本實(shí)用新型涉及海上風(fēng)電行業(yè)，尤其是一種海上風(fēng)電瓶形重力式基礎(chǔ)。適用于國內(nèi)缺少大型起重船設(shè)備的施工條件，以及淺表層具有承載力較高地基的海床環(huán)境。

背景技術(shù)：

目前，在國內(nèi)常見的海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式為樁基基礎(chǔ)，包括單樁基礎(chǔ)、多樁導(dǎo)管架基礎(chǔ)和高樁承臺基礎(chǔ)等。重力式基礎(chǔ)在國外海上風(fēng)電領(lǐng)域已有較多應(yīng)用，在國內(nèi)由于受到海上施工機(jī)械的限制，并沒有得到很好的應(yīng)用。

隨著國內(nèi)海上風(fēng)電的大規(guī)模建設(shè)，發(fā)現(xiàn)在福建廣東沿海地區(qū)，多為承載力較高的巖性地基，該類型地基對于樁基基礎(chǔ)施工的打樁和鉆孔設(shè)備要求較高，施工難度大且海上作業(yè)時(shí)間長，需要消耗大量的鋼材而造成建設(shè)費(fèi)用昂貴。在該區(qū)域采用重力式基礎(chǔ)具有一定的優(yōu)勢，但是采用國外海上風(fēng)電工程類似的普通重力式基礎(chǔ)，基礎(chǔ)重量較重，需要采用大型的起重船設(shè)備進(jìn)行沉放施工，如此規(guī)模的起重船在國內(nèi)市場較少，使用成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：針對上述存在的問題，提供一種適應(yīng)巖性地質(zhì)條件的海上風(fēng)電瓶形重力式基礎(chǔ)，以求降低施工風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)約施工成本；同時(shí)基礎(chǔ)本身應(yīng)滿足自浮穩(wěn)定要求，可在沒有大型起重船的條件下短距離拖運(yùn)及沉放施工。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：海上風(fēng)電瓶形重力式基礎(chǔ)，其特征在于所述基礎(chǔ)類似上小下大的瓶形，基礎(chǔ)中心為直通到底的小口徑的中立柱，中立柱上端連接風(fēng)機(jī)塔筒，中立柱中部以下外接封閉的大直徑圓形箱體，該圓形箱體由底板、箱體外壁、變徑斜置的頂蓋板和將圓形箱體分隔成若干個(gè)輻射狀隔艙的箱體隔板組成，所述箱體隔板一側(cè)與中立柱外壁連接，另一側(cè)與箱體外壁連接，頂蓋板上端與中立柱外壁連接，下端與箱體外壁上沿連接。

所述中立柱沿其筒壁均勻布設(shè)一圈預(yù)應(yīng)力鋼絞線，預(yù)應(yīng)力鋼絞線一端通過法蘭連接螺栓與風(fēng)機(jī)塔筒連接，預(yù)應(yīng)力鋼絞線另一端從中立柱頂部一直貫穿到底部通過預(yù)埋在底板中的錨固板固定。

所述底板下面設(shè)有墊層，該基礎(chǔ)的底部周邊壓有一圈拋石。

所述中立柱內(nèi)和圓形箱體內(nèi)灌填砂石。

所述中立柱、箱體外壁、底板、頂蓋板和箱體隔板均為鋼筋混凝土材質(zhì)。

本實(shí)用新型的有益效果是：1)適用于巖質(zhì)地基海域，由于不涉及沉樁及嵌巖等施工工序，只需小型起重船輔助下沉，海上設(shè)備投入小，施工作業(yè)周期短，造價(jià)低。2)基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)過程中已經(jīng)考慮浮運(yùn)及下沉各個(gè)階段，可以通過水體或砂體壓載實(shí)行基礎(chǔ)自穩(wěn)，下沉過程中只需在各個(gè)分艙內(nèi)均勻緩慢注水下沉，小型起重船(200t～600t)輔助調(diào)整，無需投入大型起重船吊扶安裝，降低施工門檻及造價(jià)，使得該種基礎(chǔ)在國內(nèi)海上風(fēng)電領(lǐng)域更具競爭力。3)由于半潛駁船下沉及基礎(chǔ)自浮對水深的要求，該基礎(chǔ)適合十幾米水深條件下安裝，對于水深較淺機(jī)位可結(jié)合沉箱結(jié)構(gòu)尺寸、周邊水深情況設(shè)置下潛坑，在高潮位時(shí)實(shí)施吊拖至現(xiàn)場安裝。4)下部結(jié)構(gòu)為分艙的箱體，提高了浮運(yùn)和下沉過程中基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。5)箱體上部采用變徑斜蓋板封閉，可防止基礎(chǔ)浮運(yùn)及沉放過程中發(fā)生滲水，影響浮運(yùn)穩(wěn)定性。同時(shí)變徑頂蓋可以有效降低中立柱與下部箱體連接部位的應(yīng)力集中。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的立面布置圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的平面布置圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示，實(shí)施例海上風(fēng)電瓶形重力式基礎(chǔ)主要由中立柱1、頂蓋板3、箱體外壁4、箱體隔板5以及底板6組成。

所述基礎(chǔ)類似上小下大的瓶形，為減少波浪荷載對基礎(chǔ)的作用，基礎(chǔ)中心采用一通到底的小口徑的中立柱1，其上端與上部風(fēng)機(jī)塔筒連接，中立柱的中部以下(平均海平面以下)為封閉的大直徑圓形箱體。該圓形箱體由底板6、箱體外壁4、變徑斜置的頂蓋板3和將圓形箱體分隔成若干個(gè)輻射狀隔艙的箱體隔板5組成。所述箱體隔板5一側(cè)與中立柱1外壁連接，另一側(cè)與箱體外壁4連接，箱體隔板5一方面起到連接中立柱1和箱體外壁4的作用，另一方面基礎(chǔ)沉放安裝過程中，當(dāng)用水體壓載時(shí)，基礎(chǔ)內(nèi)的分艙結(jié)構(gòu)可以增加定傾高度，提高自浮穩(wěn)定性?；A(chǔ)頂部采用變徑的頂蓋板3封閉，頂蓋板3上端與中立柱1外壁連接，下端與箱體外壁4上沿連接，此頂蓋板可防止基礎(chǔ)浮運(yùn)及沉放過程中發(fā)生滲水，影響浮運(yùn)穩(wěn)定性，同時(shí)變徑頂蓋可以有效降低中立柱與下部箱體連接部位的應(yīng)力集中。

所述中立柱1為預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，沿其筒壁均勻布設(shè)一圈預(yù)應(yīng)力鋼絞線2，每束預(yù)應(yīng)力鋼絞線通過4個(gè)高強(qiáng)的法蘭連接螺栓7與上部風(fēng)機(jī)塔筒連接，該預(yù)應(yīng)力鋼絞線2從中立柱頂部一直貫穿到底與底板6固定。

所述底板6下面設(shè)有墊層8，并在基礎(chǔ)的底部周邊壓有一圈拋石9。中立柱1內(nèi)和圓形箱體內(nèi)灌填砂石10。

本實(shí)施例的具體施工方法如下：

本例的基礎(chǔ)整體結(jié)構(gòu)，包括中立柱1、箱體外壁4、頂蓋板3、箱體隔板5、底板6均為鋼筋混凝土材質(zhì)，連同預(yù)應(yīng)力鋼絞線2在陸上預(yù)制完成，包括底模安裝、鋼筋骨架安裝支模、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)、拆模預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉。基礎(chǔ)沉放前，需對基床進(jìn)行處理，包括基槽開挖、基槽拋石、基床夯實(shí)和基床整平等工序，保證基床的承載力性能和平整度?；坶_挖高度和開挖坡度根據(jù)具體地質(zhì)情況確定，需保證清除表層承載力較低的淤泥層和開挖邊坡的穩(wěn)定。拋填碎石墊層8的厚度根據(jù)可根據(jù)開挖平整度調(diào)節(jié)。重力式基礎(chǔ)運(yùn)輸采用氣囊滾運(yùn)裝船、大型駁船運(yùn)輸，每件重力式基礎(chǔ)安裝前，需詳細(xì)計(jì)算每件基礎(chǔ)在運(yùn)輸、安裝全過程的關(guān)鍵參數(shù)，如：拖輪拖力計(jì)算、不同灌水量的結(jié)構(gòu)浮游穩(wěn)定計(jì)算、構(gòu)件在半潛駁上下沉?xí)r所需要的水域面積及水深、需要利用多少潮位、起重船吊力數(shù)值的控制標(biāo)準(zhǔn)等?；A(chǔ)運(yùn)至施工現(xiàn)場后，半潛駁船在基礎(chǔ)周邊位置注水下潛，基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)初已經(jīng)考慮可以借助沉箱自身在水中的浮力來實(shí)現(xiàn)自穩(wěn)，輔助采用200t～600t起重船安裝，起重船的作用只對沉箱實(shí)施小范圍(50cm左右)的上下調(diào)整，以適應(yīng)漲落潮及實(shí)現(xiàn)構(gòu)件著床。沉放完成后在箱體空腔和中立柱空腔內(nèi)灌滿砂石10，以提高基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。在基礎(chǔ)周邊需拋填塊石9，對基礎(chǔ)進(jìn)行防沖刷保護(hù)。整個(gè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工完成后，上部塔筒法蘭可以通過預(yù)埋在基礎(chǔ)內(nèi)的螺栓連接。

上述實(shí)施例主要應(yīng)用于海上風(fēng)電重力式基礎(chǔ)，但并不以此為限，對于海洋工程結(jié)構(gòu)所涉及的其他重力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)也可運(yùn)用本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行改良以優(yōu)化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式。