本发明涉及海上风电,具体涉及一种海上风电多螺旋桩筒型基础。
背景技术:
1、随着海上风电机组单机容量的增大,采用传统单桩及导管架基础需要增大基础的尺寸和材料用量,且大直径单桩打桩受到施工设备的限制成为难以逾越的问题。针对这个问题,筒型基础逐渐被用于海上风电,且筒型基础的负压下沉安装方式避免了繁琐的打桩流程。筒型基础由于其受力特性和施工方法,适用于有一定承载力的黏土、砂土等土层。
2、但是,传统的筒型基础存在筒体无法下沉到位或者安装倾斜的问题:在负压下沉过程中,由于土的阻力较大,砂土地质尤甚,容易发生负压失效,造成筒型基础的筒体无法下沉到位或者安装倾斜。针对该问题,工程上常采用在筒体顶板与土体的空腔内灌浆或通过垫片法调平法兰的方式对筒体进行调平,但这些做法不利于基础承载能力的充分发挥,可能对风机正常运行产生不利影响。另外,由于风机单机容量增大,筒型基础需要更大的体积和重量以提供更高的承载能力,给建造和运输安装带来了较大困难。
3、因此,亟需一种新型筒型基础,充分发挥筒型基础的承载能力,满足风机单机容量增大的需求。
技术实现思路
1、基于以上背景,本发明的目的在于提供一种海上风电多螺旋桩筒型基础,解决筒型基础负压失效下沉不到位或倾斜、风机单机容量增大对筒型基础需要更大的体积和重量而导致建造和运输安装困难的问题,可充分利用筒型基础稳定性好且可负压下沉的优势,并结合螺旋桩安装便捷(尤其对于砂土)、抗拔性能突出的特点,实现提高筒型基础的承载能力的目的,且可在筒型基础未能下沉到位或者倾斜时起到辅助下沉或者调平的作用。
2、为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
3、一种海上风电多螺旋桩筒型基础,包括筒型基础,所述筒型基础的筒体由筒顶板、外筒壁和分舱板组成;所述筒体内部由分舱板隔成多个舱室,所述舱室包括边舱和中间舱;还包括螺旋桩,所述螺旋桩由钢管本体和螺旋钢叶片组成,钢管本体下端设置有桩尖;所述螺旋桩贯穿所述筒型基础的边舱插入筒型基础下部的海床内;所述螺旋桩至少设置有两根,且相对的两个所述边舱内螺旋桩的数量相同。
4、优选地,所述筒型基础和螺旋桩通过桩筒连接体系连接;所述桩筒连接体系包括上端板、与上端板固定连接的可压缩装置和与可压缩装置卡接的下端板;所述上端板与螺旋桩固定连接;下端板固定设置在筒顶板上。
5、优选地,所述可压缩装置为连接弹簧或液压阻尼杆。
6、优选地,所述桩筒连接体系还包括轴承,所述轴承设置于下端板下方。
7、优选地,所述筒顶板与桩筒连接体系之间设置加强钢板,所述加强钢板用于保护所述筒顶板。
8、优选地,所述筒顶板上设置排水排气孔,所述排水排气孔的直径不小于所述螺旋桩叶片的直径。
9、优选地,所述筒顶板上设置有备用沉桩孔。
10、优选地,所述螺旋桩上端均匀设置第一卡环,第一卡环上设置有密封圈,螺旋桩下沉到位后,通过第一卡环与筒顶板连接。
11、优选地,每个所述边舱内插入有1-3个螺旋桩。
12、优选地,所述筒型基础为混凝土结构、钢结构或钢混结构。
13、相比于现有技术,本发明的有益效果为:
14、本发明提供了一种海上风电多螺旋桩筒型基础,该组合基础将筒型基础和螺旋桩基础结合起来,筒型基础可充分发挥较浅层土体的承载作用,螺旋桩基础充分发挥较深层土体的抗力,抗拔和抗弯效应更加明显,且可在筒型基础未能下沉到位或者倾斜时起到辅助下沉或者调平的作用,提高了基础整体的承载能力,可作为海上风电或者其他海洋工程的支撑体系;本发明无需增大筒型基础的体积和重量,即可适应风机单机容量增大的需求,降低了建造和运输安装难度。
15、本发明的桩筒连接体系可在螺旋桩旋转下压时,对筒型基础产生竖直向下的力,增加了基础整体的稳定性,也可在筒型基础负压下沉失效时辅助筒型基础整体下沉,在筒型基础下沉完成发现倾斜后对处于相对高位的边舱局部下压,起到调平的作用。
16、本发明将筒型基础和螺旋桩基础通过桩筒连接体系结合起来应用,二者结合取长补短,作为海上风电或者海洋基础的支撑体系发挥更优的承载作用,具备一定的应用推广价值。
1.一种海上风电多螺旋桩筒型基础,包括筒型基础(1),所述筒型基础(1)的筒体由筒顶板(11)、外筒壁(12)和分舱板(13)组成;所述筒体内部由分舱板(13)隔成多个舱室(16),所述舱室(16)包括边舱(161)和中间舱(162);其特征在于:还包括螺旋桩(2),所述螺旋桩(2)由钢管本体(21)和螺旋钢叶片(22)组成,钢管本体(21)下端设置有桩尖(23);所述螺旋桩(2)贯穿所述筒型基础(1)的边舱(161)插入筒型基础(1)下部的海床内;所述螺旋桩(2)至少设置有两根,且相对的两个所述边舱(161)内螺旋桩(2)的数量相同。
2.根据权利要求1所述的海上风电多螺旋桩筒型基础,其特征在于:所述筒型基础(1)和螺旋桩(2)通过桩筒连接体系(3)连接;所述桩筒连接体系(3)包括上端板(31)、与上端板(31)固定连接的可压缩装置(32)和与可压缩装置(32)卡接的下端板(33);所述上端板(31)与螺旋桩(2)固定连接;下端板(33)固定设置在筒顶板(11)上。
3.根据权利要求2所述的海上风电多螺旋桩筒型基础,其特征在于:所述可压缩装置(32)为连接弹簧或液压阻尼杆。
4.根据权利要求2所述的海上风电多螺旋桩筒型基础,其特征在于:所述桩筒连接体系(3)还包括轴承(34),所述轴承(34)设置于下端板(33)下方。
5.根据权利要求2所述的海上风电多螺旋桩筒型基础,其特征在于:所述筒顶板(11)与桩筒连接体系(3)之间设置加强钢板(17),所述加强钢板(17)用于保护所述筒顶板(11)。
6.根据权利要求1所述的海上风电多螺旋桩筒型基础,其特征在于:所述筒顶板(11)上设置排水排气孔(14),所述排水排气孔(14)的直径不小于所述螺旋钢叶片(22)的直径。
7.根据权利要求1所述的海上风电多螺旋桩筒型基础,其特征在于:所述筒顶板(11)上设置有备用沉桩孔(15)。
8.根据权利要求1所述的海上风电多螺旋桩筒型基础,其特征在于:所述螺旋桩(2)上端均匀设置第一卡环(24),第一卡环(24)上设置有密封圈(241),螺旋桩(2)下沉到位后,通过第一卡环(24)与筒顶板(11)连接。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的海上风电多螺旋桩筒型基础,其特征在于:每个所述边舱(161)内插入有1-3个螺旋桩(2)。
10.根据权利要求9所述的海上风电多螺旋桩筒型基础,其特征在于:所述筒型基础(1)为混凝土结构、钢结构或钢混结构。