專(zhuān)利名稱(chēng)：外掛裙樁式筒柱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種外掛裙樁式筒柱結(jié)構(gòu)，適用于海上風(fēng)電基礎(chǔ)以及邊際油田開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著全球不可再生能源如煤炭、石油的日益減少，利用可再生能源呈方興未艾之勢(shì)，風(fēng)能是一種新型清潔能源，可再生，無(wú)污染，而且儲(chǔ)量豐富，分布范圍廣泛，成為近年來(lái)新能源開(kāi)發(fā)的代表，同時(shí)風(fēng)力發(fā)電規(guī)模越來(lái)越大。近年來(lái)，風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)已經(jīng)逐漸由陸上轉(zhuǎn)向海上，而海上土質(zhì)是多樣的，若土質(zhì)為軟土，可采用樁基礎(chǔ)，利用樁打入地基一定深度，達(dá)到能滿足基礎(chǔ)沉降要求的土層，同時(shí)樁的 入土長(zhǎng)度又能滿足約束樁水平位移要求。對(duì)于淺層土質(zhì)較好的海域，風(fēng)電基礎(chǔ)多采用獨(dú)樁；而淺層土較弱((Γ30米以內(nèi)為淤泥層)的海域，一般使用長(zhǎng)樁基礎(chǔ)，但由于淺層土質(zhì)弱，淺層土對(duì)長(zhǎng)樁側(cè)向位移抵抗能力差，造成泥面處基礎(chǔ)位移偏大，從而造成上部風(fēng)機(jī)側(cè)向位移大，增大了使用風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明即針對(duì)淺層土質(zhì)較弱的海域設(shè)計(jì)相適應(yīng)的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)。對(duì)于邊際油田，存在零星的衛(wèi)星油田，同樣也會(huì)有淺層土較弱土質(zhì)，此結(jié)構(gòu)也同樣適合。對(duì)于淺層為淤泥的土質(zhì)，一般淤泥層深度在(Γ30米。風(fēng)機(jī)塔架一般高度在100米左右，基礎(chǔ)位移決定著上部塔架位移的大小，由于塔架較高，基礎(chǔ)的小位移也會(huì)造成塔架頂部的大位移，塔架的大位移又直接影響到風(fēng)機(jī)塔架的安全，同時(shí)由于塔架傳遞下來(lái)的水平荷載與彎矩很大，造成底部壓力或者拔力也較大。對(duì)于淺層為淤泥層的土質(zhì)，常規(guī)方案為長(zhǎng)樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，為了抑制結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移，長(zhǎng)樁基礎(chǔ)需要選擇較大直徑的樁基，且入泥比較深，以達(dá)到在樁基端部將位移約束很小的效果，以此將淤泥層內(nèi)樁基位移控制在較小范圍以內(nèi)，此種結(jié)構(gòu)一般為多樁加導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)，重量很重，且需要大規(guī)格打樁錘來(lái)進(jìn)行施工。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的提供了一種外掛裙樁式筒柱結(jié)構(gòu)，可有效解決上述問(wèn)題。筒柱結(jié)構(gòu)為單柱，有效降低環(huán)境荷載水平力；筒柱加裙板結(jié)構(gòu)增大了結(jié)構(gòu)在淤泥層的剛度，本身抵抗位移的能力增強(qiáng)；筒柱加裙板結(jié)構(gòu)增大了結(jié)構(gòu)在淤泥層與土的接觸面積，增大了土對(duì)結(jié)構(gòu)的抗力；由于筒柱加裙板結(jié)構(gòu)即可以有效控制結(jié)構(gòu)在淤泥層的位移，又很好的提供了抗壓、抗拔承載力，故裙樁的規(guī)格可減小，入泥深度可減短，從而也可使打樁錘的規(guī)格減小。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，外掛裙樁式筒柱結(jié)構(gòu)由裙樁、裙樁套筒、裙板、筒柱、上部平臺(tái)組成。裙樁頂部與泥面平齊，由打樁錘打入至泥面40米以下，裙樁為長(zhǎng)樁，與裙樁套筒灌漿，承受豎向荷載與水平荷載，裙樁為三樁或多樁，視具體土質(zhì)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)而定；裙樁套筒內(nèi)焊有剪切鍵，同時(shí)裙樁在導(dǎo)向內(nèi)部分也焊有剪切鍵，安裝完成后在導(dǎo)向與樁基之間灌漿固結(jié)來(lái)傳遞豎向壓拔力；裙板為雙壁板，并在上下各焊有裙板封蓋，裙板將筒柱傳過(guò)來(lái)的水平力傳遞給裙樁基礎(chǔ)，裙板封蓋可以增強(qiáng)樁基與筒柱之間的連接剛度，使傳遞力的效果更好，還可以有效防止裙板的屈曲，上下裙板封蓋還可承擔(dān)一部分壓力；雙壁裙板底部與下裙板封蓋之間為中空，可用來(lái)吸力貫入，筒柱為圓柱加圓錐形結(jié)構(gòu)，主要用來(lái)傳遞與抵抗塔架荷載與環(huán)境荷載，錐柱部分設(shè)置在水面附近，可減少水平向冰荷載，增大結(jié)構(gòu)的抗冰能力；筒柱基礎(chǔ)部分與裙板連接，并有上下筒柱封板，下筒柱封板至筒柱底部空間內(nèi)為中空，可用來(lái)吸力貫入，筒柱與裙板高度為淤泥層高度，底部剛好位于持力層；上部平臺(tái)用來(lái)連接塔架或放置設(shè)備等。本發(fā)明的有益效果是由筒柱代替導(dǎo)管架，樁基規(guī)格減小，整體重量可減輕。施工工藝較原施工工藝簡(jiǎn)單，從而節(jié)省了建造成本以及施工費(fèi)用。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。圖I外掛裙樁式筒柱結(jié)構(gòu)示意圖。其中 I一裙樁；2—裙樁套筒；3—裙板；4一裙板封蓋；5—筒柱(圓柱形)；6一筒·柱(圓維形)；7一上部平臺(tái)；8—泥面；9一7jC面。
具體實(shí)施方式
如圖I所示結(jié)構(gòu)自重入泥，并且裙板3底部與泥面8形成初始密封，吸力貫入至下裙板封蓋4與泥面8接觸，下裙板封蓋4底部一邊清泥，一邊負(fù)壓貫入，直至上裙板封蓋4與泥面8齊平，裙板3將筒柱傳過(guò)來(lái)的水平力傳遞給裙樁基礎(chǔ)，筒柱為圓柱形5加圓錐形6結(jié)構(gòu)，筒柱(圓錐形)6部分設(shè)置在水面9附近，筒柱基礎(chǔ)部分與裙板3連接，并有上下筒柱封板，下筒柱封板至筒柱底部空間內(nèi)為中空，可用來(lái)吸力貫入，裙樁I打入至設(shè)計(jì)深度，裙樁I與裙樁套筒2之間灌漿連接，上部平臺(tái)7用來(lái)連接塔架或放置設(shè)備。
權(quán)利要求1.外掛裙樁式筒柱結(jié)構(gòu)，包括裙樁、裙樁套筒、裙板、筒柱、上部平臺(tái)，其特征在于裙樁頂部與泥面平齊，由打樁錘打入至泥面40米以下；裙樁套筒內(nèi)焊有剪切鍵，同時(shí)裙樁在導(dǎo)向內(nèi)部分也焊有剪切鍵；裙板為雙壁板，并在上下各焊有裙板封蓋，裙板將筒柱傳過(guò)來(lái)的水平力傳遞給裙樁基礎(chǔ)；雙壁裙板底部與下裙板封蓋之間為中空，筒柱為圓柱加圓錐形結(jié)構(gòu)，錐柱部分設(shè)置在水面附近；筒柱基礎(chǔ)部分與裙板連接，并有上下筒柱封板，下筒柱封板至筒柱底部空間內(nèi)為中空，可用來(lái)吸力貫入。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外掛裙樁式筒柱結(jié)構(gòu)，其特征在于筒柱與裙板高度為淤泥層高度，底部剛好位于持力層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外掛裙樁式筒柱結(jié)構(gòu)，其特征在于裙樁為長(zhǎng)樁，與裙樁套筒灌漿，承受豎向荷載與水平荷載，裙樁為三樁或多樁。
專(zhuān)利摘要外掛裙樁式筒柱結(jié)構(gòu)，包括裙樁、裙樁套筒、裙板、筒柱、上部平臺(tái)，裙樁頂部與泥面平齊，由打樁錘打入至泥面40米以下；裙樁套筒內(nèi)焊有剪切鍵，同時(shí)裙樁在導(dǎo)向內(nèi)部分也焊有剪切鍵；裙板為雙壁板，并在上下各焊有裙板封蓋，裙板將筒柱傳過(guò)來(lái)的水平力傳遞給裙樁基礎(chǔ)；雙壁裙板底部與下裙板封蓋之間為中空，筒柱為圓柱加圓錐形結(jié)構(gòu)，錐柱部分設(shè)置在水面附近；筒柱基礎(chǔ)部分與裙板連接，并有上下筒柱封板，下筒柱封板至筒柱底部空間內(nèi)為中空，可用來(lái)吸力貫入。本筒柱結(jié)構(gòu)由筒柱代替導(dǎo)管架，樁基規(guī)格減小，整體重量可減輕。施工工藝較原施工工藝簡(jiǎn)單，從而節(jié)省了建造成本以及施工費(fèi)用。
文檔編號(hào)E02D27/52GK202730790SQ20122039801
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月13日
發(fā)明者郭小亮, 杜建港 申請(qǐng)人:天津市海王星海上工程技術(shù)有限公司