[实用新型]一种海上风电单桩和摩擦环的复合基础结构

说明书

本实用新型公开了一种海上风电单桩和摩擦环的复合基础结构，它包括钢管桩，所述钢管桩的外壁上通过翼板连接结构固定安装有摩擦环，所述摩擦环和钢管桩同心布置，并在两者之间形成能够穿过海床覆盖层的镂空结构；打桩时所述摩擦环穿过海床的淤泥覆盖层，并使摩擦环完全或者部分嵌入到海床的持力层。其能够很好的适应具有淤泥覆盖层的海床地质环境，而且其具有更强的竖向承载能力和侧向承载能力，增强了桩基基础。

技术领域

本实用新型涉及一种海上风电水下基础结构，尤其涉及一种海上风电单桩和摩擦环的复合基础结构，属于岩土工程和海洋工程领域。

背景技术

随着国民经济的快速发展，海上工程项目的建设步伐正在加快。单桩作为一种便捷的基础结构，受到设计和施工单位的广泛认可。但在水下覆盖层相对较浅或较软的情况，若不采取成本高昂的嵌岩方式或扩大桩径，单桩基础往往无法满足侧向承载力需求。此外，在我国近海，海床表土层通常为承载力非常低的淤泥质土层，会造成在海床表层修筑的各种加固结构难以发挥理想的加固效果。

单桩和摩擦环是一种从单桩基础衍生出的复合基础型式，具有设计、施工简单，成本相对较低的特点，对桩的竖向和横向承载能力均有明显增强。目前，中国的公司和科研单位围绕这一类基础型式已经申报了多项专利（专利公开号：CN201915419U、CN110984214A等）。若在不大幅增加制造成本和施工难度的前提下，使得这类基础结构的承载能力进一步明显提高，则会拓宽单桩类基础的应用范围。

而且，在CN107217682 A中公开了一种海上风电单桩桶复合基础及施工方法，这个专利设置桶体的目的也是提高水平承载力，主要发挥作用的结构为桶体，个人理解，止沉环主要用来固定桶体的下沉位置。但这个桶体只能设置在地基表面，当地基表层存在很软和较厚的淤泥质软土层时，所能发挥的效用可能会受限。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术问题。为此，本实用新型提出一种海上风电单桩和摩擦环的复合基础结构，其能够很好的适应具有淤泥覆盖层的海床地质环境，而且其具有更强的竖向承载能力和侧向承载能力，增强了桩基基础。

为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的：一种海上风电单桩和摩擦环的复合基础结构，它包括钢管桩，所述钢管桩的外壁上通过翼板连接结构固定安装有摩擦环，所述摩擦环和钢管桩同心布置，并在两者之间形成能够穿过海床覆盖层的镂空结构；

打桩时所述摩擦环穿过海床的淤泥覆盖层，并使摩擦环完全或者部分嵌入到海床的持力层。

所述钢管桩的结构形式采用单桩结构。

所述翼板连接结构采用梯形翼板，所述梯形翼板的两个平行边分别与钢管桩的外壁以及摩擦环的内壁固定相连；所述梯形翼板共有多个，并均布设置在钢管桩的外部。

所述翼板连接结构采用弧形翼板，所述弧形翼板的两个平行边分别与钢管桩的外壁以及摩擦环的内壁固定相连；所述弧形翼板共有多个，并均布设置在钢管桩的外部。

所述摩擦环采用大直径圆环结构。

所述翼板连接结构的梯形翼板和弧形翼板的顶端以及底端都分别加工有用于切割海床覆盖层的刃口。

所述摩擦环的高度为2~15m。

所述翼板连接结构的梯形翼板和弧形翼板数量为3-8个。

本实用新型具有的优点和有益效果：

1、本实用新型所采用的单桩和摩擦环复合结构的基础结构，其结构简单，制作难度小，有效降低了施工成本，通过上述的摩擦环与持力层嵌入固定，有效的增强了整个钢管桩的竖向承载能力和侧向承载能力，增强了桩基基础。

2、单桩、翼板连接结构和摩擦环相互固定连接，形成的结构强度大。

3、施工设备和施工步骤大致与单桩相同，施工工艺简单。