一种外套管预应力锚索海上风电单桩基础的制作方法

本实用新型属于海上风电单桩基础施工技术领域，尤其是涉及一种外套管预应力锚索海上风电单桩基础。

背景技术：

海上风力发电结构在风、浪荷载的作用下，基础除承受压力外，主要承受弯矩和剪力。大直径钢筒单桩基础广泛应用于海上风电项目。但当基础底部存在岩石层时，钻孔难度大，需先用大口径钻岩机钻孔深度达3倍以上孔径，再改用大型打桩机向下打入岩孔，最后灌注混凝土。该方式需采用大型设备，存在能耗大、造价高等不足，且试桩条件和真实桩基础条件不符合。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种外套管预应力锚索海上风电单桩基础。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种外套管预应力锚索海上风电单桩基础，包括钢管单桩、稳定导引节点、自锁式预应力钢绞线和外套管，所述稳定导引节点设置钢管单桩外，所述外套管沿所述稳定导引节点套设于钢管单桩外，且外套管顶部直径小于底部直径，所述自锁式预应力钢绞线穿设于外套管壁内，所述自锁式预应力钢绞线一端通过自锁方式锚固于海底，另一端通过钢管单桩顶部设置的传力节点张拉，使钢管单桩受预压力。

进一步地，所述自锁式预应力钢绞线包括钢绞线本体和设置于钢绞线本体端部的自锁锚头。

进一步地，所述稳定导引节点设置有多个，均匀分布于钢管单桩外壁。

进一步地，多个所述稳定导引节点分为多层节点层，各节点层沿钢管单桩由上至下分布，且各节点层中稳定导引节点的长度由上至下依次增加。

进一步地，所述外套管壁内开设有用于穿过所述自锁式预应力钢绞线的通孔。

进一步地，所述自锁式预应力钢绞线通过自锁方式锚固于中风化岩石层。

与现有技术相比，本实用新型具有以如下有益效果：

1、本实用新型采用设置有外套管，自锁式预应力钢绞线通过外套管锚固至海底，与一般单桩基础相比，充分利用了岩石地基的优越性，利用单桩受压弯，岩石锚索抗拔组合抗弯剪，稳定性好。

2、本实用新型设置有稳定导引节点，方便外套管的斜向打入，有效提高施工效率。

3、本实用新型钻孔直径较小，结构简单，施工方便，耗时少，能够节省工期及造价，适用于底部有岩石的基础。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中标号：1为钢绞线本体、2为传力节点、3为稳定导引节点、4为钢管单桩、5为护套管、6为自锁锚头、7为海面、8为海床泥面、9为泥沙层、10为强风化岩石层、11为中风化岩石层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例提供一种外套管预应力锚索海上风电单桩基础，包括钢管单桩4、稳定导引节点3、自锁式预应力钢绞线和外套管5，稳定导引节点3设置钢管单桩4外，外套管5沿稳定导引节点3套设于钢管单桩4外，且外套管5顶部直径小于底部直径，外套管5开设有通孔，自锁式预应力钢绞线通过通孔穿设于外套管5壁内，自锁式预应力钢绞线一端通过自锁方式锚固于海底，另一端通过钢管单桩4顶部设置的传力节点2张拉，使钢管单桩4受预压力。自锁式预应力钢绞线包括钢绞线本体1和设置于钢绞线本体1端部的自锁锚头6。

本实施例中，稳定导引节点3设置有多个，均匀分布于钢管单桩4外壁。多个稳定导引节点3分为多层节点层，各节点层沿钢管单桩4由上至下分布，且各节点层中稳定导引节点3的长度由上至下依次增加。外套管5沿稳定导引节点3套设于钢管单桩4外，使外套管5斜向打入海底，如外套管5侧壁与水平面的夹角可为70-80°。

本实施例中，自锁式预应力钢绞线穿过泥泥沙层9、强风化岩石层10，底部通过自锁锚头6自锁于中风化岩石层11。根据其所处地质条件不同而分为悬空段、打入段和锚固段，其中悬空段位于海床泥面8以上，打入段位于泥沙层9，锚固段位于强风化岩石层10。

上述外套管预应力锚索海上风电单桩基础的施工过程包括：

1、将钢管单桩4打入强风化岩石层10，满足抗压条件；

2、将护套管5沿稳定导引节点3打入钢管单桩4的周边，斜向打入泥沙层9，进入强风化岩石层10；

3、在护套管5内钻孔，钻入中风化岩石层11足够的锚固深度；

4、在孔内放入包含自锁锚头6的自锁式预应力钢绞线；

5、构造自锁头并灌浆，养护；

6、在顶端的传力节点2处张拉自锁式预应力钢绞线，使钢管单桩4受预压力。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。