[实用新型]具有压密注浆加固地基的海上单桩基础

说明书

本实用新型涉及海洋工程的桩基领域的一种具有压密注浆加固地基的海上单桩基础，技术方案为钢管桩被沉入海床，所述海床为软土地基，在软土地基内，钢管桩周围设置采用压密注浆工艺的加固地基，加固地基包括压密注浆浆泡、排水通道及其间的软土；加固地基为与钢管桩同轴的旋转体。其水平承载力高、桩顶水平位移小、桩身倾角小、基础刚度大，适应海上风机水平荷载大的特点，满足海上风机对基础水平位移和桩身倾角的严格要求，满足“结构+基础”整体自振频率的要求。

技术领域

本实用新型涉及海洋工程的桩基领域，尤其涉及一种软土地基中的水平承载性能高的海上单桩基础。

背景技术

海上风力发电是新能源领域发展的重点，市场前景非常广阔。风机机组对于基础的水平位移和不均匀沉降具有严格控制标准，“结构+基础”的自振频率需要避开外部荷载的驱动频率。目前，海上风力发电机组的常见基础型式有单桩、高桩承台、多脚架、导管架、重力式、负压桶式和浮动平台结构等。在海上风电项目中，单桩基础被广泛采用，因其具有占地较小、结构简易、施工快捷、造价较低等优点；但另一方面，单桩基础相对于其它基础型式缺点在于对于刚度较小、结构较柔。我国近海海域海床表层多为深厚的软弱土，在一定程度上制约了该类型基础的应用。在复杂海洋环境下，波浪、海流等会对风机基础施加巨大水平荷载；随着风机单机容量越来越大，轮毂高度越来越高，叶片越来越长，风机荷载越来越大。尽管钢管桩自身抗弯刚度较大，但是桩周地基表层的土体能够提供的水平约束有限。若采用常规单桩基础，增加桩径、桩长或壁厚的方法会导致消耗更多的材料，单桩重量的增加也带来更高的施工难度，使得基础造价的迅速增加，影响风电场的发电效益。因此研发软土地基中的水平承载性能高的海上单桩基础具有实际的工程意义。

实用新型内容

鉴于单桩基础在软土地基海域应用的难点，本实用新型的目的在于提供了一种具有压密注浆加固地基的海上单桩基础，其水平承载力高、桩顶水平位移小、桩身倾角小、基础刚度大，适应海上风机水平荷载大的特点，满足海上风机对基础水平位移和桩身倾角的严格要求，满足“结构+基础”整体自振频率的要求。

基本技术方案为：一种具有压密注浆加固地基的海上单桩基础，钢管桩被沉入海床，所述海床为软土地基，在软土地基内，钢管桩周围设置采用压密注浆工艺的加固地基，加固地基包括压密注浆浆泡、排水通道及其间的软土；加固地基为与钢管桩同轴的旋转体。压密注浆工艺可根据《上海市地基处理技术规范》(DG TJ08-40-2010)实施。排水通道的作用是利于地基中水排出，实现土中固体颗粒更密实排列。

基于上述技术特征：在软土地基的上表面，围绕钢管桩周围设置一层桩周防冲刷结构。

基于上述技术特征：桩周防冲刷结构为抛石或软体排或连锁块或固化土铺成的覆盖层。

基于上述技术特征：压密注浆浆泡和排水通道分别沿钢管桩的不同半径的同心圆间隔布置。

基于上述技术特征：压密注浆浆泡和排水通道成阵列布置。

基于上述技术特征：钢管桩的位于海床以上桩身外安装附属结构。附属结构主要包括但不限于钢平台、靠泊结构和电缆管。钢管桩上预留位置，用于与附属结构连接。

应用本具有压密注浆加固地基的海上单桩基础，可以使单桩基础适用于更广的海域、更大的风机机型，从风机基础选型这个基本层面，避免采用高桩承台、多脚架、导管架等造价较高的基础类型，从而有效降低海上风机基础工程造价，减短施工工期，提升风电场发电效益。

本具有压密注浆加固地基的海上单桩基础，相对于普通的海上单桩基础，水平承载力有效提高，有效地降低桩顶水平侧移，单桩泥面处转角有效降低，改善“结构+基础”整体自振频率，同时具有节约单桩基础用钢量的效益。