(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局(12)發(fā)明專利(10)授權(quán)公告號CN110439022B(65)同一申請的已公布的文獻號(73)專利權(quán)人上?？睖y設(shè)計研究院有限公司地址200434上海市虹口區(qū)逸仙路388號(72)發(fā)明人閭澤洋王冬珍姜娟肖晶晶戴東鷹(74)專利代理機構(gòu)上海光華專利事務(wù)所(普通合伙)31219專利代理師葉綺玲審查員籍海燕具有壓密注漿加固地基的海上單樁基礎(chǔ)本發(fā)明涉及海洋工程的樁基領(lǐng)域的一種具有壓密注漿加固地基的海上單樁基礎(chǔ)，技術(shù)方案為鋼管樁被沉入海床，所述海床為軟土地基，在軟土地基內(nèi)，鋼管樁周圍設(shè)置采用壓密注漿工藝的加固地基，加固地基包括壓密注漿漿泡、排水通道及其間的軟土；加固地基為與鋼管樁同軸的傾角小、基礎(chǔ)剛度大，適應(yīng)海上風(fēng)機水平荷載大的特點，滿足海上風(fēng)機對基礎(chǔ)水平位移和樁身傾21.一種具有壓密注漿加固地基的海上單樁基礎(chǔ)，鋼管樁(2)被沉入海床，所述海床為軟土地基(1),其特征在于：在所述軟土地基內(nèi)，所述鋼管樁(2)周圍設(shè)置采用壓密注漿工藝的加固地基(4),所述加固地基(4)包括壓密注漿漿泡(3)和排水通道(6)及其間的軟土；所述加固地基(4)為與所述鋼管樁(2)同軸的旋轉(zhuǎn)體；向所述軟土地基上的鉆孔內(nèi)注入水泥漿，形成所述壓密注漿漿泡(3);所述壓密注漿泡(3)和所述排水通道(6)分別沿所述鋼管樁(2)的不同半徑的同心圓間隔布置，或所述壓密注漿泡(3)和所述排水通道(6)成陣列布置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有壓密注漿加固地基的海上單樁基礎(chǔ)，其特征在于：在所述軟土地基(1)的上表面，圍繞所述鋼管樁(2)周圍設(shè)置一層樁周防沖刷結(jié)構(gòu)(5)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有壓密注漿加固地基的海上單樁基礎(chǔ)，其特征在于：所述樁周防沖刷結(jié)構(gòu)(5)為拋石或軟體排或連鎖塊或固化土鋪成的覆蓋層。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的一種具有壓密注漿加固地基的海上單樁基礎(chǔ)，其特征在于：所述鋼管樁(2)的位于海床以上樁身外安裝附屬結(jié)構(gòu)(7)。3具有壓密注漿加固地基的海上單樁基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及海洋工程的樁基領(lǐng)域，尤其涉及一種軟土地基中的水平承載性能高的海上單樁基礎(chǔ)。背景技術(shù)[0002]海上風(fēng)力發(fā)電是新能源領(lǐng)域發(fā)展的重點，市場前景非常廣闊。風(fēng)機機組對于基礎(chǔ)的水平位移和不均勻沉降具有嚴格控制標準，“結(jié)構(gòu)+基礎(chǔ)”的自振頻率需要避開外部荷載的驅(qū)動頻率。目前，海上風(fēng)力發(fā)電機組的常見基礎(chǔ)型式有重力式、負壓桶式和浮動平臺結(jié)構(gòu)等。在海上風(fēng)電項目中，單樁基礎(chǔ)被廣泛采用，因其具有式缺點在于對于剛度較小、結(jié)構(gòu)較柔。我國近海海域海床表層多為深厚的軟弱土，在一定程度上制約了該類型基礎(chǔ)的應(yīng)用。在復(fù)雜海洋環(huán)境下，波浪、海流等會對風(fēng)機基礎(chǔ)施加巨大水平荷載；隨著風(fēng)機單機容量越來越大，輪轂高度越來越高，葉片越來越長，風(fēng)機荷載越來越大。盡管鋼管樁自身抗彎剛度較大，但是樁周地基表層的土體能夠提供的水平約束有限。若采用常規(guī)單樁基礎(chǔ)，增加樁徑、樁長或壁厚的方法會導(dǎo)致消耗更多的材料，單樁重量的增加也帶來更高的施工難度，使得基礎(chǔ)造價的迅速增加，影響風(fēng)電場的發(fā)電效益。因此研發(fā)軟土地基中的水平承載性能高的海上單樁基礎(chǔ)具有實際的工程意義。發(fā)明內(nèi)容[0003]鑒于單樁基礎(chǔ)在軟土地基海域應(yīng)用的難點，本發(fā)明的目的在于提供了一種具有壓密注漿加固地基的海上單樁基礎(chǔ)，其水平承載力高、樁頂水平位移小、樁身傾角小、基礎(chǔ)剛度大，適應(yīng)海上風(fēng)機水平荷載大的特點，滿足海上風(fēng)機對基礎(chǔ)水平位移和樁身傾角的嚴格[0004]基本技術(shù)方案為：一種具有壓密注漿加固地基的海上單樁基礎(chǔ)，鋼管樁被沉入海床，所述海床為軟土地基，在軟土地基內(nèi)，鋼管樁周圍設(shè)置采用壓密注漿工藝的加固地基，加固地基包括壓密注漿漿泡、排水通道及其間的軟土；加固地基為與鋼管樁同軸的旋轉(zhuǎn)體。壓密注漿工藝可根據(jù)《上海市地基處理技術(shù)規(guī)范》(DGTJ08-40-2010)實施。排水通道的作用是利于地基中水排出，實現(xiàn)土中固體顆粒更密實排列。[0005]基于上述技術(shù)特征：在軟土地基的上表面，圍繞鋼管樁周圍設(shè)置一層樁周防沖刷結(jié)構(gòu)。[0006]基于上述技術(shù)特征：樁周防沖刷結(jié)構(gòu)為拋石或軟體排或連鎖塊或固化土鋪成的覆蓋層。[0007]基于上述技術(shù)特征：壓密注漿泡和排水通道分別沿鋼管樁的不同半徑的同心圓間隔布置。[0008]基于上述技術(shù)特征：壓密注漿泡和排水通道成陣列布置。[0009]基于上述技術(shù)特征：鋼管樁的位于海床以上樁身外安裝附屬結(jié)構(gòu)。附屬結(jié)構(gòu)主要4包括但不限于鋼平臺、靠泊結(jié)構(gòu)和電纜管。鋼管樁上預(yù)留位置，用于與[0010]應(yīng)用本具有壓密注漿加固地基的海上單樁基礎(chǔ)，可以使單樁基礎(chǔ)適用于更廣的海造價較高的基礎(chǔ)類型，從而有效降低海上風(fēng)機基礎(chǔ)工程造價，減短施工工期，提升風(fēng)電場發(fā)電效益。[0011]本具有壓密注漿加固地基的海上單樁基礎(chǔ)，相對于普通的海上單樁基礎(chǔ)，水平承載力有效提高，有效地降低樁頂水平側(cè)移，單樁泥面處轉(zhuǎn)角有效降低體自振頻率，同時具有節(jié)約單樁基礎(chǔ)用鋼量的效益。[0012]如上所述，本發(fā)明軟土地基中的水平承載性能高的海上單樁基礎(chǔ)，具有以下有益域、更大的風(fēng)機機型，在工程造價方面有了很大程度的降低；而且施工工藝簡單，只需增加小范圍的壓密注漿施工，實行起來方便有效。附圖說明[0013]圖1為本發(fā)明具有壓密注漿加固地基的海上單樁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)示意圖。[0014]圖2為本發(fā)明具有壓密注漿加固地基的海上單樁基礎(chǔ)的第一種實施方式的平面[0015]圖3為本發(fā)明具有壓密注漿加固地基的海上單樁基礎(chǔ)的第二種實施方式的平面[0016]圖4為本發(fā)明具有壓密注漿加固地基的海上單樁基礎(chǔ)的第三種實施方式的平面[0018]軟土地基1;鋼管樁2;壓密注漿漿泡3;加固地基4;樁周防沖刷結(jié)構(gòu)5;排水通道6;附屬結(jié)構(gòu)7;泥面8。具體實施方式[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細說明。這些實施方式僅用于基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對重要性。以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，可以通過中間媒介間接相連，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。5[0023]如圖1所示，鋼管樁2被沉入海床，所述海床為軟土地基1,在所述軟土地基1內(nèi)，鋼管樁2周圍設(shè)置采用壓密注漿工藝的加固地基4,加固地基4包括壓密注漿漿泡3、排水通道6、及其間的軟土。加固地基4為與鋼管樁2同軸的旋轉(zhuǎn)體布置，加固地基4的頂高程位于所述軟土地基的泥面8以下位置，加固地基的底高程結(jié)合工程需要和施工設(shè)備條件確定。加固地基的大小可以根據(jù)各工程實際，綜合考慮鋼管樁承載力要求、變形控制及工程造價確定。在軟土地基的上表面，圍繞鋼管樁2周圍設(shè)置一層樁周防沖刷結(jié)構(gòu)5,樁周防沖刷結(jié)構(gòu)可以采土體被水流沖走。軟體排包括土工織物和填充料等；連鎖塊包括鋼筋混凝土等。樁周防沖刷結(jié)構(gòu)5的平面形狀不限，外邊緣可以設(shè)計成圓形或多邊形或不規(guī)則形狀，其大小可以根據(jù)各工程實際確定。鋼管樁的位于海床以上樁身外安裝附屬結(jié)構(gòu)7。附屬結(jié)構(gòu)7主要包括但不限[0024]本發(fā)明中鋼管樁2用于支承風(fēng)機塔筒，傳遞上部結(jié)構(gòu)荷載。壓密注漿工藝的加固地基4主要作用在于為鋼管樁2提供水平約束，將水平荷載擴散傳遞到軟土地基1。樁周防沖刷結(jié)構(gòu)5用于保護軟土地基1和加固地基4,避免由于鋼管樁2周圍土體受沖刷而無法提供水平約束。[0025]圖2所示為本發(fā)明具有壓密注漿加固地基的海上單樁基礎(chǔ)的第一種實施方式的平面圖。壓密注漿泡3和排水通道6分別沿所述鋼管樁2的不同半徑的同心圓間隔布置。[0026]圖3和圖4為本發(fā)明具有壓密注漿加固地基的海上單樁基礎(chǔ)的另外二種實施方式的平面圖。壓密注漿泡3和排水通道6成陣列布置。如圖3所示為壓密注漿漿泡3和排水通道6正方形陣列布置。如圖4所示壓密注漿漿泡3和排水通道6正三角形陣列布置。[0027]本發(fā)明的海上單樁基礎(chǔ)施工方法舉例：首先按設(shè)計圖紙同圓心或正三角布置或正方形布置形成排水通道6,排水通道6可以通過插入塑料排水板或設(shè)置袋裝沙井或普通沙井實現(xiàn)，其屬于壓密注漿工藝的常規(guī)技術(shù)。然后完成鋼管樁2沉樁施工，按照設(shè)計圖紙鉆孔布置，鉆孔并在設(shè)定高程注入水泥漿，形成壓密注漿漿泡3,至此實現(xiàn)壓密注漿工藝的加固地基4;做好防沖刷結(jié)構(gòu)5,最后安裝附屬結(jié)構(gòu)7。本發(fā)明實現(xiàn)風(fēng)機水平荷載通過鋼管樁2傳到壓密注漿工藝的加固地基4再傳到周圍軟土地基1,傳力路徑簡潔直接。[0028]綜上，本發(fā)明采用壓密注漿法改善樁周土體的強度和剛度，提高軟土地基的水平大，適應(yīng)海上風(fēng)機水平荷載大的特點，滿足海上風(fēng)機對基礎(chǔ)水平位移和樁身傾角的嚴格要求，滿足“結(jié)構(gòu)+基礎(chǔ)”整體自振頻率的要求。本軟土地基中的水礎(chǔ)突破軟土地基對單樁基礎(chǔ)的制約，適用于更廣的海域適用于單機容量更大、輪轂高度更高、葉片更長、水平荷載更大的風(fēng)機，可以從風(fēng)機基礎(chǔ)選型這個基本層面，避免采用高樁承臺、多腳架、導(dǎo)管架等造價較高的基礎(chǔ)類型，從而有效降低海上風(fēng)機基礎(chǔ)工程造價，減短施工工期，提高海上風(fēng)電場的經(jīng)濟效益；而且施工工藝簡單，只需增加小范圍的壓密注漿施工，實行起來方便有效。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有單樁基礎(chǔ)中的在軟土地基中應(yīng)用的難[0029]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因6此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)