[发明专利]一种海上风力发电机组桩基承台基础及其施工方法

说明书

本发明公开了一种海上风力发电机组桩基承台基础，其包括钢管桩及钢承台，钢承台在其钢箱梁的一端设有钢承台桩腿，钢承台桩腿套接于钢管桩内，钢管桩采用定位模架定位锤击沉桩，定位模架包括桁架支撑桩、定位桁架及双层钢套筒，定位桁架与桁架支撑桩通过双层钢套筒连接在一起，定位桁架的每个支部外端中心具有用于容纳钢管桩的龙口，每个龙口至少设置有上、下两层桩抱箍，桩抱箍将钢管桩抱紧固定，钢管桩与钢承台桩腿连接部位的环形间隙内灌注有灌浆材料将钢管桩与钢承台桩腿连结形成一个整体。本发明的钢管桩和钢承台均可预先在钢结构加工厂内制作，在海上施工现场只需要进行打桩、安装和灌浆作业，大大减少了海上作业量。

技术领域

本发明涉及水工建筑物领域，特别是一种海上风力发电机组桩基承台基础。

背景技术

桩基础是海上建筑物重要的结构型式，目前在海上风力发电机组基础中常见有单桩基础、导管架基础、高桩承台基础。

单桩基础由于其桩基唯一，属于非空间结构，作用力臂小，为了满足风力发电机组传来的荷载和各种环境荷载作用，要求桩径较大，桩径基本大于7m，施工时对设备能力要求高，施工难度大。

导管架基础结构复杂，杆件节点多，工序繁琐。导管架体积庞大，运输时需要较大运输船。另外导管架与基础桩基须在水下进行连接，施工难度大，可靠性低。

高桩承台基础常见于码头和桥墩基础，承台多为现浇钢筋混凝土结构，受限于海上风电场区域大风大浪，海上施工效率低，存在安全隐患，成本昂贵。另外钢筋混凝土承台重量大，整体结构抗震性能差。

发明内容

为了克服现在技术的不足，本发明提供一种能减少海上施工作业时间，建造过程对周围区域环境影响小的，结构简单且施工难度小的海上风力发电机组的桩基承台基础。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种海上风力发电机组桩基承台基础，包括若干钢管桩及一钢承台，钢承台具有一中心箱体及从中心箱体向外延伸的若干条钢箱梁，中心箱体顶部设有与风力发电机组塔筒连接的法兰盘，每条钢箱梁远离中心箱体的一端设有钢承台桩腿，钢承台桩腿数量与钢管桩数量相符并套接于对应的钢管桩内，钢管桩采用定位模架定位锤击沉桩，所述定位模架包括位于中心的与钢承台中心对应的桁架支撑桩、围绕于桁架支撑桩外部的定位桁架及双层钢套筒，双层钢套筒由同轴异径的内钢筒、外钢筒及顶盖构成，双层钢套筒与定位桁架通过节点固定在一起，桁架支撑桩套接于双层钢套筒的内、外钢筒之间，定位桁架与桁架支撑桩通过双层钢套筒连接在一起，定位桁架从双层钢套筒向外部延伸形成间隔均匀的多个支部，支部的位置及数量与钢管桩一致，每个支部外端中心具有用于容纳钢管桩的龙口，每个龙口至少设置有上、下两层桩抱箍，桩抱箍将钢管桩抱紧固定，钢管桩与钢承台桩腿连接部位的环形间隙内灌注有灌浆材料将钢管桩与钢承台桩腿连结形成一个整体。

钢承台桩腿与钢管桩连接的部分位于水面线以上。

所述的桩抱箍由左右对称的活动手臂、固定背架和抱紧千斤顶以及滚轮组成，固定背架相对于定位桁架固定，活动手臂中部铰接于固定背架，活动手臂的第一端连接于抱紧千斤顶的活塞杆外伸端，活动手臂第二端上设置有可沿钢管桩桩身滚动的滚轮，抱紧千斤顶的活塞杆从固定背架端部分别向两侧外伸或内缩，当抱紧千斤顶的活塞杆处于外伸状态时，活动手臂的第二端向内压紧钢管桩；当抱紧千斤顶的活塞杆向内收缩时，活动手臂第二端向外伸出而远离钢管桩。

双层钢套筒外钢筒的内径比桁架支撑桩的外径大2～5cm，双层钢套筒内钢管的外径比桁架支撑桩的内径小2～5cm，外钢筒下部设有多个贯穿筒壁的将桁架支撑桩固定在双层钢套筒内的锁紧螺栓。