[发明专利]一种钻孔桩长腿导管架海上风机基础及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋工程基础的技术领域，具体涉及一种钻孔桩长腿导管架海上风机基础及其施工方法。

背景技术

海上工程因在海上施工，工况较恶劣，具有可施工时间短，施工难度大，受天气海况等自然条件影响巨大等特点。

目前，在海洋工程基础的结构类型中，导管架是最常用的基础结构形式，其为钢结构桁架，其整体刚度大，工厂化程度高，受波浪力小，结构变形小，适用于各种水深的海域。但在覆盖层较浅，不能直接打桩的海区，需在导管架的导管内直接实施灌注桩或嵌岩桩或其他类型桩基结构。

上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本发明的各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于更好地理解本发明的内容。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种钻孔桩长腿导管架海上风机基础及其施工方法，与普通导管架结构相比，其利用被临时支撑的坐底导管架兼做施工平台，解决了施工期结构固定、稳定的问题及基桩定位、导向、夹桩的问题；此外，通过在长腿导管内预钻孔后实施全断面灌注桩，或后锤击植入钢管桩于地基土体中再在长腿导管内实施基桩与长腿导管的灌浆或增加浇筑钢筋砼连接，使长腿导管架结构适用于持力层埋深较浅不能直接打桩的地区。

本发明的目的通过以下技术方案实现：提供一种钻孔桩长腿导管架海上风机基础，包括长腿导管架11和钻孔基桩18，所述钻孔基桩18设置于长腿导管架11的长腿导管12内并延伸嵌入地基。

其中，所述长腿导管架11为一体式钢桁架结构，包括长腿导管12、塔筒基础环底座13、水平杆14、加强板20、斜撑杆15、连接长腿导管12和塔筒基础环底座13的钢箱梁16以及临时支撑环17，所述塔筒基础环底座13上设置有与风机塔筒连接的基础环19。

其中，所述临时支撑环17为钢圆筒，其设置于长腿导管12外侧上端并与长腿导管12采用螺栓式固定连接。

其中，所述长腿导管12的下端进入泥面以下一定深度。

其中，所述加强板20为三角形的钢板，其连接最下层的水平杆14的底面和与其相交的长腿导管12。

其中，所述钻孔基桩18为钻孔灌注桩基桩。

其中，所述钻孔基桩18为钻孔锤击植入钢管桩，该钢管桩基桩18的外径小于长腿导管12的内径但稍大于钻孔直径，其顶端可低于/齐平/伸出长腿导管（12）顶部。

其中，所述的钻孔基桩18的桩身与长腿导管12部分重叠。其重叠区间的环形缝通过灌浆固定连接，还可在钻孔基桩18与长腿导管12内增加浇筑钢筋砼23。

一种钻孔桩长腿导管架海上风机基础的施工方法，包括如下步骤：

S1、制作长腿导管架11、支撑桩21，或钢管桩基桩18；

S2、利用海上起重设备将长腿导管架11吊放于预定海域，利用结构的自重使长腿导管架11的长腿导管12下端沉入到泥面以下一定深度，并使长腿导管架11保持适当的平整度；

S3、利用临时支撑环17作为定位和导向装置，用振动锤进行支撑桩21的沉桩施工，使其承载力满足预定的要求，调平长腿导管架11，并将支撑桩21与临时支撑环17临时焊接固定；

S4、以长腿导管架11做施工平台并对防腐涂层适当临时保护后，以长腿导管12做钻孔护筒，在长腿导管12内进行基桩钻孔施工，孔径应比长腿导管12的内径稍小，孔深达到地基岩面以下一定深度，满足预定桩型的承载力要求；

S5、对钻孔基桩18进行施工；

S6、切割临时支撑环17与支撑桩21之间的临时连接，拔桩拆除支撑桩21；

S7、拧开临时支撑环17与长腿导管12之间的螺栓，取走临时支撑环17；

S8、在基础环19上安装风机塔筒。

其中，所述步骤S5中，钻孔基桩18采用钢筋砼灌注桩，在灌注桩施工前应清孔达到设计要求。

其中，所述步骤S5中，钻孔基桩18采用锤击植入式钢管桩；具体的，利用打桩设备在长腿导管12内部进行钢管桩基桩18的沉桩施工，使钻孔基桩18嵌入预钻的孔中，其底端沉入到预钻的孔底，顶端达到预设标高；在钻孔基桩18与长腿导管12形成的环形空间内灌注砂浆22，抽干长腿导管12中的水检验砂浆22是否合格，最终实现钻孔基桩18和长腿导管12的固定连接；还可在钻孔基桩18与长腿导管12内增加浇筑钢筋砼23，以增强基桩18与长腿导管12的连接。