一种海上风电重力块基础的制作方法

本实用新型涉及一种海上风电基础，特别是一种海上风电重力块基础。适用于覆盖层厚度不超过5m、水深不超过10m且下部为基岩的海床条件。

背景技术：

发展新能源是解决能源需求和保持社会可持续发展的重要途径，由于海上风电场具有距离负荷中心近、不占用陆地资源、风资源丰富和稳定等优点，是目前最具有规模化发展前景的新能源。鉴于海洋环境的复杂性及风机高耸结构荷载传递的特殊性，风机基础的安全性、经济性、耐久性及适用性是制约海上风电开发的关键因素。

目前，海上风电基础形式主要包括大直径单桩基础、导管架基础和高桩承台基础等。重力式基础作为传统的基础形式，受海上施工机械及海床地形条件的限制，在我国并没有得到很好的应用。

近年来，随着海上风电开发规模的不断扩大，福建、广东及大连沿海地区普遍存在浅覆盖层+岩石地基甚至是裸露基岩的工程地质条件，传统桩基础的施工面临着打桩难度大、钻孔作业周期长、建设费用昂贵等挑战。而重力式基础依靠自身重量抵抗外荷载作用，在陆上可完成主要结构的建造工作，同时具备自拖航浮运、施工费用低、海上快速安装等优势，能够满足海上风电规模化开发的需求，因而具有广阔的应用前景。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：针对桩基础施工存在的问题，提供一种适应浅覆盖层和基岩地基、可在陆上预制、海上快速安装、可实现浮运拖航、下沉及调平精确控制的海上风电重力块基础。

为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的：一种海上风电重力块基础，它包括钢壳结构，所述钢壳结构上部套接预制混凝土重力块，在钢壳结构的内部空腔灌注混凝土，在钢壳结构的表面覆盖一层柔性垫层，所述钢壳结构的顶端通过钢结构构件与风机塔筒连接。

所述钢结构构件由顶板和预应力钢绞线组成，顶板预留孔道，预应力钢绞线一端通过预留孔道与法兰连接，预应力钢绞线另一端贯穿钢壳结构与底板预埋的锚固段连接。

所述基础在沉放前需吹填表层覆盖层至基岩面，平整场地，并在基础底部设有垫层，基础下部及周围一定范围抛填块石。

所述钢壳结构、混凝土重力块、钢结构构件的顶板和预应力钢绞线均为预制结构。

所述钢壳结构上端开口、下端封闭、上窄下粗、中间为弧形过渡结构。

本实用新型有如下有益效果：

1、本重力块基础适用于覆盖层厚度不超过5m、水深不超过10m且下部为基岩的海床条件，由于不涉及沉桩、钻孔等施工工序，无需投入大型起重船吊扶安装、重型打桩锤打桩下沉，可最大程度的规避嵌岩桩的施工问题，降低了施工门槛和造价，使该基础在海上风电领域更具竞争力。

2、重力块基础的钢壳结构、混凝土重力块及钢结构构件均可在陆上预制、海上快速安装，既节省了施工时间，又降低了施工风险，为实现海上风电的规模化开发提供了技术支撑。

3、重力块基础下部持力层位于基岩中，上部混凝土重力块入泥2-3米，既能提供足够的水平、竖向承载力，又有很好的防冲刷效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型实施例的立面布置图。

图2是本实用新型实施例的平面布置图。

图中：钢壳结构1、混凝土重力块2、腔内混凝土3、柔性垫层4、钢结构构件5、顶板6、预应力钢绞线7、覆盖层8、垫层9、抛填块石10。

具体实施方式

下面结合附图并用实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的内容不仅限于实施例中所涉及的内容，即并不意味着是对本实用新型保护内容的任何限定。

如图1-2，一种海上风电重力块基础，它包括钢壳结构1，所述钢壳结构1上部套接预制混凝土重力块2，在钢壳结构1的内部空腔灌注混凝土3，在钢壳结构1的表面覆盖一层柔性垫层4，所述钢壳结构1的顶端通过钢结构构件5与风机塔筒连接。进一步的，所述钢结构构件5由顶板6和预应力钢绞线7组成，顶板6预留孔道，预应力钢绞线7一端通过预留孔道与法兰连接，预应力钢绞线7另一端贯穿钢壳结构1与底板预埋的锚固段连接。通过采用上述的钢结构构件5增强了整个基础的稳定性。

进一步的，所述基础在沉放前需吹填表层覆盖层8至基岩面，平整场地，并在基础底部设有垫层9，基础下部及周围一定范围抛填块石10。通过预先对填表层覆盖层8进行清理，保证了后续基础的稳定性。

进一步的，所述钢壳结构1、混凝土重力块2、钢结构构件5的顶板6和预应力钢绞线7均为预制结构。通过采用预制结构保证了其能够在工厂进行预制，再通过运输船对其进行运输，最终只需要对其进行拼装即可，进而大大的提高了施工效率，降低了施工成本。

进一步的，所述钢壳结构1上端开口、下端封闭、上窄下粗、中间为弧形过渡结构。通过采用上述结构的钢壳结构1保证了整个风电重力块基础的稳定性。

本实用新型实施过程如下：

实施例海上风电重力块基础，包括钢壳结构1、混凝土重力块2、钢结构构件5的顶板6和预应力钢绞线7均为预制结构，可在陆上预制完成。基础沉放前，需吹填表层覆盖层8至基岩面，并对基床进行整平，必要时可对基床进行开挖、抛石、夯击等工序，以保证基床的承载力及平整度满足设计要求，垫层9及抛填块石10的厚度可根据平整度进行调节。钢壳结构1可通过驳船拖拽、顶推、浮运至指定位置，通过在钢壳结构1内部空腔内灌注混凝土3增加结构重量，并依靠结构自重实现平稳下沉。钢壳结构1下沉至指定位置后，在基础周围一定范围抛填块石10。混凝土重力块2可采用气囊滚运装船，由驳船运输至指定位置，并由起重船吊装至钢壳结构1上方，精确定位后实现平稳下放，与柔性垫层4接触紧密，直至与钢壳结构1套接成整体。整个基础施工完成后，可通过预应力钢绞线7与风机塔筒的法兰连接。

上述实施例主要用于海上风电重力式基础，但并不局限于此，对于其他海洋工程所涉及的重力式基础亦可通过本实用新型技术方案进行改良以优化基础结构形式。

上述实施例用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型做出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。