科创中国
海上风电胶结碎石桩强化软土地基的重力基础的施工方法
发布时间: 2022-12-05
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利
行业领域：
建筑业
成果介绍
海上风电具有清洁高效的优势，是新能源领域的重要发展方向。随着海上风电场逐渐从水深小于30m的浅海走向水深30至60m的深海，常规重力式基础不再具有适用性，超大直径单桩和三桩/四桩导管架将成为最重要的基础形式。对于超大直径单桩基础，随着水深的增加，单桩基础的振动频率接近于波浪频率，单桩基础的共振问题是结构设计尚未完全解决的技术难题。此外，我们部分海域海床表层为深厚软土且软土层下方的持力层相对较薄，若采用单桩基础，地基土体无法提供满足设计要求的水平承载力；若采用三桩/四桩导管架基础形式，一方面使得基础成本大幅提升，另一方面显著延长施工周期。因此，研发适用深水软土地基的新型重力式基础具有重要的工程应用价值。本发明所要解决的技术问题是提供一种海上风电胶结碎石桩强化软土地基的重力基础及施工方法，通过胶结碎石桩强化地基软土层，增强海床软土地基的承载能力，保障重力基础在软土地基上的施工可行性。同时，重力基础无需打桩，依靠自身重量保持上部结构稳定性，使之能够适用于浅覆盖层海床地基。此外，重力基础对水深敏感性较低，使之能够适用于水深30至60m海域。
成果亮点
本发明通过胶结碎石桩强化海床地基上覆软土层，将软土层变成具有较高承载能力的持力层，同时降低软土层的非均匀沉降，有效增强重力基础在浅覆盖层海床中的适用性，避免采用三桩/四桩导管架、嵌岩桩、高桩承台等造价更高、施工难度更大的基础形式，降低海上风电基础制造和施工总成本；相对于海上风电单桩基础和三桩/四桩导管架基础，重力基础的塔筒过渡段、支撑架、混凝土底座均可在工厂预先加工，易于制造，现场模块化组装，一体式沉放，海上作业时间短，同时重力基础具有25至100年的全生命周期。
团队介绍
清华大学金峰教授团队发明的堆石混凝土筑坝技术，是近20年来中国以至全世界发展最迅猛的大坝设计与施工技术之一，该技术充分利用原材料，环境友好，通过一系列的室内和现场试验研究表明，堆石混凝土具有良好的综合性能，并在简化工艺、取消温控和提升材料抗裂性能等方面有突破性进展，成功解决了温控防裂这个混凝土坝领域百年来的核心难题。截至目前，在金峰团队的技术支持下，在祖国20余个省、市、自治区推广应用了200余个堆石混凝土工程，建成了超过150与座堆石混凝土大坝。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”水电绿色建造技术专业科技服务团 (中国水力发电工程学会) 评价时间：2022-12-09
韩国轩
中信建设
工程师
综合评价
该技术将海床地基上覆软土层进行强化，使其具备一定持力能力，同时可降低软土层非均匀沉降，提高了重力基础在浅覆盖层海床的适用性，相对于三桩/四桩导管架、嵌岩桩、高桩承台等成本低，施工便捷。
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评价单位：“科创中国”水电绿色建造技术专业科技服务团 (中国水力发电工程学会) 评价时间：2022-12-07
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