[发明专利]一种利用辅助桩改进筒型基础承载性能的复合基础及其施工方法

说明书

本发明公开了一种利用辅助桩改进筒型基础承载性能的复合基础及其施工方法，该基础包括筒型基础本体、筒型基础外侧预制法兰盘、筒型基础预制灌浆套管和桩基础；本发明在工作时，筒型基础在承受风机等上部结构传递而来的荷载时同样会激发“勺形”破坏模式，但筒型基础的位移会被桩基础约束，使复合基础共同承担上部荷载，因PHC管桩和钢管桩均具有良好的抗拔承载能力，因此可以很好地分担筒型基础上拔力，从而改进复合基础的承载模式，使土体和复合基础不会产生脱开，提高了基础的复合承载能力。

技术领域

本发明属于海上工程技术领域，具体涉及一种利用辅助桩改进筒型基础承载性能的复合基础及其施工方法。

背景技术

筒型基础在外形上多为底端开口、顶端封闭的倒扣大直径圆筒，是一种大直径圆柱薄壳结构，比较适宜于软土地基，这种新型的海洋结构形式在国外广泛地应用于大型导管架海洋平台基础和深水海洋平台基础等海洋开发中，在国内开始引起关注。与传统的基础形式相比，筒型基础在节省建设成本、缩短施工周期方面具有较为显著的优点，因此，在不久的将来必然会有更为广阔的应用前景。

作为一种新型基础形式，在恶劣的海洋环境下，不仅受到结构物自身及设备所引起的竖向荷载的长期作用，而且一般往往遭受风、波浪等所产生的水平荷载及力矩等其他荷载分量作用。尤其当该类型基础用于海上风电工程时，除了承受结构自重以及波浪荷载、风荷载等循环荷载的作用外，水平向作用力与塔顶传来巨大的倾覆力矩是其承受的主要作用力，尤其是面对我国近海海岸的软弱土质时，极易造成风机的倾覆。根据已有研究成果可以得到，当筒型基础在承受水平向和力矩极限荷载时，会出现明显的“勺形”破坏模式，即基础带动部分土体发生转动，同时存在向上和向下的速度分量。根据现场试验研究，在筒型基础发生“勺形”破坏时，基础顶面和土体之间会发生部分“脱开”现象，使得基础的承载性能受到一定的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用辅助桩改进筒型基础承载性能的复合基础及其施工方法，该基础形式结合了筒型基础和桩基础的承载优势，阻止基础产生向上的位移，防止基础与土体之间产生脱开，改进筒型基础在承受水平向和力矩荷载时承载模式，提高复合基础的承载能力。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种利用辅助桩改进筒型基础承载性能的复合基础，包括筒型基础本体、筒型基础外侧预制法兰盘、筒型基础预制灌浆套管和桩基础；

所述筒型基础本体上端设置有筒型基础外侧预制法兰盘，所述筒型基础外侧预制法兰盘的直径大于所述筒型基础的直径，在筒型基础外侧预制法兰盘的表面设置有呈圆环形排布的筒型基础预制灌浆套管，所述桩基础垂直设置于所述筒型基础预制灌浆套管内。

在上述技术方案中，所述桩基础内预设有灌浆管。

在上述技术方案中，所述桩基础与所述筒型基础预制灌浆套管之间通过浇铸水硬性混凝土连接固定。

在上述技术方案中，所述筒型基础预制灌浆套管的数量为10-20个。

在上述技术方案中，所述筒型基础外侧预制法兰盘上放置有用于产生下沉力的外置配重。

在上述技术方案中，所述筒型基础外侧预制法兰盘上设置有用于吊运的吊环。

在上述技术方案中，所述桩基础的直径小于所述筒型基础预制灌浆套管的直径。

在上述技术方案中，所述桩基础为高强度混凝土管桩(PHC管桩)或小直径钢管桩。

一种利用辅助桩改进筒型基础承载性能的复合基础的施工方法，按照下列步骤进行：

步骤一、将筒型基础运送至预定场地后，将其沉放至预定位置和深度。

步骤二、将桩基础在预定位置处打入至预定深度。