一種內(nèi)部自帶破土裝置的厚壁復(fù)合筒型基礎(chǔ)的制作方法
【專利摘要】一種內(nèi)部自帶破土裝置的厚壁復(fù)合筒型基礎(chǔ)，由筒形基礎(chǔ)、過渡段、破土壁、分倉板、破土倉、破土管、高壓水槍、排水管及抽排裝置構(gòu)成，筒形基礎(chǔ)與過渡段構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)，過渡段通過法蘭與風(fēng)機(jī)塔筒相連；筒形基礎(chǔ)邊壁下端設(shè)置內(nèi)、外兩個(gè)環(huán)狀破土壁；筒形基礎(chǔ)邊壁下端均布分倉板并構(gòu)成破土倉；筒形基礎(chǔ)的混凝土邊壁底端預(yù)埋破土管與排水管，破土管和排水管的底部分別通向破土倉，破土管頂部連接高壓水槍，排水管頂部與抽排裝置連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：該筒型基礎(chǔ)采用混凝土厚壁結(jié)構(gòu)作為筒形基礎(chǔ)側(cè)壁，增加了基礎(chǔ)穩(wěn)定性；破土倉保障倉外土體結(jié)構(gòu)不受到破壞，確保了運(yùn)行過程中土體結(jié)構(gòu)的承載能力，而多個(gè)破土倉則保證了下沉過程中基礎(chǔ)平衡的可調(diào)節(jié)能力。
【專利說明】
一種內(nèi)部自帶破土裝置的厚壁復(fù)合筒型基礎(chǔ)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，是一種內(nèi)部自帶破土裝置的厚壁復(fù)合筒型基礎(chǔ)。
【背景技術(shù)】
[0002]海上風(fēng)能資源豐厚，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國近海的可開發(fā)風(fēng)能資源可達(dá)陸地風(fēng)能資源的3倍之多。由于海上風(fēng)能具有風(fēng)場流態(tài)好、不占用土地、年利用小時(shí)高等優(yōu)勢，使得近年來海上風(fēng)電開發(fā)勢頭十分迅猛。不過，海洋環(huán)境條件復(fù)雜，海水對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的腐蝕與沖刷作用都十分明顯。這使得海上風(fēng)電基礎(chǔ)的技術(shù)成為了海上風(fēng)電發(fā)展的關(guān)鍵性因素。
[0003]目前，海上風(fēng)電基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式包括重力式基礎(chǔ)、單粧基礎(chǔ)、三腳架基礎(chǔ)、導(dǎo)管架基礎(chǔ)、多粧承臺基礎(chǔ)、筒形基礎(chǔ)、spar浮式基礎(chǔ)及不同結(jié)構(gòu)相互組合的基礎(chǔ)等。其中，筒形基礎(chǔ)以其優(yōu)越的承載能力、輕便的結(jié)構(gòu)形式及良好的浮運(yùn)能力越來越受到廣泛的應(yīng)用。不過，現(xiàn)有的筒型基礎(chǔ)在結(jié)構(gòu)上存在一定缺陷。目前，筒型基礎(chǔ)的側(cè)壁多采用薄壁鋼板結(jié)構(gòu)，這使得筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)更加輕便，下沉工作更易開展。不過，由于薄壁鋼板的面積較大，在下沉及運(yùn)行階段容易出現(xiàn)屈曲失穩(wěn)現(xiàn)象。為此，某些工程選用鋼筋混凝土厚壁作為筒型基礎(chǔ)的側(cè)壁。采用厚壁結(jié)構(gòu)的筒型基礎(chǔ)，其屈曲失穩(wěn)問題確實(shí)得以解決，且承載能力也得以大幅提高。不過，由于該類厚壁筒型基礎(chǔ)下端接觸土體的面積過大，使得基礎(chǔ)的下沉難度極大提升。因此，針對該類工程，一些外部的破土裝置得以提出。在厚壁筒型基礎(chǔ)下沉的過程中，采用外部的破土裝置將原有土體結(jié)構(gòu)破壞，使得土體擾動(dòng)(產(chǎn)生流動(dòng)性)，最終完成下沉工作。然而，在基礎(chǔ)下沉過程中，此類外部破土裝置不僅破壞了筒壁下方的土體，也不同程度的破壞了筒體內(nèi)外側(cè)土體。因而，使得筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的整體承載能力受到一定影響。為此，本申請?zhí)岢隽艘环N內(nèi)部自帶破土裝置的厚壁復(fù)合筒型基礎(chǔ)，該基礎(chǔ)采用混凝土厚壁作為基礎(chǔ)邊壁，內(nèi)部破土裝置能有效保證破土的效果，且避免筒體內(nèi)外的土體破壞，從而使得基礎(chǔ)既保證了下沉效率又保證了承載能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對上述存在問題，提出一種內(nèi)部自帶破土裝置的厚壁復(fù)合筒型基礎(chǔ)，該結(jié)構(gòu)的厚壁復(fù)合筒型基礎(chǔ)可保證下沉過程中筒體內(nèi)外土體的完整性，且保證下沉過程中筒體平衡的可調(diào)性。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0006]—種內(nèi)部自帶破土裝置的厚壁復(fù)合筒型基礎(chǔ)，由筒形基礎(chǔ)、過渡段、破土壁、分倉板、破土倉、破土管、高壓水槍、排水管及抽排裝置構(gòu)成，筒形基礎(chǔ)為厚壁型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，筒形基礎(chǔ)與過渡段連接構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)，過渡段通過法蘭與風(fēng)機(jī)塔筒相連;筒形基礎(chǔ)邊壁下端設(shè)置內(nèi)、外兩個(gè)環(huán)狀破土壁并分別置于筒形基礎(chǔ)邊壁下端的內(nèi)、外兩側(cè)，破土壁為薄壁筒狀鋼板結(jié)構(gòu)，其頂部埋設(shè)于筒形基礎(chǔ)邊壁下端并與筒形基礎(chǔ)邊壁底面構(gòu)成環(huán)狀倉體結(jié)構(gòu)；筒形基礎(chǔ)邊壁下端放射狀均布設(shè)置6-10個(gè)薄壁鋼板制成的分倉板并將內(nèi)、外兩個(gè)環(huán)狀破土壁之間的環(huán)狀空間分隔成6-10個(gè)相同的隔艙，筒形基礎(chǔ)邊壁底面、破土壁和分倉板共同構(gòu)成放射狀分布的6-10個(gè)破土倉;筒形基礎(chǔ)的混凝土邊壁底端內(nèi)部預(yù)埋破土管與排水管并間隔設(shè)置，破土管與排水管均為鋼管，破土管和排水管的底部分別通向破土倉，頂部分別通向筒形基礎(chǔ)的上部，破土管頂部連接高壓水槍，排水管頂部與抽排裝置連接;每個(gè)破土倉內(nèi)環(huán)向設(shè)置3-5個(gè)破土管，每個(gè)破土倉內(nèi)的排水管數(shù)量為2個(gè)并均勻分布在破土倉兩側(cè)。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:
[0008]該厚壁復(fù)合筒型基礎(chǔ)，采用混凝土厚壁結(jié)構(gòu)作為筒形基礎(chǔ)側(cè)壁，增加了基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，避免了鋼材壁面的屈曲現(xiàn)象;基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的破土倉，保障了倉外土體結(jié)構(gòu)不受到破壞，確保了運(yùn)行過程中的土體結(jié)構(gòu)的承載能力;破土倉內(nèi)的多點(diǎn)破土結(jié)構(gòu)及抽排水管，保證了倉內(nèi)破土的效果與破土速度；而多個(gè)破土倉則保證了下沉過程中基礎(chǔ)平衡的可調(diào)節(jié)能力。
【附圖說明】
[0009]圖1為該厚壁復(fù)合筒型基礎(chǔ)縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為該厚壁復(fù)合筒型基礎(chǔ)底部俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]圖3為該厚壁復(fù)合筒型基礎(chǔ)底部仰視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中1、筒形基礎(chǔ);2、過渡段;3、破土壁;4、分倉板;5、破土倉;6、破土管；7、高壓水槍;8、排水管;9、抽排裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例:
[0014]一種內(nèi)部自帶破土裝置的厚壁復(fù)合筒型基礎(chǔ)，如圖1-3所示，由筒形基礎(chǔ)1、過渡段
2、破土壁3、分倉板4、破土倉5、破土管6、高壓水槍7、排水管8和抽排裝置9構(gòu)成，筒形基礎(chǔ)I為厚壁型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，筒形基礎(chǔ)I與過渡段2連接構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)，過渡段2通過法蘭與風(fēng)機(jī)塔筒相連;筒形基礎(chǔ)I邊壁下端設(shè)置內(nèi)、外兩個(gè)環(huán)狀破土壁3并分別置于筒形基礎(chǔ)I邊壁下端的內(nèi)、外兩側(cè)，破土壁3為薄壁筒狀鋼板結(jié)構(gòu)，其頂部埋設(shè)于筒形基礎(chǔ)I邊壁下端并與筒形基礎(chǔ)I邊壁底面構(gòu)成環(huán)狀倉體結(jié)構(gòu)；筒形基礎(chǔ)I邊壁下端放射狀均布設(shè)置8個(gè)薄壁鋼板制成的分倉板4并將內(nèi)、外兩個(gè)環(huán)狀破土壁3之間的環(huán)狀空間分隔成8個(gè)相同的隔艙，筒形基礎(chǔ)I邊壁底面、破土壁3和分倉板4共同構(gòu)成放射狀分布的8個(gè)破土倉5;筒形基礎(chǔ)I的混凝土邊壁底端內(nèi)部預(yù)埋破土管6與排水管8并間隔設(shè)置，破土管6與排水管8均為鋼管，破土管6和排水管8的底部分別通向破土倉5，頂部分別通向筒形基礎(chǔ)I的上部，破土管6頂部連接高壓水槍7，排水管8頂部與抽排裝置9連接;每個(gè)破土倉5內(nèi)環(huán)向設(shè)置3個(gè)破土管6，每個(gè)破土倉5內(nèi)的排水管數(shù)量為2個(gè)并均勻分布在破土倉5兩側(cè)。
[0015]該實(shí)施例中，筒形基礎(chǔ)I外徑20m、頂蓋厚0.7m、壁厚lm，壁高6m;過渡段2頂部外徑6m、壁厚0.6m、高度1m;破土壁3高度2m、厚度0.02m;破土管6及其支管內(nèi)徑均為1cm;排水管內(nèi)徑20cmo
[0016]該厚壁復(fù)合筒型基礎(chǔ)的下沉方法，步驟如下:
[0017]I)破土壁3與分倉板4先接觸土體，隨后土體進(jìn)入各個(gè)破土倉5內(nèi)；
[0018]2)打開高壓水槍7與排水管8頂部的抽排裝置9;
[0019]3)高壓水體會(huì)迫使破土倉5內(nèi)土體強(qiáng)烈擾動(dòng)，產(chǎn)生流動(dòng)性，并隨排水管8排出破土倉5;
[0020]4)隨著已有土體的排出，筒形基礎(chǔ)I繼續(xù)下沉，從而使得下層的土體逐步進(jìn)入破土倉5內(nèi)；
[0021]5)同理，下層土體也會(huì)因高壓水體的擾動(dòng)最終隨排水管8排出結(jié)構(gòu)，從而使得基礎(chǔ)繼續(xù)下沉，直至下沉完成；
[0022]6)下沉過程中可通過調(diào)節(jié)各個(gè)破土倉5內(nèi)高壓水槍7的噴射壓力及排水管8的抽排速度以控制各個(gè)分倉的下沉速度，從而實(shí)現(xiàn)下沉過程中的調(diào)平工作。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種內(nèi)部自帶破土裝置的厚壁復(fù)合筒型基礎(chǔ)，其特征在于:由筒形基礎(chǔ)、過渡段、破土壁、分倉板、破土倉、破土管、高壓水槍、排水管及抽排裝置構(gòu)成，筒形基礎(chǔ)為厚壁型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，筒形基礎(chǔ)與過渡段連接構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)，過渡段通過法蘭與風(fēng)機(jī)塔筒相連;筒形基礎(chǔ)邊壁下端設(shè)置內(nèi)、外兩個(gè)環(huán)狀破土壁并分別置于筒形基礎(chǔ)邊壁下端的內(nèi)、外兩側(cè)，破土壁為薄壁筒狀鋼板結(jié)構(gòu)，其頂部埋設(shè)于筒形基礎(chǔ)邊壁下端并與筒形基礎(chǔ)邊壁底面構(gòu)成環(huán)狀倉體結(jié)構(gòu);筒形基礎(chǔ)邊壁下端放射狀均布設(shè)置6-10個(gè)薄壁鋼板制成的分倉板并將內(nèi)、外兩個(gè)環(huán)狀破土壁之間的環(huán)狀空間分隔成6-10個(gè)相同的隔艙，筒形基礎(chǔ)邊壁底面、破土壁和分倉板共同構(gòu)成放射狀分布的6-10個(gè)破土倉;筒形基礎(chǔ)的混凝土邊壁底端內(nèi)部預(yù)埋破土管與排水管并間隔設(shè)置，破土管與排水管均為鋼管，破土管和排水管的底部分別通向破土倉，頂部分別通向筒形基礎(chǔ)的上部，破土管頂部連接高壓水槍，排水管頂部與抽排裝置連接;每個(gè)破土倉內(nèi)環(huán)向設(shè)置3-5個(gè)破土管，每個(gè)破土倉內(nèi)的排水管數(shù)量為2個(gè)并均勾分布在破土倉兩側(cè)。
【文檔編號】E02D27/42GK106013214SQ201610618680
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月27日
【發(fā)明人】練繼建, 劉潤, 燕翔
【申請人】天津大學(xué)前沿技術(shù)研究院有限公司