一种用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础及建立方法技术

本发明专利技术提供一种用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础，包括至少两个高桩承台，所述高桩承台由至少一个竖向桩和至少两个斜向桩支撑，所述斜向桩的桩顶埋入至高桩承台的混凝土内，多个斜向桩形成对竖向桩向中心处的支撑，所述高桩承台上方设有支撑上部组块的竖向柱，所述竖向桩由下至上穿过高桩承台并与竖向柱焊接；所述高桩承台之间不设置连接构件以形成进船空间。本发明专利技术的分体式高桩承台基础能够适应于浮托法安装，传统的单个高桩承台基础中间无法进船，不能适应于浮托法安装；能够解决传统的单个高桩承台尺寸大、重量大的问题，传统的单个高桩承台，当上部组块尺寸较大时，基础尺寸也相应加大，导致高桩承台工程量大、重量大。重量大。重量大。

【技术实现步骤摘要】
一种用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础及建立方法


[0001]本专利技术涉及一种用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础，适用于海上风力发电领域，特别适用于大型海上升压站、海上换流站的分体式高桩承台基础。

技术介绍

[0002]海上风力发电是一个新兴的产业，近几年发展迅速。为了将海上风力发电的电能输送到陆地，需要在海上建设海上电气平台（交流的海上升压站或交流转直流的海上换流站）。大型海上电气平台的基础除了支承上部组块外，还直接承担波浪力、海流力、靠船力等外部荷载，还需要考虑施工尽量简单、快捷，造价低，另外当海上电气平台的重量超过1万吨时，基础还需要适应浮托法安装，需要给浮托法进船预留空间。
[0003]传统的海上电气平台一般采用导管架基础。当上部组块吊装时，一般在平台中部位置设置导管架基础；当上部组块浮托安装时，一般在平台两侧设置导管架基础。导管架基础全部为钢结构，预留套管插桩，桩与导管架之间用灌浆连接。导管架基础较为常用，但存在用钢量大、造价高，施工时需要用大型起重船等缺点。
[0004]传统的海上升压站也有少量采用高桩承台基础的，传统的高桩承台基础一般为单个基础，适用小型的海上平台，不能适应大型平台，也不能满足浮托法安装时的进船需求。传统的高桩承台与上部组块连接采用预留杯口插接技术，当上部组块重量较大时，杯口基础的承载力无法满足，需要一种承载能力更大的基础连接。
[0005]因此，亟需提供一种用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础及建立方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的第一个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础。
[0007]为此，本专利技术的上述目的通过以下技术方案来实现：一种用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础，其特征在于：所述用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础包括至少两个高桩承台，所述高桩承台由至少一个竖向桩和至少两个斜向桩支撑，所述斜向桩的桩顶埋入至高桩承台的混凝土内，多个斜向桩形成对竖向桩向中心处的支撑，所述高桩承台上方设有支撑上部组块的竖向柱，所述竖向桩由下至上穿过高桩承台并与竖向柱焊接；所述高桩承台之间不设置连接构件以形成进船空间。
[0008]在采用上述技术方案的同时，本专利技术还可以采用或者组合采用如下技术方案：作为本专利技术的优选技术方案：所述竖向桩的桩身上设置加劲环，所述加劲环设置在竖向桩位于高桩承台厚度方向的中央位置；所述加劲环的外径大于竖向桩的桩身外径且埋入至高桩承台的混凝土内。
[0009]作为本专利技术的优选技术方案：所述斜向桩的桩顶的侧面设有加劲环，所述加劲环
的外径大于斜向桩的桩身外径且埋入至高桩承台的混凝土内。
[0010]作为本专利技术的优选技术方案：所述斜向桩桩顶上加劲环的上方设有钢筋网，所述高桩承台内斜向桩的外侧设置反柱式钢筋，所述反柱式钢筋与钢筋网焊接并形成对斜向桩桩顶加劲环的包围。反柱式钢筋与普通圆柱式钢筋相似，由竖向钢筋和环形箍筋组成，但配置的位置与圆柱式钢筋相反，反柱式钢筋配置在竖向桩外的高桩承台内。
[0011]作为本专利技术的优选技术方案：所述斜向桩内位于高桩承台内的部分灌注填芯混凝土以增强斜向桩桩身的抗侧向压力的能力。
[0012]作为本专利技术的优选技术方案：所述竖向桩内位于高桩承台的部分灌注填芯混凝土以增强竖向桩桩身的抗侧向压力的能力。
[0013]作为本专利技术的优选技术方案：所述竖向桩内填芯混凝土的下表面设置封闭底板，所述封闭底板设置在竖向桩内预装环形牛腿上。
[0014]作为本专利技术的优选技术方案：所述填芯混凝土的顶面与高桩承台的顶面相平齐，所述填芯混凝土的底面位于高桩承台的底面下1倍竖向桩的桩身外径处。
[0015]作为本专利技术的优选技术方案：所述高桩承台内竖向桩的外侧设置反柱式钢筋，所述反柱式钢筋在竖向桩桩身上的加劲环处形成交叉焊接。
[0016]本专利技术还有一个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础的建立方法。
[0017]为此，本专利技术的上述目的通过以下技术方案来实现：一种用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础的建立方法，包括如下步骤：将传统的一个高桩承台分为独立受力多个高桩承台，每个高桩承台对应1~2个竖向柱，每个高桩承台都设置竖向桩、两个方向的斜桩，每个高桩承台都可以独立承担上部组块传来的竖向力、水平力和弯矩，也可以独立承担自身的波浪力、海流力作用；高桩承台之间不设置连接构件，高桩承台之间就形成了进船的空间，可以适应浮托法安装时进船；将上部组块的竖向柱与下部的竖向桩直接对接，对接的桩用竖向桩，桩柱平面位置一致、直径一致，两者直接焊接连接；这样连接方式不用通过高桩承台混凝土传力，荷载传递方式简单可靠，竖向柱的竖向力直接传递给下部的竖向桩，竖向柱的弯矩、水平力通过高桩承台传递给斜向桩；但采用桩柱直接对接技术时，桩柱平面位置需要严格一致，但打桩时的桩身精度控制较难，桩柱在平面位置上很难保证一致，这里采用了桩身平面位置顶推调节技术，即打桩时，不严格要求竖向桩的打桩精度，打完桩，放钢套箱时，竖向桩位置的钢套箱预留较大的孔洞，以适应沉桩的误差，放置钢套箱后，将钢套箱与斜向桩固定，但与竖向桩不固定；在钢套箱内设置水平方向的千斤顶，用千斤顶调整竖向桩的平面位置，将竖向桩的平面位置精确调整到设计位置后，将竖向桩与钢套箱固定，这样竖向桩的平面位置就与上部竖向柱的位置严格一致，保证上部组块安装时可以直接将桩与柱对接；竖向桩的桩身材料为钢材，钢材与混凝土之间无法紧密连接，与承台混凝土之间必然存在缝隙，此缝隙使桩与承台间无法直接传递力，因此在桩身上设置加劲环，加劲环的位置大致位于承台厚度方向的中间位置，加劲环外径较桩身外径大，加劲环埋入承台混凝土中，可以承担竖向力的作用，因此，加劲环用于桩与承台间竖向力的传递；桩与承台间的水平力和弯矩，通过桩身与承台侧壁的压力传递；桩身与承台侧壁间压力较大时，可能引起桩身钢
结构的屈曲和承台混凝土的压屈，因此，又采用了桩身填芯技术和承台配置反柱式技术；在桩身的承台底面以下约1倍桩身直径位置到承台顶面的高度范围内，灌注填芯混凝土；填芯混凝土强度等级与承台混凝土强度等级相近，但填芯混凝内土掺入少量膨胀剂，使填芯混凝土在固化时产生0.05~0.2%的体积膨胀，使填芯混凝土与桩内壁紧密接触，使得桩身侧力压力可以直接传递给填芯混凝土；为了在灌注填芯混凝土时，桩身内形成封闭支撑，在在桩身内、填芯混凝土下表面位置设置一道封闭底板；封闭底板由预装的环形牛腿和后装的封闭板组成；预装的环形牛腿由一道环形钢板和锥形钢板焊接组成；后装的封闭板由直径稍小于桩内径的圆形钢板和加劲肋组成；沉桩完成后，将封闭板安装到环形牛腿上，并与环形牛腿焊接，就形成了灌注混凝土时的封底板；桩内灌注填混凝土后，桩身强度足够，桩身抗侧向压力的能力很强，但承台混凝土抗侧向压力的承载力不足，因此在承台内配置反柱式钢筋，反柱式钢筋与普通圆柱式钢筋相似，有竖向钢筋、环形箍筋组成，但配置的位置与柱式配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础，其特征在于：所述用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础包括至少两个高桩承台，所述高桩承台由至少一个竖向桩和至少两个斜向桩支撑，所述斜向桩的桩顶埋入至高桩承台的混凝土内，多个斜向桩形成对竖向桩向中心处的支撑，所述高桩承台上方设有支撑上部组块的竖向柱，所述竖向桩由下至上穿过高桩承台并与竖向柱焊接；所述高桩承台之间不设置连接构件以形成进船空间。2.根据权利要求1所述的用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础，其特征在于：所述竖向桩的桩身上设置加劲环，所述加劲环设置在竖向桩位于高桩承台厚度方向的中央位置；所述加劲环的外径大于竖向桩的桩身外径且埋入至高桩承台的混凝土内。3.根据权利要求1所述的用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础，其特征在于：所述斜向桩的桩顶的侧面设有加劲环，所述加劲环的外径大于斜向桩的桩身外径且埋入至高桩承台的混凝土内。4.根据权利要求3所述的用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础，其特征在于：所述斜向桩桩顶上加劲环的上方设有钢筋网，所述高桩承台内斜向桩的外侧设置反柱式钢筋，所述反柱式钢筋与钢筋网焊接并形成对斜向桩桩顶加劲环的包围。5.根据权利要求1或4所述的用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础，其特征在于：所述斜向桩内位于高桩承台内的部分灌注填芯混凝土以增强斜向桩桩身的抗侧向压力的能力。6.根据权利要求1所述的用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础，其特征在于：所述竖向桩内位于高桩承台的部分灌注填芯混凝土以增强竖向桩桩身的抗侧向压力的能力。7.根据权利要求6所述的用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础，其特征在于：所述竖向桩内填芯混凝土的下表面设置封闭底板，所述封闭底板设置在竖向桩内预装环形牛腿上。8.根据权利要求6或7所述的用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础，其特征在于：所述填芯混凝土的顶面与高桩承台的顶面相平齐，所述填芯混凝土的底面位于高桩承台的底面下1倍竖向桩的桩身外径处。9.根据权利要求1所述的用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础，其特征在于：所述高桩承台内竖向桩的外侧设置反柱式钢筋，所述反柱式钢筋在竖向桩桩身上的加劲环处形成交叉焊接。10.一种用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础的建立方法，其特征在于：所述用于大型海上电气平台的分体式高桩承台基础的建立方法包括如下步骤：将传统的一个高桩承台分为独立受力多个高桩承台，每个高桩承台对应1~2个竖向柱，每个高桩承台都设置竖向桩、两个方向的斜桩，每个高桩承台都可以独立承担上部组块传来的竖向力、水平力和弯矩，也可以独立承担自身的波浪力、海流力作用；高桩承台之间不设置连接构件，高桩承台之间就形成了进船的空间，可以适应浮托法安装时进船；将上部组块的竖向柱与下部的竖向桩直接对接，对接的桩用竖向桩，桩柱平面位置一致、直径一致，两者直接焊接连接；这样连接方式不用通过高桩承台混凝土传力，荷载传递方式简单可靠，竖向柱的竖向力直接传递给下部的竖向桩，竖向柱的弯矩、水平力通过高桩
承台传递给斜向桩；但采用桩柱直接对接技术时，桩...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞华锋，孙震洲，吕国儿，张宝峰，陈杰峰，黄珊珊，王定仕，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：