[发明专利]螺旋锚-防沉板-导管架复合基础及其施工方法

说明书

一种螺旋锚‑防沉板‑导管架复合基础及其施工方法，它包括防沉板、法兰、螺旋锚和连接块，通过在锚杆中下段设置螺旋片组成螺旋锚，法兰与锚杆上端连接，防沉板下侧设置连接孔与法兰上的安装孔相互对应，多个防沉板阵列布设，每个防沉板下侧面阵列布设多个法兰，每个法兰与螺旋锚连接，螺旋锚上的螺旋片分为左旋和右旋，导管架与防沉板内的连接块连接。本发明克服了原传统导管架必须采用嵌岩施工才能达到的承载能力，施工周期长成本高的问题，具有便于组装和运输，有利于回收，抗拔抗压性能好，强度高，结构稳定，抗倾覆性能好，施工效率高，操作简单方便。

技术领域

本发明属于海上风电基础技术领域，涉及一种螺旋锚-防沉板-导管架复合基础及其施工方法。

背景技术

在能源利用中，陆上油气资源已无法满足社会发展进步的需求，燃烧化石能源的过程中排出的含有二氧化碳及二氧化硫等气体在产生温室效应的同时污染环境。

因此，我国逐渐将能源开发的目标转移到了海洋清洁能源，海上风能是一种产能稳定、利用效率高又环保无污染的清洁能源，导管架是海上风电工程中的一种常用平台支撑，导管架由腿柱和连接腿柱的纵横杆组成，其上搭接风机塔筒。导管架型平台由钢管桩通过导管架固定于海底的结构物，导管架本身具有足够的刚性，以保证平台结构的完整性，从而提高了平台抵抗自然荷载的能力。导管架作为传力支撑结构，将海底桩基同上部风机塔筒连接，为风机结构提供稳定的工作条件。为了确保各个结构之间的紧密连接，在打桩完毕后，桩和圆管之间通过水泥或者焊接进行固定连接，加强了平台工作的整体性，且使平台的各种荷载能均匀的传递到底部各桩基上。

目前，传统的导管架底部连接的多个单桩基础在浅覆盖层地质条件下的海域需要通过嵌岩施工才能提供足够的抗拔、抗水平和抗倾覆等复合承载能力，然而嵌岩施工极大的增加了施工成本、难度以及周期；另外，随着海上结构物如海上风电机组的大型化，对底部基础的承载能力提出了更高的要求，这会导致底部单桩基础用钢量的增加进而增加建设成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种螺旋锚-防沉板-导管架复合基础及其施工方法，结构简单，在锚杆中下段设置螺旋片组成螺旋锚，法兰与锚杆上端连接，防沉板下侧设置连接孔与法兰上的安装孔相互对应，多个防沉板阵列布设，每个防沉板下侧面阵列布设多个法兰，每个法兰与螺旋锚连接，螺旋锚上的螺旋片分为左旋和右旋，导管架与防沉板内的连接块连接，便于组装和运输，有利于回收，抗拔抗压性能好，强度高，结构稳定，抗倾覆性能好，施工效率高，操作简单方便。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种螺旋锚-防沉板-导管架复合基础，它包括防沉板、法兰、螺旋锚和连接块；所述螺旋锚的上端与法兰的下侧连接，法兰与防沉板连接，连接块与防沉板连接；多个防沉板阵列布设，每个防沉板下侧面阵列布设多个法兰，每个法兰至少与一个螺旋锚连接。

所述防沉板为中空的箱型结构，多个连接孔贯穿箱底；箱体内部设置填充物。

所述法兰的上侧面呈环形分布多个安装孔，螺栓与安装孔和防沉板连接。

所述螺旋锚的螺旋片位于锚杆的中下段。

每个所述的防沉板下部的多个螺旋锚，其中部分螺旋片的螺旋方向为左旋，另一部分螺旋片的螺旋方向为右旋。

所述连接块为平板，其上设置多个固定孔。

如上所述的螺旋锚-防沉板-导管架复合基础的施工方法，它包如下步骤：

S1, 锚固，采用钻机将螺旋锚贯入指定位置的海床中；贯入时，部分螺旋锚左旋贯入，部分螺旋锚右旋交替布设贯入；依次完成其余螺旋锚的锚固，形成多组呈阵列的结构；

S2,安装防沉板，采用起吊设备将防沉板吊入指定的一组螺旋锚上，防沉板底部的连接孔与法兰上的安装孔相互对应，螺栓穿过连接孔和安装孔将法兰和防沉板连接成一个整体；

S3, 依次完成其余的螺旋锚和防沉板的连接，形成螺旋锚和防沉板组合结构的基础；