本實用新型涉及一種海上風電嵌巖單樁基礎。

背景技術：

由于日益嚴峻的能源危機和環境污染問題的加重，可再生能源的利用逐漸成為人們研究與開發的重點。近年來陸上風電有了大規模的開發，但其具有許多缺點和限制條件，因此海上風力發電以其獨特優勢開始進入人們視線。海上風力發電的優點有：海上風能資源儲存量大同時也更穩定，海面粗糙度小、海上風湍流強度小、風切邊小、開發效率更高，不存在噪音干擾、景觀破壞等環境污染問題，非常適合大規模的開發。

海上風電場風機基礎的結構型式可分為重力式基礎、單樁基礎、多柱基礎、吸力式基礎等。風機基礎的結構選型，需從基礎結構特點、自然地質條件、海上施工技術與經驗以及經濟性方面進行分析比較。

單樁基礎一般指單根鋼管樁基礎，其結構特點是施工方便快捷，經濟性好；單樁基礎由一根鋼管樁構成，其埋入深度由水深和地質條件決定。單樁基礎因為成本低、施工方便而在國外獲得了廣泛應用，在歐洲采用單樁基礎的比例達70％以上。單樁基礎主要承受風、浪等水平荷載作用，其水平承載性能是其適用與否的關鍵。由于整體剛度相對較小，樁身位移往往較大，在波浪、風荷載作用下的結構動力響應較大，容易產生疲勞損傷甚至失效。隨著海上風電規?；拈_發，風力機組單機容量越來越大，5MW及以上的機組已研發成功并投入使用，采用傳統的單樁型式，樁的直徑和壁厚將會顯著增加，既增加了成本，也增加了施工難度。同時，對于福建等部分省份近海海床覆蓋層淺，為了滿足基礎承載力，樁基往往需要嵌巖，對于大直徑單樁，目前嵌巖施工設備缺乏，很難實現大直徑全斷面嵌巖。

技術實現要素：

有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種結構新穎的海上風電嵌巖單樁基礎。

本實用新型采用以下方案實現：一種海上風電嵌巖單樁基礎，包括位于中心且下端插入海床中上端位于海平面之上的鋼管單樁，所述鋼管單樁上端安裝有風機塔筒，鋼管單樁內周部或外周部間隔設置有多個固連于鋼管單樁的鋼管灌注樁，所述鋼管灌注樁下端插入海床中上端位于海平面之上，所述鋼管灌注樁下端內部灌注有混凝土嵌巖樁，所述混凝土嵌巖樁下端穿出鋼管灌注樁下端并嵌固于海床基巖層中。

進一步的，所述風機塔筒經連接法蘭安裝于鋼管單樁上端。

進一步的，所述鋼管灌注樁通過焊接固定于鋼管單樁上；所述鋼管單樁的直徑大于5m，長度為30~100m，所述鋼管灌注樁直徑為1.5~3m。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：本實用新型海上風電嵌巖單樁基礎結構新穎，設計合理，有效解決了目前國內無法實現大直徑樁基全斷面嵌巖施工的難題，同時在圓周上增加的小直徑鋼管灌注樁大大增強了基礎結構的整體剛度，提高了樁基水平承載能力與抗傾覆能力，減小樁身位移，降低了基礎結構的動力響應，提高了施工效率，擴大了單樁基礎的適用范圍，具有極高的應用價值。

為使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下將通過具體實施例和相關附圖，對本實用新型作進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1構造示意圖；

圖2是本實用新型實施例1截面圖；

圖3是本實用新型實施例2截面圖；

圖中標號說明：1-鋼管單樁、2-風機塔筒、3-鋼管灌注樁、4-混凝土嵌巖樁、5-連接法蘭。

具體實施方式

如圖1~2示出本實用新型實施例1，一種海上風電嵌巖單樁基礎，包括位于中心且下端插入海床中上端位于海平面之上的鋼管單樁1，所述鋼管單樁1上端安裝有風機塔筒2，鋼管單樁1外周部間隔設置有多個固連于鋼管單樁1的鋼管灌注樁3，所述鋼管灌注樁3下端插入海床中上端位于海平面之上，所述鋼管灌注樁3下端內部灌注有混凝土嵌巖樁4，所述混凝土嵌巖樁4下端穿出鋼管灌注樁3下端并嵌固于海床基巖層中，該基礎由多個小直徑鋼管灌注樁3和大直徑鋼管單樁1組合成整體嵌巖式單樁，鋼管灌注樁3和鋼管單樁1通過焊接連為一體，有效地解決了目前國內無法實現大直徑樁基全斷面嵌巖施工的難題，同時在圓周上增加的小直徑鋼管灌注樁3大大增強了基礎結構的整體剛度，提高了樁基水平承載能力與抗傾覆能力，減小樁身位移，降低了基礎結構的動力響應，提高了施工效率，擴大了單樁基礎的適用范圍，具有極高的應用價值。

在本實施例中，所述風機塔筒2經連接法蘭5安裝于鋼管單樁1上端。

在本實施例中，所述鋼管灌注樁3通過焊接固定于鋼管單樁1上；所述鋼管單樁1的直徑大于5m，長度為30~100m，所述鋼管灌注樁直徑為1.5~3m。

在本實施例中，鋼管灌注樁3為圓形鋼管結構，且數量至少三個，并且均布在鋼管單樁外周部。

如圖3示出本實用新型實施例2，本實施例與實施例1的區別在鋼管灌注樁的焊接位置不同，在本實施例中，所述鋼管灌注樁焊接在鋼管單樁1的內周部，且截面為U形結構。

上列較佳實施例，對本實用新型的目的、技術方案和優點進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。