[发明专利]一种水上风电塔固结堆石柱围墩式基础及其施工方法

说明书

本发明公开了一种水上风电塔固结堆石柱围墩式基础及其施工方法，包括水上风电塔，所述水上风电塔的基础四周铺设有块石，所述块石堆叠形成堆石围墩，所述堆石围墩通过水下不可分散性混凝土灌注固结成整体；所述水下不可分散性混凝土由以下原料按质量比组成：水下不可分散地质聚合物胶凝材料：砂子：石子＝1:0～1:0～1。本发明的固结堆石柱围墩式基础解决了海水对风电塔基础冲刷侵蚀的问题，所采用的水下不可分散性混凝土注入海水不飘散，流动性好，可以注满堆石间隙，将抛石固结成为整体，使整个风电塔更加稳定，还可以快速凝结，以防止受到海水冲刷，可以有效缓解海上风电基础的抗海水腐蚀问题。

技术领域

本发明属于风电塔基础加固技术领域，具体涉及一种水上风电塔固结堆石柱围墩式基础及其施工方法。

背景技术

随着社会经济的发展，科学技术的不断进步，人类社会发展所需要的资源也日益增长。但是全球能源危机、环境污染和温室效应日益加重，于是越来越多的国家重视开发、利用可再生能源和清洁能源。在这种形势下，风能作为清洁能源的一个选择受到了世界普遍重视。我国是一个风能利用大国，但是与其他电力来源相比，风能仍然占比较小。我国的陆上风电场经过多年的发展，建设速度逐渐放缓。与陆上风电场相比，海上风电场具有风能资源储量大、开发效率高、环境污染小、不占用耕地等特点，因此海上风电发展具有广阔的前景。

现有技术中，风力发电机安置于一塔型结构上，并通过过渡部件连接至基础上，过渡部件周围使用混凝土环形浇筑，以保证塔架上的垂直和水平荷载能传递至基础。同时，过渡部件还可以调整塔架处于垂直的状态，使得即便基础在施工中倾斜，风电塔仍然能够正常运行。海上风电塔基础结构是一种置于海中、并且携带大质量偏心荷载的巨大悬臂结构，当基础结构在受到风、浪、流及风机荷载的作用时，上部结构容易产生较大振动，极易造成结构的疲劳、损伤。由于风浪的反复作用，基桩周围的海床总是被海水不断地冲刷，很难固定，从而导致基桩产生位移，引起结构失稳。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种水上风电塔固结堆石柱围墩式基础及其施工方法，能有效解决海上风电基础被海水频繁冲刷而引起的结构疲劳损伤和基础被海水腐蚀的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种水上风电塔固结堆石柱围墩式基础，包括水上风电塔，所述水上风电塔的基础四周铺设有块石，所述块石堆叠形成堆石围墩，所述堆石围墩通过水下不可分散性混凝土灌注固结成整体；

所述水下不可分散性混凝土由以下原料按质量比组成：水下不可分散地质聚合物胶凝材料：砂子：石子＝1:0～1:0～1。

优选地，所述水下不可分散地质聚合物胶凝材料由以下原料按质量百分比组成：粒化高炉矿渣微粉70％～90％，激发剂10％～30％，抗分散剂0.2％～2％，其余为水；其中，水胶比为0.40～0.60。

优选地，所述粒化高炉矿渣微粉为符合GB/T 18046-2008标准规定的、经磁选除铁处理后粉磨制得的比表面积＞600m²/kg的粒化高炉矿渣微粉。

优选地，所述抗分散剂为水溶性纤维素醚类、水溶性丙烯酸类聚合物中的一种或一种以上。

优选地，所述石子的粒径≤10mm。

一种水上风电塔固结堆石柱围墩式基础的施工方法，包括以下步骤：

步骤1)在水上风电塔的基础四周设置一个以上的辅助导管，在所述辅助导管的下部、围墩式基础设计标高范围内的管壁上设置密集的通孔；

步骤2)向水上风电塔的基础四周抛入块石至设计标高，形成堆石体，作为堆石围墩；

步骤3)向所述堆石围墩的表面抛洒细骨料形成护浆层，以减少后续注浆材料的流失；