适用于海上风电单桩基础冲刷治理方法和装置与流程

1.本发明涉及海上风电工程技术领域，具体地，涉及一种适用于海上风电单桩基础冲刷治理方法和装置。


背景技术：

2.海上风电作为一种清洁可再生的绿色电力资源，是国家可持续发展战略中重要的组成部分，而海上风电单桩基础因其具有结构简单，施工方便，造价低廉的优点，是常见的海上风电基础形式。
3.由于海上环境复杂多变，直径较大的海上风电单桩基础本体及其周围的土体易受波浪、潮流作用等不断被冲刷侵蚀，导致海上风电基础稳固性下降，风机运行安全性降低。
4.针对上述问题，相关技术中常采用在海上风电单桩基础周围抛石治理冲刷，然而这种方案时效性不强，需要反复施工，不能从根本上解决问题。


技术实现要素：

5.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。
6.为此，本发明的实施例提出一种适用于海上风电单桩基础冲刷治理方法，所述适用于海上风电单桩基础冲刷治理方法提高了海上风电单桩基础抗冲刷能力，从根本上治理了海上风电单桩基础冲刷问题，避免了重复施工，确保海上风电电机安全运行。
7.本发明的实施例还提出一种适用于海上风电单桩基础冲刷治理装置。
8.根据本发明一方面的实施例的适用于海上风电单桩基础冲刷治理方法包括以下步骤：在塔筒周围的海底地面上打入支撑桩；在所述塔筒对应所述支撑桩上端的高度位置处浇筑混凝土承台，且所述承台浇筑在所述支撑桩上并包覆在所述塔筒的外周。
9.根据本发明实施例的适用于海上风电单桩基础冲刷治理方法首先在原有塔筒单桩基础周围布置多个支撑桩，然后浇筑形成的承台分别与支撑桩的上端和塔筒嵌合，从而使塔筒、承台和支撑桩形成一体结构，避免了塔筒单桩基础直接面对海上冲刷作用，并且塔筒周围附加的支撑桩增大塔筒单桩基础承载力的同时进一步加强了塔筒单桩基础的抗冲刷能力，从根本上治理了海上风电单桩基础冲刷问题，为海上风电电机的安全运行提供了保障，同时支撑桩和承台结构耐久性强，避免了重复施工造成的经济损失。
10.在一些实施例中，所述在塔筒周围的地面上打入支撑桩包括沿所述塔筒的周向依次间隔打入多个所述支撑桩。
11.在一些实施例中，所述在所述塔筒对应所述支撑桩上端的高度位置处浇筑混凝土承台包括：将预制承台模板安装在所述支撑桩的上端；向所述预制承台模板的浇筑腔内注入混凝土。
12.在一些实施例中，所述将预制承台模板安装在所述支撑桩的上端包括：将多个预制板段沿所述塔筒的周向依次连接在所述支撑桩的上端以构成所述预制承台模板，多个所述预制板段可围成所述浇筑腔。
13.在一些实施例中，所述支撑桩的上端配合在所述浇筑腔内。
14.根据本发明另一方面的实施例的适用于海上风电单桩基础冲刷治理装置，该装置包括承台和支撑桩，所述承台与所述塔筒连接，所述支撑桩的一端与所述承台连接，所述支撑桩的另一端可插入海底地面。
15.根据本发明实施例适用于海上风电单桩基础冲刷治理装置，支撑桩和承台为塔筒提供支撑，避免了塔筒单桩基础直接面对海上冲刷作用，附加的支撑桩不仅增大了塔筒单桩基础的承载力，更加强了塔筒单桩基础的抗冲刷能力。
16.在一些实施例中，所述支撑桩沿远离所述承台的方向向外倾斜延伸。
17.在一些实施例中，所述承台具有沿上下方向贯穿所述承台的通孔，所述塔筒穿设在所述通孔内。
18.在一些实施例中，所述支撑桩为多个，多个所述支撑桩沿所述承台的周向间隔布置。
19.在一些实施例中，所述承台包括多个依次布置的子承台，每个所述子承台至少与一个所述支撑桩连接，多个所述子承台围成所述通孔。
附图说明
20.图1是根据本发明实施例的海上风电单桩基础冲刷治理装置的结构示意图。
21.附图标记：
22.支撑桩1，承台2，塔筒3，海底地面4，通孔5。
具体实施方式
23.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
24.如图1所示，根据本发明一方面实施例的适用于海上风电单桩基础冲刷治理方法包括以下步骤：
25.在塔筒3周围的海底地面4上打入支撑桩1然后在塔筒3对应支撑桩1上端的高度位置处浇筑混凝土承台2，且承台2浇筑在支撑桩1上并包覆在塔筒3的外周。换言之，浇筑形成的承台2与支撑桩1及塔筒3均连接，支撑桩1通过承台1可支撑塔筒3。
26.根据本发明实施例的适用于海上风电单桩基础冲刷治理方法首先在原有塔筒单桩基础周围布置多个支撑桩，然后浇筑形成的承台分别与支撑桩的上端和塔筒嵌合，从而使塔筒、承台和支撑桩形成一体结构，避免了塔筒单桩基础直接面对海上冲刷作用，并且塔筒周围附加的支撑桩增大塔筒单桩基础承载力的同时进一步加强了塔筒单桩基础的抗冲刷能力，从根本上治理了海上风电单桩基础冲刷问题，为海上风电电机的安全运行提供了保障，同时支撑桩和承台结构耐久性强，避免了重复施工造成的经济损失。
27.进一步地，如图1所示，在塔筒3周围的地面上打入支撑桩1包括沿塔筒3的周向依次间隔打入多个支撑桩1。由此，在塔筒3周围的多个方向打入多个支撑桩1，塔筒3受到任意方向的冲刷作用，都有相应的支撑桩1给予反作用力以维持塔筒3单桩基础的稳定性。
28.可选地，多个支撑桩1的上端与塔筒3的间距、打设倾斜角度、入土深度以及多个支撑桩1相互的间隔距离多样，具体根据塔海底地面4的地质条件、现场设备及设计要求确定。
29.优选地，多个支撑桩1上端与塔筒3的间距、打设倾斜角度、入土深度以及多个支撑桩1相互的间隔距离等参数保持一致，以使塔筒3各向受力均匀的同时便于施工。
30.需要说明的是，支撑桩1具有抗腐蚀性能，且入土深度应超过海底地面4冲刷层的影响范围，由此保证支撑桩1的耐久性和稳固性。
31.进一步地，在塔筒3对应支撑桩1上端的高度位置处浇筑混凝土承台2包括：将预制承台模板安装在支撑桩1的上端，然后向预制承台模板的浇筑腔内注入混凝土。由此浇筑完成后混凝土承台2在支撑桩1的上端与塔筒3嵌合，从而便于支撑桩1、承台2与塔筒3形成一体结构，增强塔筒3单桩基础的稳固性。
32.优选地，承台2结构为抗腐蚀钢筋混凝土结构，以增强承台2结构的耐久性。
33.进一步地，将预制承台模板安装在支撑桩1的上端包括：将多个预制板段沿塔筒3的周向依次连接在支撑桩1的上端以构成预制承台模板，多个预制板段可围成浇筑腔。
34.需要说明的是，由于原有塔筒3存在的缘故，预制承台模板无法完成一体化安装，只能拆成多个组件在塔筒3的周围利用吊机安装拼合。
35.可以理解的是，预制承台模板在各个支撑桩1的安装高度保持一致，且组装完成后形成的浇筑腔为规则的形状，由此，浇筑完成后形成的承台2具有美观性且结构稳定。
36.进一步地，支撑桩1的上端配合在浇筑腔内。由此，多个支撑桩1上端嵌合在浇筑混凝土后的承台2结构里，整体结构更具牢固性。
37.如图1所示，根据本发明另一方面实施例的适用于海上风电单桩基础冲刷治理装置包括承台2和支撑桩1。
38.具体地，承台2与塔筒3连接，支撑桩1的一端与承台2连接，支撑桩1的另一端可插入海底地面4。
39.根据本发明实施例适用于海上风电单桩基础冲刷治理装置通过在塔筒周围套设支撑桩与承台，支撑桩通过承台支撑塔筒，避免了塔筒单桩基础直接面对海上冲刷作用，附加的支撑桩不仅增大了塔筒单桩基础的承载力，更加强了塔筒单桩基础的抗冲刷能力。
40.进一步地，支撑桩1为多个，多个支撑桩1沿承台2的周向间隔布置，由此，多个支撑桩1和承台2形成了对塔筒3的保护结构，避免了塔筒3单桩基础直接面对海上冲刷作用。
41.优选地，支撑桩1沿远离承台2的方向向外倾斜延伸。
42.可以理解的是，多个周向布置的支撑桩1均向外倾斜延伸，由此多个支撑桩1与塔筒3形成向心结构，当存在海上冲刷作用时，更有利于传导支撑桩1给予塔筒3的反向作用力。
43.进一步地，承台2具有沿上下方向贯穿承台2的通孔5，塔筒3穿设在通孔内，即塔筒3嵌合在承台2的通孔5中，由此，承台2作为支撑桩1给予塔筒3的反向作用力的传导结构，使任意方向支撑桩1给予塔筒3的反向作用力作用更均衡，提升治理装置的稳定性。
44.具体地，承台2包括多个依次布置的子承台，每个子承台至少与一个支撑桩1连接，多个子承台围成通孔5，优选地，通孔5位于承台2的中心位置，以使塔筒3对承台2产生作用力时，不存在应力集中区，对承台2结构造成破坏。
45.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或
位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
46.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
47.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
48.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
49.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
50.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。