本发明涉及海上风电单桩基础、风能工程、新能源领域,是一种新型大直径单桩基础与施工方法。
背景技术:
1、与传统化石燃料相比,风能使用清洁,成本较低,具有开发范围广,安全、能源永不耗竭等优势。相比于陆上风电,海上风电具有风速大、湍流度低、不占耕地等优势。目前,我国海上风电基础多采用单桩基础,其设计简单,安装工艺成熟。
2、相关技术中,随着海上风场的地质条件复杂化,单桩基础需要借助桩锤便可实现沉放、施工费用高、稳定性差。
技术实现思路
1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为此,本发明的实施例提出一种稳定性高、成本低廉、无需借助桩锤沉放的单桩基础。
3、根据本发明实施例的单桩基础包括:桩基础,所述桩基础具有沿上下方向贯穿所述桩基础的腔室;密封件,所述密封件可拆卸地设在所述桩基础内,所述密封件将所述腔室沿上下方向分割成相互独立的第一腔和第二腔;连通件,所述连通件沿上下方向延伸且穿设在所述腔室内,所述连通件的下端可穿过所述密封件与所述第二腔连通,所述连通件可将所述第二腔内的海水或泥浆抽出所述第二腔,或所述连通件可对所述第二腔内输送高压水或料浆;注浆管,所述注浆管设在所述桩基础的外周侧,所述注浆管可通入料浆,以便对所述注浆管的外周面注浆。
4、本发明实施例的单桩基础,设置桩基础、密封件、连通件和注浆管,可通过连通件对第二腔1进行抽取海水、注入高压水、抽取泥浆、注入料浆等操作,使得桩基础安装在海水内,提高了桩基础的稳定性和承载力。
5、在一些实施例中,所述连通件包括第一管和第二管,所述第一管和所述第二管均穿设在所述腔室,所述第一管的下端和所述第二管的下端穿过所述密封件与所述第二腔连通,所述第一管用于抽取所述第二腔内的海水或抽取所述第二腔内的泥浆,所述第二管用于对所述第二腔通入高压水或通入泥浆。
6、在一些实施例中,所述第二管包括彼此连通的第一子管和多个第二子管,所述第一子管沿上下方向延伸且所述第一子管的上端设在所述第一腔内,所述第一子管的下端穿过所述密封件位于所述第二腔内,多个所述第二子管均设在所述第二腔内且沿所述第二腔的周向间隔设置,所述第二子管的上端与所述第一子管的下端连通。
7、在一些实施例中,所述第二子管包括彼此连通的第一段和第二段,所述第一段从所述第二腔的内部朝向所述第二腔的外部延伸,所述第二段沿上下方向延伸,所述第一段的两端分别与所述第一子管的下端和所述第二段的上端连通,所述第二段的外周面与所述第二腔的内周面贴合。
8、在一些实施例中,所述第二子管设有多个沿上下方向间隔设置的第一孔,多个所述第一孔均设在所述第二子管朝向所述第二腔的内部一侧。
9、在一些实施例中,所述注浆管为多个,多个所述注浆管沿所述桩基础的外周面间隔设置,每个所述注浆管设有多个沿上下方向间隔设置的第二孔,多个所述第二孔均设在所述注浆管背离所述桩基础的一侧。
10、在一些实施例中,所述单桩基础还包括支撑件,所述支撑件设在所述第二腔内,所述密封件设在所述支撑件上,以便所述支撑件支撑所述密封件。
11、在一些实施例中,所述单桩基础在使用时包括如下步骤:s1:将所述桩基础设在海水内,所述连通件将所述第二腔内的海水抽出所述第二腔,以便所述第二腔内形成负压以使所述桩基础下沉;s2:通过所述连通件对所述第二腔内注入高压水,以便所述高压水搅拌所述第二腔内的土体以使所述第二腔内的土体搅拌成泥浆;s3:所述连通件将所述第二腔内的土体抽出所述第二腔外;s4:通过所述连通件和所述注浆管分别对所述第二腔和所述桩基础的外周面注浆。
12、在一些实施例中,在步骤s4中,还包括步骤:s4.1:拆卸所述密封件,以便所述第一腔和所述第二腔连通;s4.2:将石料填充在所述第二腔内,通过所述连通件对所述第二腔注浆。
13、在一些实施例中,在步骤s1中,还包括步骤:s1.1:利用吊机将所述桩基础安装在海水内,且通过所述桩基础的自重在所述海水内下沉;s1.2:利用泥浆泵将所述第二腔内的海水抽出所述第二腔。
1.一种单桩基础,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的单桩基础,其特征在于,所述连通件包括第一管和第二管,所述第一管和所述第二管均穿设在所述腔室,所述第一管的下端和所述第二管的下端穿过所述密封件与所述第二腔连通,所述第一管用于抽取所述第二腔内的海水或抽取所述第二腔内的泥浆,所述第二管用于对所述第二腔通入高压水或通入泥浆。
3.根据权利要求2所述的单桩基础,其特征在于,所述第二管包括彼此连通的第一子管和多个第二子管,所述第一子管沿上下方向延伸且所述第一子管的上端设在所述第一腔内,所述第一子管的下端穿过所述密封件位于所述第二腔内,多个所述第二子管均设在所述第二腔内且沿所述第二腔的周向间隔设置,所述第二子管的上端与所述第一子管的下端连通。
4.根据权利要求3所述的单桩基础,其特征在于,所述第二子管包括彼此连通的第一段和第二段,所述第一段从所述第二腔的内部朝向所述第二腔的外部延伸,所述第二段沿上下方向延伸,所述第一段的两端分别与所述第一子管的下端和所述第二段的上端连通,所述第二段的外周面与所述第二腔的内周面贴合。
5.根据权利要求3所述的单桩基础,其特征在于,所述第二子管设有多个沿上下方向间隔设置的第一孔,多个所述第一孔均设在所述第二子管朝向所述第二腔的内部一侧。
6.根据权利要求1所述的单桩基础,其特征在于,所述注浆管为多个,多个所述注浆管沿所述桩基础的外周面间隔设置,每个所述注浆管设有多个沿上下方向间隔设置的第二孔,多个所述第二孔均设在所述注浆管背离所述桩基础的一侧。
7.根据权利要求1所述的单桩基础,其特征在于,还包括支撑件,所述支撑件设在所述第二腔内,所述密封件设在所述支撑件上,以便所述支撑件支撑所述密封件。
8.根据权利要求1所述的单桩基础,其特征在于,所述单桩基础在使用时包括如下步骤:
9.根据权利要求7所述的单桩基础,其特征在于,在步骤s4中,还包括步骤:
10.根据权利要求7所述的单桩基础,其特征在于,在步骤s1中,还包括步骤:
