插入式鋼圓筒及鋼桁架組合基礎(chǔ)及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海洋工程基礎(chǔ)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種插入式鋼圓筒及鋼桁架組合基礎(chǔ)及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]海上工程因在海上施工，工況較惡劣，具有可施工時(shí)間短，施工難度大，受天氣海況等自然條件影響巨大等特點(diǎn)。
[0003]目前，導(dǎo)管架及髙粧墩臺(tái)結(jié)構(gòu)是海上風(fēng)電常用的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型，其中導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)采用工廠加工，主體結(jié)構(gòu)一次安裝完成，海上施工工序較少，但在基巖埋藏較淺的地方，需做嵌巖粧時(shí)，粧基的施工難度大，工期長(zhǎng)，而且導(dǎo)管架的導(dǎo)管與粧基的對(duì)位安裝也很難控制。髙粧墩臺(tái)結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)的港口行業(yè)應(yīng)用廣泛，其施工工藝成熟，結(jié)構(gòu)的整體性好，堅(jiān)固耐用，但沉粧數(shù)量多，采用斜粧時(shí)實(shí)施難度較大，大體積墩臺(tái)海上澆筑工序繁多，水上作業(yè)復(fù)雜，施工期較長(zhǎng)。與導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)一樣，在基巖埋藏較淺的海域，采用高粧墩臺(tái)結(jié)構(gòu)也需做嵌巖粧，粧基施工難度大。
[0004]上述論述內(nèi)容目的在于向讀者介紹可能與下面將被描述和/或主張的本發(fā)明的各個(gè)方面相關(guān)的技術(shù)的各個(gè)方面，相信該論述內(nèi)容有助于為讀者提供背景信息，以有利于更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種插入式鋼圓筒及鋼桁架組合基礎(chǔ)及其施工方法，與導(dǎo)管架及髙粧墩臺(tái)基礎(chǔ)相比，該結(jié)構(gòu)更適用于基巖埋藏淺、普通粧基難于實(shí)施的海域，同時(shí)施工較為簡(jiǎn)便，可實(shí)現(xiàn)水下干法灌漿連接，整體性好，總體經(jīng)濟(jì)性好。
[0006]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):提供一種插入式鋼圓筒及鋼桁架組合基礎(chǔ)，包括下部結(jié)構(gòu)11、鋼桁架12，鋼桁架12設(shè)置于下部結(jié)構(gòu)11之上并通過(guò)灌漿21連接。
[0007]其中，所述的下部結(jié)構(gòu)11由三個(gè)鋼圓筒13組成，三個(gè)鋼圓筒13的圓心呈三角形布置。
[0008]其中，所述鋼圓筒13包括筒身下段14、施工環(huán)20、過(guò)渡段15和上連接段16，筒身下段14、施工環(huán)20為鋼質(zhì)空心圓筒，上連接段16為直徑較小的鋼圓管，其外側(cè)設(shè)置有剪力鍵，筒身下段14、上連接段16之間為過(guò)渡段15。
[0009]其中，所述鋼桁架12設(shè)置有三根導(dǎo)管18，導(dǎo)管18的直徑比鋼圓筒13的上連接段16的直徑稍大，導(dǎo)管18的下端設(shè)置有喇叭口，內(nèi)設(shè)置有環(huán)形橡膠止水墊圈17。
[0010]其中，所述鋼桁架12的各根導(dǎo)管18與下部結(jié)構(gòu)11的三個(gè)鋼圓筒13的上連接段16對(duì)應(yīng)，套置在上連接段16的外側(cè)，導(dǎo)管18與上連接段16之間的環(huán)形縫通過(guò)灌漿21連接。
[0011]其中，所述的導(dǎo)管18與鋼圓筒13的上連接段16對(duì)應(yīng)的豎直段的內(nèi)側(cè)設(shè)置有剪力鍵。
[0012]一種插入式鋼圓筒及鋼桁架組合基礎(chǔ)的施工方法，包括如下步驟:
51、在工廠加工制作鋼圓筒13；
52、在工程區(qū)域進(jìn)行測(cè)量定位，利用海上起重設(shè)備和液壓振動(dòng)錘進(jìn)行鋼圓筒13的施工，液壓振動(dòng)錘夾設(shè)在施工環(huán)20上，使鋼圓筒13插入到預(yù)定的海域地基土體中；
53、測(cè)量各鋼圓筒13的位置及頂面高程，根據(jù)此測(cè)量數(shù)據(jù)反饋，在工廠制作帶有環(huán)形橡膠止水墊圈17的鋼桁架12 ；
54、利用起重船安裝鋼桁架12，使各根導(dǎo)管18套置在鋼圓筒13的上連接段16的外側(cè)，調(diào)平結(jié)構(gòu)，并使二者之間密封連接；
55、抽干導(dǎo)管18內(nèi)的海水，在導(dǎo)管18和鋼圓筒13的上連接段16之間的環(huán)形縫干法灌漿21，使二者連接；
56、檢查上述灌漿21的質(zhì)量是否合格；
57、若合格，在基礎(chǔ)鋼桁架結(jié)構(gòu)12的頂部基礎(chǔ)環(huán)19上安裝風(fēng)機(jī)塔筒構(gòu)件。
[0013]其中，在步驟S6之后，若有必要，可通過(guò)在導(dǎo)管18與上連接段16中加設(shè)鋼筋砼以增強(qiáng)二者連接。
[0014]本發(fā)明的有益效果:在基巖埋藏較淺、普通粧基施工困難的海域，通過(guò)三個(gè)嵌固于地基的插入式鋼圓筒作為地基傳力結(jié)構(gòu)，將基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)通過(guò)導(dǎo)管固定套置于鋼圓筒上段之上，形成整體基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。三個(gè)插入到地基中的鋼圓筒作為傳力結(jié)構(gòu)，滿足風(fēng)電機(jī)組的承載力和穩(wěn)定性要求，可避免粧基施工，導(dǎo)管與鋼圓筒上段套接的密閉防水連接方式可實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)上部、下部結(jié)構(gòu)水下干法灌漿連接，該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的工廠化程度高，整體性好，施工難度小，灌漿可以檢測(cè)或加強(qiáng)，適用于基巖埋藏較淺、普通粧基難以施工的海域，該結(jié)構(gòu)的總體經(jīng)濟(jì)性好，在海上風(fēng)電工程中具有廣泛的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0015]利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。
[0016]圖1是一種插入式鋼圓筒及鋼桁架組合基礎(chǔ)的立面示意圖。
[0017]圖2是一種插入式鋼圓筒及鋼桁架組合基礎(chǔ)的平面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0019]本發(fā)明的核心在于提供一種插入式鋼圓筒及鋼桁架組合基礎(chǔ)及其施工方法，其特別適用于基巖埋藏淺、普通粧基施工困難的海域，可實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)上部、下部結(jié)構(gòu)的水下干法灌漿連接，基礎(chǔ)構(gòu)件施工簡(jiǎn)便，整體性好，總體經(jīng)濟(jì)性好。
[0020]如圖1、2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種插入式鋼圓筒及鋼桁架組合基礎(chǔ)，包括由三個(gè)鋼圓筒13組成的下部結(jié)構(gòu)11、鋼桁架12，三個(gè)鋼圓筒13的圓心呈三角形布置，嵌固于地基中，形成基礎(chǔ)下部傳力結(jié)構(gòu)，滿足風(fēng)電機(jī)組的承載力和穩(wěn)定性要求，鋼桁架12設(shè)置于下部結(jié)構(gòu)11之上并通過(guò)灌楽21連接，基礎(chǔ)上部、下部結(jié)構(gòu)形成穩(wěn)定的整體結(jié)構(gòu)。
[0021]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述鋼圓筒13包括筒身下段14、施工環(huán)20、過(guò)渡段15和上連接段16，筒身下段14、施工環(huán)20為鋼質(zhì)空心圓筒，施工環(huán)20僅在施工期有用，可利用振動(dòng)錘振擊施工環(huán)20將筒身下段14插入到地基土體中，上連接段16為直徑較小的鋼圓管，用于與導(dǎo)管架12的導(dǎo)管18套接，上連接段16、筒身下段14利用過(guò)渡段15過(guò)渡連接，上連接段16外側(cè)設(shè)置有剪力鍵，用于加強(qiáng)與導(dǎo)管18之間的連接。
[0022]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述鋼桁架12可為上小下大的錐臺(tái)型鋼桁架結(jié)構(gòu)或上下大小一致的矩