[发明专利]一种海上钢管混凝土高桩承台风机基础及其施工方法

说明书

本发明公开了一种海上钢管混凝土高桩承台风机基础及其施工方法，包括预制承台和多个预制支撑桩腿，多个预制支撑桩腿沿周向均布于预制承台的下方，并分别与预制承台底部的多个预埋钢管一一对应连接，且每个预制支撑桩腿由上至下向外倾斜设置，所述预制支撑桩腿包括由上至下依次连接的钢管连接段、钢管混凝土桩和钢管桩，所述钢管连接段与预埋钢管连接并采用高强灌浆料加强连接。本发明能够有效解决现有的高桩承台基础结构重量大，海上施工工期长，安装流程多且繁琐，制造与安装成本高等问题。

技术领域

本发明涉及海上风电的技术领域，尤其是指一种海上钢管混凝土高桩承台风机基础及其施工方法。

背景技术

在双碳减排政策刺激下，海上风电发展迅猛，以往的海上风电开发主要集中在近海海域，水深较浅，其海上风机的基础形式主要有单桩基础、导管架基础、高桩承台基础和重力式基础等固定式基础，漂浮式风机基础作为一种适用于深远海海域的风机基础，正成为市场研究热点，部分海上风电场已经开始积极布局应用漂浮式风机。在风电上网电价的平价时代，海上风机基础的降本需求越发强烈，漂浮式风机基础作为开发稍远海域风电场的可行性选项，由于高额的基础费用，使得漂浮式风机基础的应用成本过高，大规模商业化应用仍有难度。

现在海上风机的高桩承台基础是一种钢筋笼、预埋环与混凝土现场浇筑而成，支撑承台的钢管桩一般由6到8根单桩斜插入海底，所以高桩承台基础的海上施工流程较多，且作业工期较长，基础的综合造价也较高，这些都制约着高桩承台的大规模商业化应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种海上钢管混凝土高桩承台风机基础及其施工方法，能够有效解决现有的高桩承台基础结构重量大，海上施工工期长，安装流程多且繁琐，制造与安装成本高等问题。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种海上钢管混凝土高桩承台风机基础，包括预制承台和多个预制支撑桩腿，多个预制支撑桩腿沿周向均布于预制承台的下方，并分别与预制承台底部的多个预埋钢管一一对应连接，且每个预制支撑桩腿由上至下向外倾斜设置，所述预制支撑桩腿包括由上至下依次连接的钢管连接段、钢管混凝土桩和钢管桩，所述钢管连接段与预埋钢管连接并采用高强灌浆料加强连接。

进一步，所述预制承台包括中心钢管、预埋钢管、垂直连接板、水平连接板以及环形钢筋笼，所述预埋钢管有多个，沿周向均布于中心钢管的周围，每个预埋钢管由上至下向外倾斜设置，且其倾斜角度与预制支撑桩腿的倾斜角度相同，每个预埋钢管和中心钢管之间连接有垂直连接板，两个相邻的预埋钢管之间由上至下连接有多个水平连接板，每个水平连接板与中心钢管连接，所述环形钢筋笼套设在多个预埋钢管的外侧，通过浇筑混凝土将中心钢管、预埋钢管、垂直连接板、水平连接板以及环形钢筋笼连接为整体。

进一步，所述中心钢管和预埋钢管上分别加工有便于水平连接板连接的定位孔。

进一步，所述垂直连接板和水平连接板上分别加工有多个减重孔，用于减少钢材用料，且方便连接与浇筑成型。

进一步，所述钢管混凝土桩包括外壳管桩、内壳管桩和桩钢筋笼，所述内壳管桩内置于外壳管桩的内部，且所述内壳管桩的外周面设有抗剪键，所述外壳管桩的内周面设有抗剪键，所述桩钢筋笼内置于外壳管桩和内壳管桩之间的空腔区域，通过浇筑混凝土将外壳管桩、内壳管桩和桩钢筋笼连接为整体。

进一步，所述预制支撑桩腿的倾斜角度为2°～4°。

一种海上钢管混凝土高桩承台风机基础的施工方法，包括以下步骤：

1)确定沉桩机位点，对定位桩进行沉桩施工，达到设计深度后安装定位架并进行调平定位；

2)将预先在陆地制作好的预制支撑桩腿整体拖运至沉桩机位点，通过起重机将预制支撑桩腿吊起并穿过定位架的桩套筒，将预制支撑桩腿缓慢下沉至泥面，通过打桩设备将预制支撑桩腿沉桩至设计深度；

3)拆除定位架，此时仍保留定位桩；