结构的直径相同，所述变径段单桩结构的底部直径与第二直段单桩结构的直径相同。

3.根据权利要求2所述的一种海上风电机组复合柱桩基单桩基础，其特征在于：所述变径段单桩结构的顶部直径不大于5m，所述变径段单桩结构的底部直径与变径段单桩结构的顶部直径的差值不小于1m。

4.根据权利要求1所述的一种海上风电机组复合柱桩基单桩基础，其特征在于：所述连接法兰的下部带径直径与第一直段单桩结构的直径相同。

5.根据权利要求1所述的一种海上风电机组复合柱桩基单桩基础，其特征在于：所述第二直段单桩结构的直径与内圈柱体的直径相同，所述第三直段单桩结构的直径与内圈柱体的直径相同。

6.根据权利要求1所述的一种海上风电机组复合柱桩基单桩基础，其特征在于：所述复合柱单桩结构设置于海底泥面以下的预设深度处，所述复合柱单桩结构的长度范围为10-30m，所述外圈柱体的直径与内圈柱体的直径的差值不小于3m。

7.根据权利要求1所述的一种海上风电机组复合柱桩基单桩基础，其特征在于：所述连接件在内圈柱体与外圈柱体之间环向间隔布置。

8.根据权利要求1所述的一种海上风电机组复合柱桩基单桩基础，其特征在于：所述第一直段单桩结构、第二直段单桩结构和内圈柱体的内侧设置有环向加强肋板。

9.一种基于权利要求1-8任意一项所述海上风电机组复合柱桩基单桩基础的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将外圈柱体和内圈柱体通过环向布置的连接件焊接组合成复合柱单桩结构；

2)将连接法兰、第一直段单桩结构、变径段单桩结构、第二直段单桩结构、复合柱单桩结构以及第三直段单桩结构从上到下依次排列并焊接固定，预制复合柱桩基单桩基础；

3)现场施工海域确定海上风电机组安装所在的机位点后，将预制好的复合柱桩基单桩基础驳运至指定机位点位置，通过吊装船和抱桩器对基础进行起吊和安装定位；

4)连接法兰上安装保护装置，通过液压打桩锤对复合柱桩基单桩基础进行打桩操作，直至该复合柱桩基单桩基础沉入预设海床深度；

5)在复合柱桩基单桩基础的顶部安装海上风电机组塔筒。