专利名称：多脚架负压桩桶组合海上风机基础的制作方法
技术领域：
本实用新型设计一种海上风机基础，尤其是多脚架负压桩桶组合海上风机基础。
背景技术：
目前海上风电机组的主要基础形式有单桩基础、三脚架基础、桶形基础等。单桩基础适用于水深较浅的海域，单桩基础对振动和垂直度很敏感，受海底地质条件和水深的约束较大，对设计和施工的要求较高，且随着水深增加，桩径要相应增大，而在海上施工大直径预制桩十分困难，安装时也需要专用设备，费用昂贵。三脚架基础属于组合式基础,采用标准的三腿支撑结构，由中心柱、插入海床一定深度的圆柱钢管和斜撑结构组成。主要施工方法分为先沉放三脚架再打桩和先打桩再吊放三脚架两种。对于先沉放三脚架后打桩的施工方法，需设置防沉板，并且一般需要打设辅助桩来进行三脚架定位，且沉放后三脚架精度调平困难；而先打桩方法则对打桩精度有这严·格限制，在深水环境中这对打桩机械设备和施工工艺都提出了很高的要求。桶形基础是一种新的基础结构概念，实质是传统桩基与重力式基础的结合。其推荐适用水深为O 20m，可分为单柱及多柱吸力式沉箱基础。桶形基础减少制造费用施工速度快，但因为入土深度限制，其竖向承载力和稳定性较差，作为风机基础容易发生倾斜和较大沉降。而且桶形基础不适用于冲刷海床。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种多脚架负压桩桶组合海上风机基础，解决大直径桩施工、多脚架基础定位调平以及桶形基础竖向承载力稳定性差等问题，其适宜作为水深在25m到50m间的海上风电机组基础形式，可靠性好。为实现上述技术目的，本实用新型提供的方案是一种多脚架负压桩桶组合海上风机基础，包括钢桩以及支撑风机塔筒的支撑结构，其中，所述支撑结构的下部固定连接桶桩，桶桩设置气泵系统和水泵系统，支撑结构的周围均匀分布若干桩套管，每个桩套管内均具有一根钢桩。而且，所述桶桩或支撑结构上设置监控组件。而且，所述桩套管至少均匀设置三个，钢桩的数量与桩套管的数量相适应。而且，所述桩套管内设置定位快和止水橡胶板。而且，所述定位快和止水橡胶板之间的环向间隙内填充有灌浆材料。本实用新型由于采取以上设计，主要具有以下优点。I、减小了桩径，避免了大直径桩施工，降低了对工程设备的要求和海上大直径桩施工费用。2、避免了多脚架结构定位和调平困难的技术难题，基础通过气泵系统和水泵系统实现气浮、自重下沉和吸水下沉，通过监控组件监测结构下沉速度形态。3、避免了多桩基础深水条件下施工精度低，后期与多脚架结构连接困难的技术难题。4、本基础可靠性高，竖向承载力强，稳定性能好。
图I是本实用新型的结构示意图。图2是图I的俯视图。图3是图I中A处的放大图。其中，I、桶桩，2、钢桩，3、桩套管，4、风机塔筒，5、支撑结构，6、监控组件，7、气泵系统，8、水泵系统。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。本实施例提供一种多脚架负压桩桶组合海上风机基础，如图I和图2所示，包括钢桩2以及支撑风机塔筒4的支撑结构5，其中，所述支撑结构5的下部固定连接桶桩1，如图3所示，桶桩I设置气泵系统7和水泵系统8，支撑结构5的周围均匀分布若干桩套管3，每个桩套管3内均具有一根钢桩2。上述桶桩I或支撑结构5上设置监控组件6。上述桩套管3至少均匀设置三个，钢桩2的数量与桩套管3的数量相适应。上述桩套管3内设置定位快和止水橡胶板。上述定位快和止水橡胶板之间的环向间隙内填充有灌浆材料。工作原理首先将多脚架负压桩桶组合海上风机基础中的桶桩I与支撑结构5整体固定，通过气泵系统7向桶桩I内充气，实现基础在海上的整体气浮。将基础拖航至沉放水域后，通过气泵系统7排除桶桩I内气体，基础在自重作用下沉入海床，桶桩I下部与海床之间形成密闭空间，然后通过水泵系统8抽取桶桩I内水体，产生竖向负压，该负压使基础沉贯到设计深度。下沉期间通过监控组件6对基础下沉速度和下沉形态进行全程监控。基础沉放完成后，在桩套管3内打入钢管桩2。桩套管3内设置定位块和止水橡胶板，以在桩套管和钢桩间形成环向间隙，通过高压灌浆管道在桩套管和钢桩间形成环向间隙灌入灌浆材料，实现二者可靠连接。最后在支撑结构5上安装风机塔筒4，完成基础施工。本实用新型的多脚架负压桩桶组合海上风机基础，适用范围广，对施工设备要求低，结构安全可靠，十分适合作为水深25m到50m间的海上风电机组的基础形式。
权利要求1.一种多脚架负压桩桶组合海上风机基础，包括钢桩以及支撑风机塔筒的支撑结构，其特征在于所述支撑结构的下部固定连接桶桩，桶桩设置气泵系统和水泵系统，支撑结构的周围均匀分布若干桩套管，每个桩套管内均具有一根钢桩。
2.根据权利要求I所述的多脚架负压桩桶组合海上风机基础，其特征在于所述桶桩或支撑结构上设置监控组件。
3.根据权利要求I或2所述的多脚架负压桩桶组合海上风机基础，其特征在于所述桩套管至少均匀设置三个，钢桩的数量与桩套管的数量相适应。
专利摘要本实用新型设计一种海上风机基础，尤其是多脚架负压桩桶组合海上风机基础，其包括钢桩以及支撑风机塔筒的支撑结构，其中，所述支撑结构的下部固定连接桶桩，桶桩设置气泵系统和水泵系统，支撑结构的周围均匀分布若干桩套管，每个桩套管内均具有一根钢桩。本实用新型可靠性高，竖向承载力强，稳定性能好，并且降低了对工程设备及工艺的要求，施工方便，适合作为水深25m至50m海域的海上风电机组基础。
文档编号E02D27/12GK202706053SQ201220336809
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年7月12日
发明者杨炎华, 金书成, 张永涛, 吴启和, 刘建波 申请人:中交第二航务工程局有限公司