海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖樁風(fēng)機基礎(chǔ)及施工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖樁風(fēng)機基礎(chǔ)，至少包括：一級鋼管樁和二級鋼管樁；所述一級鋼管樁下端穿設(shè)在海上地基的覆蓋層和軟巖基中，且其下沉至海上地基的硬巖基頂面；所述二級鋼管樁穿設(shè)在所述一級鋼管樁內(nèi)，且所述二級鋼管樁下端穿設(shè)在海上地基的硬巖基中；所述二級鋼管樁內(nèi)設(shè)置有鋼筋籠和混凝土，所述二級鋼管樁上端與所述一級鋼管樁之間采用高強度水泥漿連接；所述一級鋼管樁中心線與所述二級鋼管樁中心線共線。本發(fā)明還提供海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖樁風(fēng)機基礎(chǔ)的施工方法。本發(fā)明的海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖樁風(fēng)機基礎(chǔ)不僅安全性高，且能提高施工效率；本發(fā)明的施工方法能夠保證施工質(zhì)量。
【專利說明】
海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖樁風(fēng)機基礎(chǔ)及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種海上風(fēng)機基礎(chǔ)嵌巖粧，特別是涉及一種海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]海上風(fēng)電具有資源豐富、發(fā)電利用小時數(shù)高、不占用土地、不消耗水資源和適宜大規(guī)模開發(fā)的特點，海上風(fēng)電是風(fēng)力發(fā)電行業(yè)未來的發(fā)展方向。我國幅員遼闊，海岸線長，海上風(fēng)能資源十分豐富。
[0003]海上風(fēng)電相對陸上風(fēng)電，單機容量較大，從而風(fēng)機荷載相對較大，在加上海洋環(huán)境的復(fù)雜性，海上風(fēng)機基礎(chǔ)造價占海上風(fēng)電場成本的1/5以上。如果遇到海底地質(zhì)比較復(fù)雜的情況，致使造價將大幅度提升。特別是我國風(fēng)資源比較好的福建地區(qū)，很多海上風(fēng)場場址的覆蓋層很淺，覆蓋層的深度比粧的嵌固點深度還淺，根據(jù)傳統(tǒng)的嵌巖粧形式設(shè)計的粧基礎(chǔ)，粧與巖基面接觸的區(qū)域，粧身所受彎矩將非常大，粧身應(yīng)力也會非常高，怎樣有效的降低粧身受力至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的第一個目的在于提供一種安全性和施工效率高的海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)。
[0005]本發(fā)明的第二個目的在于提供一種海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)的施工方法。
[0006]為實現(xiàn)上述第一個目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)，至少包括:一級鋼管粧和二級鋼管粧;所述一級鋼管粧下端穿設(shè)在海上地基的覆蓋層和軟巖基中，且其下沉至海上地基的硬巖基頂面;所述二級鋼管粧穿設(shè)在所述一級鋼管粧內(nèi)，且所述二級鋼管粧下端穿設(shè)在海上地基的硬巖基中；所述二級鋼管粧內(nèi)設(shè)置有鋼筋籠和混凝土，所述二級鋼管粧上端與所述一級鋼管粧之間采用高強度水泥漿連接;所述一級鋼管粧中心線與所述二級鋼管粧中心線共線。
[0008]進一步地，所述的一級鋼管粧中心線、二級鋼管粧中心線均與所述海上地基之間呈一夾角。
[0009]進一步地，所述的一級鋼管粧中心線、二級鋼管粧中心線均垂直所述海上地基的硬巖基頂面。
[0010]進一步地，幾個所述二級鋼管粧上插設(shè)有一上部結(jié)構(gòu)，且所述上部結(jié)構(gòu)上設(shè)有風(fēng)電基礎(chǔ)塔筒。
[0011]進一步地，所述上部結(jié)構(gòu)為海上風(fēng)力發(fā)電機組的下部結(jié)構(gòu)。
[0012]如上所述，本發(fā)明的一種海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)，具有以下有益效果:
[0013]所述二級鋼管粧穿設(shè)在所述一級鋼管粧內(nèi)，且所述二級鋼管粧與所述一級鋼管粧之間采用高強度水泥漿連接;所述一級鋼管粧對二級鋼管粧提供保護，相當于增加了二級鋼管粧的壁厚，從而增加了基礎(chǔ)粧的剛度，同時可以降低二級鋼粧的直徑和厚度，也減少硬巖基的鉆孔施工時間；以及所述一級鋼管粧也利于降低二級鋼管粧的應(yīng)力和變形，從而減少了二級鋼管粧與硬巖基結(jié)合處的受力；因此，本海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)能夠提高的海上風(fēng)機基礎(chǔ)的安全性和施工效率。
[0014]為實現(xiàn)上述第二個目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0015]海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)的施工方法，包括如下步驟:
[0016]I)施打一級鋼管粧，所述一級鋼管粧下端沉入覆蓋層和軟巖基，且直至所述一級鋼管粧下端抵在硬巖基頂面；
[0017]2)清除所述一級鋼管粧內(nèi)的覆蓋層和軟巖基，再在所述硬巖基中進行造孔，該孔徑小于所述一級鋼管粧內(nèi)徑，且該孔徑大于等于所述比二級鋼管粧外徑；
[0018]3)將二級鋼管粧放入所述一級鋼管粧內(nèi)，且使得所述二級鋼管粧下端位于已造好的孔內(nèi)；
[0019]4)在所述一級鋼管粧與二級鋼管粧之間澆筑高強度水泥漿，使得所述一級鋼管粧與所述二級鋼管粧相連接；
[0020]5)在所述二級鋼管粧內(nèi)放置鋼筋籠，并向所述二級鋼管粧與鋼筋籠之間，以及所述鋼筋籠內(nèi)饒筑混凝土。
[0021]進一步地，在上述步驟三中，所述二級鋼管粧上端面高于所述一級鋼管粧上端面。
[0022]進一步地，在向所述二級鋼管粧與鋼筋籠之間，以及所述鋼筋籠內(nèi)澆筑混凝土后；若所述一級鋼管粧上端面高于所述二級鋼管粧上端面，截去部分所述二級鋼管粧，使得所述二級鋼管粧上端面不高于所述一級鋼管粧上端面。
[0023]進一步地，在上述步驟四前，調(diào)整所述的一級鋼管粧和二級鋼管粧，確保她們的中心線共線。
[0024]如上所述，本發(fā)明的海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)的施工方法，具有以下有益效果:
[0025]采用本海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)的施工方法能夠為海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)的嵌巖段提供施工空間，保證了施工質(zhì)量，也避免了傳統(tǒng)嵌巖粧施工需將鋼護筒拔出造成土層擾動。
【附圖說明】
[0026]圖1顯示為本發(fā)明的海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)示意圖。
[0027]圖2顯示為本發(fā)明的海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)與風(fēng)電基礎(chǔ)塔筒組裝圖。
[0028]元件標號說明
[0029]I 一級鋼管粧
[0030]2 二級鋼管粧[0031 ] 3 鋼筋籠
[0032]4 海上地基
[0033]41覆蓋層
[0034]42軟巖基
[0035]43硬巖基
[0036]5上部結(jié)構(gòu)
[0037]6風(fēng)電基礎(chǔ)塔筒
【具體實施方式】
[0038]以下由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。
[0039]請參閱圖1至圖2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容所能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當亦視為本發(fā)明可實施的范疇。
[0040]海上地基4包括由上至下依次設(shè)置的覆蓋層41、軟巖基42和硬巖基43，見圖1和圖
2。如圖1所示，本發(fā)明提供一種海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)，至少包括:一級鋼管粧I和二級鋼管粧2;所述一級鋼管粧I下端穿設(shè)在海上地基4的覆蓋層41和軟巖基42中，且其下沉至海上地基4的硬巖基43頂面;所述二級鋼管粧2穿設(shè)在所述一級鋼管粧I內(nèi)，且所述二級鋼管粧2下端穿設(shè)在海上地基4的硬巖基43中；所述二級鋼管粧2內(nèi)設(shè)置有鋼筋籠3和混凝土，且所述二級鋼管粧2上端與所述一級鋼管粧I之間采用高強度水泥漿連接；所述一級鋼管粧I中心線與所述二級鋼管粧2中心線共線。
[0041]參考圖1和圖2，由于所述二級鋼管粧2穿設(shè)在所述一級鋼管粧I內(nèi)，且所述二級鋼管粧2與所述一級鋼管粧I之間采用高強度水泥漿連接;所述一級鋼管粧I對二級鋼管粧2提供保護，相當于增加了二級鋼管粧2的壁厚，從而增加了基礎(chǔ)粧的剛度，同時可以降低二級鋼粧的直徑和厚度，也減少硬巖基43的鉆孔施工時間；以及所述一級鋼管粧I也利于降低二級鋼管粧2的應(yīng)力和變形，從而減少了二級鋼管粧2與硬巖基43結(jié)合處的受力；因此，本海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)能夠提高的海上風(fēng)機基礎(chǔ)的安全性和施工效率。
[0042]本海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)可以根據(jù)具體情況設(shè)計可以為直粧，也可以設(shè)計為斜粧。當海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計為直粧時，所述的一級鋼管粧I中心線、二級鋼管粧2中心線均垂直所述海上地基4的硬巖基43頂面。當海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計為斜粧時，所述的一級鋼管粧I中心線、二級鋼管粧2中心線均與所述海上地基4之間呈銳角。
[0043]參考圖2，幾個所述二級鋼管粧2上插設(shè)有一上部結(jié)構(gòu)5，且所述上部結(jié)構(gòu)5上設(shè)有風(fēng)電基礎(chǔ)塔筒6。優(yōu)選地，幾個所述一級鋼管粧I的截面尺寸相同，每個所述一級鋼管粧I中二級鋼管粧2的截面尺寸相同。為方便施工，在安裝所述上部結(jié)構(gòu)5前，應(yīng)保證所述二級鋼管粧2上端面不低于所述一級鋼管粧I上端面。優(yōu)選地，所述上部結(jié)構(gòu)5為海上風(fēng)力發(fā)電機組的下部結(jié)構(gòu)。
[0044]參考圖1，為了保證海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，本發(fā)明還提供了一種海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)的施工方法，包括如下步驟:
[0045]I)施打一級鋼管粧I，所述一級鋼管粧I下端沉入覆蓋層41和軟巖基42，且直至所述一級鋼管粧I下端抵在硬巖基43頂面；
[0046]2)清除所述一級鋼管粧I內(nèi)的覆蓋層41和軟巖基42，再在所述硬巖基43中進行造孔，該孔徑小于所述一級鋼管粧I內(nèi)徑，且該孔徑大于等于所述比二級鋼管粧2外徑；
[0047]3)將二級鋼管粧2放入所述一級鋼管粧I內(nèi)，且使得所述二級鋼管粧2下端位于已造好的孔內(nèi)；為了方便施工，此時所述二級鋼管粧2上端面高于所述一級鋼管粧I上端面。
[0048]4)在所述一級鋼管粧I與二級鋼管粧2之間澆筑高強度水泥漿，使得所述一級鋼管粧I與所述二級鋼管粧2相連接；
[0049]5)在所述二級鋼管粧2內(nèi)放置鋼筋籠3，并向所述二級鋼管粧2與鋼筋籠3之間，以及所述鋼筋籠3內(nèi)澆筑混凝土。
[0050]優(yōu)選地，在向所述二級鋼管粧2與鋼筋籠3之間，以及所述鋼筋籠3內(nèi)澆筑混凝土后;若所述一級鋼管粧I上端面高于所述二級鋼管粧2上端面，截去部分所述二級鋼管粧2，使得所述二級鋼管粧2上端面不高于所述一級鋼管粧I上端面。
[0051]優(yōu)選地，在所述一級鋼管粧I與二級鋼管粧2之間澆筑高強度水泥漿之前，應(yīng)調(diào)整所述二級鋼管粧2，確保所述二級鋼管粧2下端面四周均抵在所述孔的孔底，以及所述二級鋼管粧2中心線與所述一級鋼管粧I中心線共線。
[0052]采用本海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)的施工方法能夠為海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)的嵌巖段提供施工空間，保證了施工質(zhì)量，也避免了傳統(tǒng)嵌巖粧施工需將鋼護筒拔出造成土層擾動。
[0053]綜上所述，本發(fā)明的海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)不僅安全性尚，且能提尚施工效率;本發(fā)明的海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)的施工方法能夠為嵌巖段施工提供了施工空間，保證施工質(zhì)量，也避免了傳統(tǒng)嵌巖粧施工需將鋼護筒拔出造成土層擾動。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0054]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項】
1.一種海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)，其特征在于，至少包括:一級鋼管粧(I)和二級鋼管粧(2);所述一級鋼管粧(I)下端穿設(shè)在海上地基(4)的覆蓋層(41)和軟巖基(42)中，且其下沉至海上地基(4)的硬巖基(43)頂面;所述二級鋼管粧(2)穿設(shè)在所述一級鋼管粧(I)內(nèi)，且所述二級鋼管粧(2)下端穿設(shè)在海上地基(4)的硬巖基(43)中；所述二級鋼管粧(2)內(nèi)設(shè)置有鋼筋籠(3)和混凝土，所述二級鋼管粧(2)上端與所述一級鋼管粧(I)之間采用高強度水泥漿連接;所述一級鋼管粧(I)中心線與所述二級鋼管粧(2)中心線共線。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)，其特征在于:所述的一級鋼管粧(I)中心線、二級鋼管粧(2)中心線均與所述海上地基(4)之間呈一夾角。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)，其特征在于:所述的一級鋼管粧(I)中心線、二級鋼管粧(2)中心線均垂直所述海上地基(4)的硬巖基(43)頂面。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)，其特征在于:幾個所述二級鋼管粧(2)上插設(shè)有一上部結(jié)構(gòu)(5)，且所述上部結(jié)構(gòu)(5)上設(shè)有風(fēng)電基礎(chǔ)塔筒(6)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)，其特征在于:所述上部結(jié)構(gòu)(5)為海上風(fēng)力發(fā)電機組的下部結(jié)構(gòu)。6.如權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)的施工方法，其特征在于:包括如下步驟: 1)施打一級鋼管粧(I)，所述一級鋼管粧(I)下端沉入覆蓋層(41)和軟巖基(42)，且直至所述一級鋼管粧(I)下端抵在硬巖基(43)頂面； 2)清除所述一級鋼管粧(I)內(nèi)的覆蓋層(41)和軟巖基(42)，再在所述硬巖基(43)中進行造孔，該孔徑小于所述一級鋼管粧(I)內(nèi)徑，且該孔徑大于等于所述比二級鋼管粧(2)夕卜徑； 3)將二級鋼管粧(2)放入所述一級鋼管粧(I)內(nèi)，且使得所述二級鋼管粧(2)下端位于已造好的孔內(nèi)； 4)在所述一級鋼管粧(I)與二級鋼管粧(2)之間澆筑高強度水泥漿，使得所述一級鋼管粧(I)與所述二級鋼管粧(2)相連接； 5)在所述二級鋼管粧(2)內(nèi)放置鋼筋籠(3)，并向所述二級鋼管粧(2)與鋼筋籠(3)之間，以及所述鋼筋籠(3)內(nèi)澆筑混凝土。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)的施工方法，其特征在于:在上述步驟三中，所述二級鋼管粧(2)上端面高于所述一級鋼管粧(I)上端面。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)的施工方法，其特征在于:在向所述二級鋼管粧(2)與鋼筋籠(3)之間，以及所述鋼筋籠(3)內(nèi)澆筑混凝土后;若所述一級鋼管粧(I)上端面高于所述二級鋼管粧(2)上端面，截去部分所述二級鋼管粧(2)，使得所述二級鋼管粧(2)上端面不高于所述一級鋼管粧(I)上端面。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海上風(fēng)電場淺覆蓋層地基兩級嵌巖粧風(fēng)機基礎(chǔ)的施工方法，其特征在于:在上述步驟四前，調(diào)整所述的一級鋼管粧(I)和二級鋼管粧(2)，確保她們的中心線共線。
【文檔編號】E02D27/42GK105908773SQ201610408242
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】黃 俊
【申請人】上?？睖y設(shè)計研究院有限公司