專利名稱：一種海上風電機組地基組合基礎(chǔ)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風電機組地基，具體涉及一種用于海上風電機組地基的組合式基礎(chǔ)。
背景技術(shù)：
如今全球的能源危機越來越嚴重，尤其是作為主要能源的煤和石油，不僅資源有限、不可再生，而且還會對環(huán)境造成嚴重污染，近年來溫室效應(yīng)、全球變暖已成為全球矚目的環(huán)境危機。因此，清潔綠色能源必然成為未來趨勢。而風能就是其中之一。近幾年來，世界風能市場每年都以40%的速度增長，風力發(fā)電已成為技術(shù)最成熟、最具規(guī)模開發(fā)和商業(yè)化發(fā)展前景的新能源。與內(nèi)陸風電相比，海岸與海上風電具有高風速、低風切變、低湍流、高產(chǎn)出以及使用壽命長等優(yōu)勢。海上風電逐漸成為風電發(fā)展的一個新的亮點而備受世界眾多國家的重視。目前應(yīng)用最多的是單樁基礎(chǔ)，但隨著風機單機容量不斷增加，單樁的直徑也越來越大，3MW風電機組單樁直徑已經(jīng)到達了 4. 5m，甚至更大。與海上石油平臺等結(jié)構(gòu)不同，風電機組地基基礎(chǔ)主要是受大彎矩荷載控制，豎向荷載相對較小。而風機機組對水平度非常嚴格，為到達此目標，單樁直徑需要做的很大，而造成單樁基礎(chǔ)豎向承載力遠遠高于基礎(chǔ)實際所需，且增大了海上打樁施工的難度，導(dǎo)致工程的建造成本提高。因此，需要針對上述問題，提出了一種可以有效降低海上風電機組地基基礎(chǔ)建造成本的風電機組地基基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有海上風電機組單樁基礎(chǔ)容易水平變位的問題，提供一種具有較好水平承載力、安全可靠的的單樁與負壓筒組合式海上風電機組地基組合基礎(chǔ)，該基礎(chǔ)可極大減小鋼管樁樁徑，降低了施工難度和施工成本。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案予以實現(xiàn)本發(fā)明海上風電機組地基組合基礎(chǔ)，包括上端通過法蘭盤與風機塔筒連接、下端插入到海底泥面以下的鋼管樁，所述鋼管樁泥面以下部分的外周面套裝有上端面為封閉式結(jié)構(gòu)的負壓筒，所述負壓筒內(nèi)沿鋼管樁徑向均勻設(shè)有若干個分艙隔板，所述鋼管樁與所述負壓筒之間設(shè)有粘結(jié)層。在上述技術(shù)方案中，所述負壓筒的橫截面優(yōu)選呈圓環(huán)形。所述粘結(jié)層由普通水泥漿、環(huán)氧膠泥和高強灌漿料其中之一構(gòu)成。所述負壓筒內(nèi)設(shè)置有3-8塊分艙隔板。本發(fā)明海上風電機組地基組合基礎(chǔ)的有益效果如下本發(fā)明通過現(xiàn)有的單樁基礎(chǔ)的鋼管樁外通過粘結(jié)層套裝有負壓筒，使負壓筒牢固地套裝在鋼管樁上，且所述負壓筒位于海底泥面下，增大了泥面下風電機組地基基礎(chǔ)與海底泥面接觸面，達到提高單樁基礎(chǔ)的水平承載力的目的，從而避免了傳統(tǒng)單樁基礎(chǔ)為控制水平變位導(dǎo)致樁徑過于粗大的問題; 其次，鋼管樁打樁時可借助負壓筒內(nèi)直筒的導(dǎo)向作用，防止樁的傾斜，提高打樁的質(zhì)量，有利于樁頂傾斜度的控制；此外，在單樁基礎(chǔ)外周面套裝鋼質(zhì)負壓筒之后還可以減少單樁基礎(chǔ)周圍海床的沖刷，提高單樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。本發(fā)明在同時滿足豎向承載力與水平承載力的前提下，不至于使鋼管樁的樁徑過大，降低了建造和施工成本，提高了施工速度，縮短了施工周期。


圖1為連接有風機塔筒的本發(fā)明風電機組地基組合基礎(chǔ)的縱剖視圖；圖2為本發(fā)明風電機組地基組合基礎(chǔ)的俯視圖。圖中，1鋼管樁；2.粘結(jié)層；3.負壓筒；31.負壓筒外筒；32.負壓筒內(nèi)筒；4.分艙隔板；5.法蘭盤；6.風機塔筒
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述如圖1、2所示，該海上風電機組地基組合基礎(chǔ)包括一鋼管樁1，鋼管樁1的上端連接有法蘭盤5，通過法蘭盤5連接風機塔筒6，鋼管樁1的下端插入到海底泥面以下，插入到泥面以下的鋼管樁1外套裝有負壓筒3，該負壓筒3的橫截面為圓環(huán)形，包括負壓筒外筒31 和負壓筒內(nèi)筒32構(gòu)成的上端封閉的圓環(huán)形筒結(jié)構(gòu)，其中負壓筒外筒31和內(nèi)筒32之間形成半封閉空間，圓環(huán)形負壓筒3內(nèi)沿鋼管樁徑向設(shè)置有四個分艙隔板4，將圓環(huán)形負壓筒3的半封閉空間分割成四個空間相同的區(qū)域。該分艙隔板4的數(shù)量可根據(jù)地基強度需要調(diào)節(jié)， 優(yōu)選3-8塊分艙隔板。負壓筒內(nèi)筒32的直徑略大于鋼管樁1的直徑，以使負壓筒內(nèi)筒32 可套裝在鋼管樁1外周面上，負壓筒3與鋼管樁1之間注入高粘度材料構(gòu)成的粘結(jié)層2，高粘度材料可選普通水泥漿、環(huán)氧膠泥和高強灌漿料等，通過粘結(jié)層2使鋼管樁1和負壓筒3 牢固連接成一整體。實施例1以樁徑為細的鋼管樁為例，鋼管柱1樁長50m，壁厚為0. 04m,負壓筒3 為圓環(huán)形負壓筒，高度為10m，其中負壓筒內(nèi)筒32直徑為4. 02m,負壓筒外筒31直徑為15m， 鋼管樁1與負壓筒內(nèi)筒32間通過環(huán)氧膠泥構(gòu)成的粘結(jié)層2，使圓環(huán)形負壓筒3套接在鋼管樁1的外周面上，且圓環(huán)形負壓筒3的頂面與鋼管柱1插入到的海底泥面持平。使用時將負壓筒3通過負壓沉降之海底泥面以下，然后以負壓筒內(nèi)筒32的內(nèi)直筒為打樁導(dǎo)向，將鋼管樁1打入設(shè)計深度；再將鋼管樁1與負壓筒3連接處灌入高強度粘結(jié)材料，兩者連接為一整體；最后在鋼管樁1的上端通過法蘭盤5安裝風機塔筒6即可。上述描述僅對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了示意性描述，本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式
，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，如負壓筒外筒的形狀也可為多邊形等其他形狀，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種海上風電機組地基組合基礎(chǔ)，包括上端通過法蘭盤與風機塔筒連接、下端插入到海底泥面以下的鋼管樁，其特征在于，所述鋼管樁泥面以下部分的外周面套裝有上端面為封閉式結(jié)構(gòu)的負壓筒，所述負壓筒內(nèi)沿鋼管樁徑向均勻設(shè)有若干個分艙隔板，所述鋼管樁與所述負壓筒之間設(shè)有粘結(jié)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風電機組地基組合基礎(chǔ)，其特征在于，所述負壓筒的橫截面呈圓環(huán)形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風電機組地基組合基礎(chǔ)，其特征在于，所述粘結(jié)層由普通水泥漿、環(huán)氧膠泥和高強灌漿料的其中之一構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風電機組地基組合基礎(chǔ)，其特征在于，所述負壓筒內(nèi)設(shè)置有3-8塊分艙隔板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種海上風電機組地基組合基礎(chǔ)，包括上端通過法蘭盤與風機塔筒連接、下端插入到海底泥面以下的鋼管樁，所述鋼管樁泥面以下部分的外周面套裝有上端面為封閉式結(jié)構(gòu)的負壓筒，所述負壓筒內(nèi)沿鋼管樁徑向均勻設(shè)有若干個分艙隔板，所述鋼管樁與所述負壓筒之間設(shè)有粘結(jié)層。優(yōu)選負壓筒的橫截面為圓環(huán)形，該圓環(huán)形負壓筒內(nèi)設(shè)置有3-8個分艙隔板。本發(fā)明的組合基礎(chǔ)具有較好水平承載力、安全可靠，施工難度和施工成本低的特點。
文檔編號E02D27/42GK102444140SQ20111032402
公開日2012年5月9日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者丁紅巖, 張浦陽, 王海軍, 練繼建 申請人:天津大學