專利名稱：海上大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及塔架的承重基礎(chǔ)樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于海上大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及塔架的承重基礎(chǔ)樁，尤其是承重基礎(chǔ)樁入地后基礎(chǔ)樁樁體側(cè)面，外伸多個(gè)枝樁的入地分枝承重基礎(chǔ)樁。
背景技術(shù)：
大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，諸如3. 6MW的大功率的風(fēng)機(jī)組，僅發(fā)電機(jī)的單機(jī)重量就在300 噸以上，加上三片巨大的漿葉和支撐大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)高聳的塔架，整個(gè)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重量在500噸以上。這些重量全部由塔架底部的幾平方米面積所承載，所以大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的承重基礎(chǔ)樁要承載碩大超重的風(fēng)機(jī)和塔架，就必須加大基礎(chǔ)樁的入地深度或增加基礎(chǔ)樁的數(shù)量，以期獲得巖基的支撐或樁體表層與基礎(chǔ)層足夠大的摩擦力的支撐，海上大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及塔架的承重基礎(chǔ)樁除了要承載垂直方向的重力外，還要承載風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)時(shí)，水平方向的風(fēng)力經(jīng)發(fā)電機(jī)、塔架傳遞給承重基礎(chǔ)樁的側(cè)向力。這種側(cè)向力由于風(fēng)機(jī)工作時(shí)，季節(jié)性風(fēng)向變化，產(chǎn)生的側(cè)向力是360度全方位可變的。海上大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)選址一般要考慮風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)能等級(jí)、運(yùn)輸安裝、維修保養(yǎng)、輸電變壓各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)平衡。大都選擇在離海岸五公里以內(nèi)的近海岸，而近海岸海底大陸架的海床基本都是泥沙淤積而成，承載能力有限，海床泥沙淤積層厚度可達(dá)數(shù)佰米，選擇基礎(chǔ)樁抵達(dá)巖基層由巖基承重，這很不經(jīng)濟(jì)施工難度也非常大，按常規(guī)的承重基礎(chǔ)規(guī)范，海上大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及塔架，是由多個(gè)打入海底的樁體托起的承重平臺(tái)支承。這種承重平臺(tái)要有足夠多的樁與泥沙淤積層產(chǎn)生的摩擦力承載垂直方向的重力，也要有足夠大的面積承載側(cè)向力。所以海上大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及塔架的承重基礎(chǔ)樁在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組建設(shè)中，不論是工期還是造價(jià)所占比份都很大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，而提供一種能大幅度提高承載力的海上大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及塔架的承重基礎(chǔ)樁及其施工方法。本實(shí)用新型可以通過(guò)以下下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。海上大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及塔架的承重基礎(chǔ)樁，包括主樁、枝樁和內(nèi)樁；頂端錐尖的管狀主樁的對(duì)應(yīng)側(cè)壁上，自下而上分布對(duì)稱的枝樁孔，枝樁孔傾斜向下，相鄰側(cè)壁的枝樁孔等距，對(duì)稱的枝樁孔內(nèi)，置尾端在管狀主樁中孔內(nèi)合攏為V形鍥槽的枝樁，主樁中孔內(nèi)合攏的V型鍥槽的枝樁上，置與枝樁尾端合攏成的V 形鍥槽和主樁管狀中空相吻合的鍥狀頂端的內(nèi)樁，內(nèi)樁尾端為V形鍥槽，內(nèi)樁尾端的V形鍥槽與相鄰側(cè)邊，上一枝樁上的內(nèi)樁鍥狀頂端相吻合。所述的主樁為管狀樁體分段連接；所述的主樁的管狀樁體管壁壁厚為管狀樁體半徑的1/2 = 1/4 ；所述的管狀主樁截面為方形；所述的枝樁頂端為單面刃形；所述的枝樁中線與主樁中線所成夾角為銳角；,海上大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及塔架的承重基礎(chǔ)樁，在選定安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的位置，用打樁機(jī)將帶錐尖的主樁打入海底，主樁內(nèi)配置枝樁、內(nèi)樁，由于需要打入海底的主樁長(zhǎng)度很長(zhǎng)，為方便制造、運(yùn)輸、安裝、施工，主樁的管狀樁體是分段制造並配置枝樁、內(nèi)樁，帶錐尖的主樁定位打入后，管狀主樁在水上與帶錐尖的主樁同心度連接，繼續(xù)用打樁機(jī)將樁體打入海底，直至連續(xù)連接的樁體達(dá)到設(shè)計(jì)深度，此時(shí)枝樁隱藏主樁內(nèi)，在管狀主樁的管狀孔內(nèi)打入與管孔孔徑相吻合的推桿，管狀主樁管孔內(nèi)的內(nèi)樁在推桿向下的推壓下，內(nèi)樁鍥狀頂端將尾端合攏為V形槽的枝樁向兩側(cè)推出，伸出主樁外測(cè)壁，內(nèi)樁在推桿向下的推壓下，繼續(xù)向下推壓另一側(cè)邊，下一枝樁尾端合攏為V形槽上的內(nèi)樁，將另一側(cè)邊的枝樁向兩側(cè)推出， 伸出主樁外測(cè)壁，推桿向下逐級(jí)將管狀主樁內(nèi)配置的枝樁全部推壓出主樁外測(cè)壁，使入地后的主樁側(cè)壁外伸出多組對(duì)稱的枝樁，枝樁增加了承重基礎(chǔ)樁的表面積和承載正壓力的面積，可使承重基礎(chǔ)樁大幅度提高承載力，從而在同等載荷條件下，與傳統(tǒng)承重基礎(chǔ)樁相比， 可以大幅度地減少基礎(chǔ)樁的數(shù)量或減少基礎(chǔ)樁的入地深度。本實(shí)用新型的海上大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及塔架的承重基礎(chǔ)樁，在軟土層及海床、河床上的建筑物，諸如房屋、鐵塔、海上平臺(tái)、高架高速公路、橋梁、碼頭的承重基礎(chǔ)樁也能得到廣泛性的替代應(yīng)用，使軟土層及海上、河床上的建筑物施工工期縮短，地下基礎(chǔ)成本大幅度降低。本實(shí)用新型的海上大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及塔架的承重基礎(chǔ)樁，除了海上大型風(fēng)機(jī)外， 其他不同的承載體，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用具有以下優(yōu)點(diǎn)。承重基礎(chǔ)樁主樁打入地下后，二次打樁后在主樁側(cè)壁上擠伸出的枝樁，除了增加承壓面積減小壓強(qiáng)和增加樁體表面積提高承重基礎(chǔ)樁的摩擦力外，還由于有枝樁對(duì)基礎(chǔ)層的擠壓，使基礎(chǔ)層對(duì)樁體表層的摩擦系數(shù)提高，可以較大幅度地提高承重基礎(chǔ)樁的承載力。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，承重基礎(chǔ)樁主樁與傳統(tǒng)的基礎(chǔ)樁無(wú)異，打樁方式不變，施工機(jī)械相同，便于推廣應(yīng)用。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為圖1的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖圖3為圖1入地分枝后的結(jié)構(gòu)示意圖圖4為圖2入地分枝后的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施方式
下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1、圖2所示海上大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及塔架的承重基礎(chǔ)樁由鋼質(zhì)錐尖的鋼筋為骨架的混凝土管狀樁預(yù)制而成，為方便制造、運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)的安裝施工，管狀段的樁體按運(yùn)輸工具和施工機(jī)械的能力，標(biāo)準(zhǔn)化分段制造，分段制造的管狀樁兩端預(yù)制連接件，便于施工現(xiàn)場(chǎng)將分段的管狀樁和鋼質(zhì)錐尖的主樁在打樁過(guò)程中逐段連接成整體打入海底，海上大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及塔架的承重基礎(chǔ)樁，包括主樁1、枝樁2、內(nèi)樁3，主樁以鋼質(zhì)錐尖和鋼筋骨架的砼構(gòu)件，模具澆筑養(yǎng)護(hù)而成，鑲嵌鋼質(zhì)刃形頂端、斜面形尾端的枝樁，鍥形頂端、鍥槽形尾端的內(nèi)樁3砼構(gòu)件，由模具澆筑養(yǎng)護(hù)而成，主樁兩對(duì)應(yīng)側(cè)壁上設(shè)置枝樁孔4，枝樁孔的中心線與主樁中心線的夾角小于90度，主樁1相鄰側(cè)壁的枝樁孔4等距，鑲嵌鋼質(zhì)刃形頂端，斜面形尾端的枝樁2置于枝樁孔內(nèi)，枝樁的頂端隱于枝樁孔內(nèi)，對(duì)應(yīng)側(cè)壁上兩枝樁的斜面形尾端，在主樁管狀孔內(nèi)合攏為V形鍥槽，在枝樁尾端合攏的V形鍥槽上，置頂端鍥形、尾端鍥槽形的內(nèi)樁3，內(nèi)樁尾端的鍥槽與主樁管孔內(nèi)，上一枝樁上的內(nèi)樁鍥形頂端相吻合，帶錐尖主樁和管狀主樁的對(duì)應(yīng)側(cè)壁的枝樁孔按上述程序預(yù)先設(shè)置，并在樁體的端部預(yù)設(shè)連接件。打樁時(shí)帶錐尖主樁在設(shè)定位置打入，管狀主樁逐段連接打入至預(yù)設(shè)定深度，在已入地的主樁管孔內(nèi)，打入與主樁管孔口徑相吻合的推桿，推桿在主樁管孔內(nèi)推壓內(nèi)樁，內(nèi)樁的鍥形頂端推壓枝樁尾端合攏的V形鍥槽上，使對(duì)應(yīng)側(cè)壁上的枝樁在地下被推出主樁外側(cè)壁，推桿自上而下推入，主樁上枝樁孔內(nèi)隱藏的枝樁自上而下被逐一在入地的主樁上伸出，完成海上大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及塔架的承重基礎(chǔ)樁施工。
權(quán)利要求1.海上大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及塔架的承重基礎(chǔ)樁，包括主樁、枝樁和內(nèi)樁；其特征在于；， 頂端錐尖的管狀主樁的對(duì)應(yīng)側(cè)壁上，自下而上分布對(duì)稱的枝樁孔，枝樁孔傾斜向下，相鄰側(cè)壁的枝樁孔等距，對(duì)稱的枝樁孔內(nèi)，置尾端在管狀主樁中孔內(nèi)合攏為V形鍥槽的枝樁，主樁中孔內(nèi)合攏的V型鍥槽的枝樁上，置與枝樁尾端合攏成的V形鍥槽和主樁管狀中空相吻合的鍥狀頂端的內(nèi)樁，內(nèi)樁尾端為V形鍥槽，內(nèi)樁尾端的V形鍥槽與上一枝樁上的內(nèi)樁鍥狀頂端相吻合。
2.如權(quán)利要求1所述的海上大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及塔架的承重基礎(chǔ)樁，其特征在于；所述的主樁的管狀樁體管壁壁厚為管狀樁體半徑的1/2 = 1/4。
3.如權(quán)利要求1所述的海上大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及塔架的承重基礎(chǔ)樁，其特征在于；所述的主樁為管狀樁體分段連接。
4.如權(quán)利要求1所述的海上大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及塔架的承重基礎(chǔ)樁，其特征在于；所述的枝樁頂端為單面刃形。
5.如權(quán)利要求1所述的海上大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及塔架的承重基礎(chǔ)樁，其特征在于；所述的枝樁中線與主樁中線所成夾角為銳角。
專利摘要海上大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及塔架的承重基礎(chǔ)樁，包括主樁、枝樁和內(nèi)樁，頂端錐尖的管狀主樁的對(duì)應(yīng)側(cè)壁上，自下而上分布對(duì)稱的枝樁孔，枝樁孔傾斜向下，相鄰側(cè)壁的枝樁孔等距，對(duì)稱的枝樁孔內(nèi)，置尾端在管狀主樁中孔內(nèi)合攏為V形鍥槽的枝樁，主樁中孔內(nèi)合攏的V型鍥槽的枝樁上，置與枝樁尾端合攏成的V形鍥槽和主樁管狀管孔相吻合的鍥狀頂端的內(nèi)樁，內(nèi)樁尾端為V形鍥槽，內(nèi)樁尾端的V形鍥槽與相鄰側(cè)邊，上一枝樁上的內(nèi)樁鍥狀頂端相吻合。本實(shí)用新型具有大幅度地提高基礎(chǔ)樁的承載力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于推廣應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E02D5/52GK202117050SQ20112019358
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者李義梁 申請(qǐng)人:上海萬(wàn)德風(fēng)力發(fā)電股份有限公司