[发明专利]一种组合桩基础结构

说明书

技术领域

本发明涉及建筑领域的基础结构，具体的说，是涉及一种桩基础结构。

背景技术

海上风电结构属于垂向荷载相对较小、水平荷载所产生弯矩较大的海上高耸结构，抗倾覆能力要求高。

单桩基础结构是常见的海上结构物基础形式，特别是在海上风电领域，以欧洲海上场应用最为广泛，其结构简单、受力机制明确，用于1.5MW以下的风力机经济性较好。然而，因单桩基础存在抗倾覆能力差、水平向位移大等弱点，随着海上风机单机容量增加到3MW、5MW或更大，必然导致单桩基础的直径、壁厚以及贯入深度急剧增大，致使海上打桩施工困难，建设成本大幅升高。

三桩三脚架、多桩导管架、筒型基础通过不同方式可以有效地分散荷载，提高抗倾覆能力，但都结构和施工工艺复杂,对海况条件要求高，导致施工周期长、建造成本高。

发明内容

本发明要解决的是现有技术中的上述技术问题，提供一种新型的组合桩基础结构，将单桩基础与筒型基础有效结合，发挥其各自的优势，达到减少桩长、桩径和壁厚的目的，进而降低海上施工成本和材料成本。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种组合桩基础结构，包括筒型基础，所述筒型基础顶部之上设置有与所述筒型基础同轴的中空圆台结构，所述中空圆台结构顶面中心设置有第一连接段环梁结构，所述筒型基础顶盖中心设置有第二连接段环梁结构，上部的所述第一连接段环梁结构和下部的所述第二连接段环梁结构插装有单桩基础，所述单桩基础分别与所述第一连接段环梁结构和所述第二连接段环梁结构固定连接。

所述单桩基础的外径小于所述第一连接段环梁结构和所述第二连接段环梁结构的内径0.1~60cm。

所述单桩基础分别与所述第一连接段环梁结构和所述第二连接段环梁结构焊接。

所述单桩基础分别与所述第一连接段环梁结构和所述第二连接段环梁结构通过剪力键灌浆连接。

所述单桩基础与所述第一连接段环梁结构之间、所述单桩基础与所述第二连接段环梁结构之间分别设置有弹性体。

所述第一连接段环梁结构和所述第二连接段环梁结构的高度均为1~3m，厚度均为0.6~2m。

本发明的有益效果是：

本发明的复合桩基是将单桩基础与筒型基础组合而成的新型结构形式，其整体刚度、抗水平荷载、抗竖向荷载及弯矩能力较单独的单桩基础或筒型基础都有较大提高。

组合桩基础结构充分利用了单桩基础受力明确、土层适用能力强、施工方便以及筒型基础水平承载能力好等优势：由于筒型基础的水平约束，使得海底表层软土处能够成为单桩基础的水平约束，极大提高了组合桩基础结构的水平承载力；而筒型基础与单桩基础上部相连，使单桩基础在软弱地基中的嵌固点上移，改变单桩结构受力模式，有效实现减少风机荷载对基础产生的弯矩荷载，减少风电结构的水平位移，从而减小桩基础的桩长、桩径、壁厚以及贯入深度，使材料成本大幅减少，施工工艺也更为简单。

附图说明

图1是本发明所提供的组合桩基础结构的结构示意图；

图2是本发明所提供的组合桩基础结构的俯视图。

图中：1，筒型基础；2，单桩基础；3，中空圆台结构；4，第一连接段环梁结构；5，第二连接段环梁结构；6，弹性体。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1和图2所示，本实施例披露了一种组合桩基础结构，主要包括筒型基础1、单桩基础2、中空圆台结构3、第一连接段环梁结构4和第二连接段环梁结构5。

筒型基础1是直径为20m，高度为6m，顶盖和侧壁厚度为300mm的混凝土结构。筒型基础1顶部之上固定设置有中空圆台结构3，中空圆台结构3与筒型基础1同轴。中空圆台结构3是顶部外直径为4m，底部外直径为10m，壁厚为600mm，高度为15m的混凝土结构。

中空圆台结构3顶面中心设置有第一连接段环梁结构4，第一连接段环梁结构4是厚度为1m，高度为2m，内径为3.2m的混凝土结构。筒型基础顶盖中心设置有第二连接段环梁结构5，第二连接段环梁结构5同样是厚度为1m，高度为2m，内径为3.2m的混凝土结构。

单桩基础2是直径为3m，壁厚为30mm，长为30m的钢制圆筒结构。