导管架基础灌浆补强连接结构及其施工方法与流程

本发明涉及海上风电，尤其是一种导管架基础灌浆补强连接结构及其施工方法。

背景技术：

1、碳达峰和碳中和的目标的实现需要依托清洁能源的发展，特别是可再生能源的广泛应用。海上风电作为清洁能源的重要一环，具有巨大的发展潜力。

2、随着近海风电的大力发展，后续势必向深远海方向发展，漂浮式风机基础造价较高，导管架基础由于其水深适应性较好，适用范围较广。但随着水深的增加、风机单机容量增加，导管架各个桩腿承受的荷载越来越大。而目前市场上常用的灌浆材料120mpa已经是较为顶级的灌浆材料，若需要进一步增加灌浆材料力学性能，就需要加纤维等，但纤维的增加，会增加灌浆堵管的风险。随着荷载增加，目前的导管架与钢管桩之间采用传统的高强灌浆料已经不能满足要求。同时随着水深增加，水下焊接的难度亦越来越大，亟需采取其他加强措施，增加导管架与钢管桩之间的可靠连接和保证有效传力性能。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种导管架基础灌浆补强连接结构及其施工方法。

2、本发明所采用的技术方案是：一种导管架基础灌浆补强连接结构，其特征在于，包括：

3、钢管桩，内部设有封堵组件，使得所述钢管桩内部形成柱形灌浆区；

4、导管架支腿，内嵌设于所述钢管桩内部或者外套设于所述钢管桩外部，所述导管架支腿经导管架支撑组件与所述钢管桩的端部相连接，使得所述导管架支腿能够对所述钢管桩的端部进行封堵；

5、灌浆封隔器，设于所述钢管桩与所述导管架支腿之间，使得两者之间的重叠部分形成环形灌浆区；

6、第一灌浆管，通向所述环形灌浆区，所述第一灌浆管用于向所述环形灌浆区内注入高强灌浆料；

7、第二灌浆管，通向所述柱形灌浆区，所述第二灌浆管用于向所述柱形灌浆区内注入普通灌浆料。

8、通过上述技术手段，导管架支腿与钢管桩之间进行内嵌式或者外套式连接，连接部分重叠处形成环形灌浆区，钢管桩内形成柱形灌浆区，在环形灌浆区内注入高强灌浆料，在柱形灌浆区内注入普通灌浆料，从而在导管架支腿与钢管桩的连接处形成双道灌浆，以提高连接处的结构强度。

9、在一些实施例中，所述导管架支撑组件包括导管架支撑板、导管架加强板与封堵板，如若所述导管架支腿内嵌设于所述钢管桩内部，所述导管架支腿的外壁环向连接有所述导管架支撑板，所述导管架支撑板连接并封堵所述钢管桩的端部，所述导管架支腿的外壁与所述导管架支撑板之间沿环向间隔设有所述导管架加强板，所述导管架支腿位于所述钢管桩内的端部经所述封堵板实现封堵；

10、如若所述导管架支腿外套设于所述钢管桩外部，所述导管架支腿的内壁连接有所述导管架支撑板，所述导管架支撑板连接并封堵所述钢管桩的端部，所述导管架支腿的内壁与所述导管架支撑板之间沿环向间隔设有所述导管架加强板。

11、在一些实施例中，还包括导向组件，所述导向组件设于所述柱形灌浆区内，所述导向组件用于为所述第二灌浆管提供注浆导向。

12、在一些实施例中，所述导向组件包括导向管，所述导向管一端连接所述导管架支撑组件，所述导向管另一端连接所述封堵组件，所述第二灌浆管布置于所述导管架支腿的内部，所述第二灌浆管的端部贯穿所述导管架支撑组件并延伸至所述导向管内，直至所述第二灌浆管的端部贯穿所述导向管的侧壁并导入所述柱形灌浆区。

13、在一些实施例中，所述导向组件还包括导向加强板，所述导向加强板设于所述导向管侧壁与所述封堵组件之间。

14、在一些实施例中，所述封堵组件包括灌浆封底板与导向封底板，所述钢管桩的内壁焊接有呈环状的所述灌浆封底板，所述灌浆封底板的中心处连接有所述导向封底板。

15、在一些实施例中，所述灌浆封底板与所述导向封底板的连接处设有密封橡胶，所述密封橡胶的尺寸和压缩变形量应满足沉桩及制作所产生的偏差。

16、在一些实施例中，所述环形灌浆区内布置有多个剪力键。

17、在一些实施例中，所述柱形灌浆区内沿所述钢管桩的轴向布置有多根加强钢筋。

18、本发明所采用的另一种技术方案是：一种导管架基础灌浆补强连接结构的施工方法，包括以下步骤：

19、s1、先判断导管架支腿与钢管桩的连接形式，如若地质条件较差、导管架基础桩承载力要求较高，则采用将导管架支腿内嵌入钢管桩的模式，如若地质条件较好、导管架基础桩承载力容易满足，则采用将导管架支腿外套于钢管桩的模式；

20、s2、在制作钢管桩时，内部焊接灌浆封底板与加强钢筋，在进行沉桩时，保证钢管桩与灌浆封底板一起施工到位；

21、s3、吊装上部导管架，将其导管架支腿内嵌或者外套于钢管桩，在导管架支腿与钢管桩顶部的连接部位，预先设置导管架支撑板与支撑加强板，使得灌浆前能够支撑导管架自身重量；

22、s4、在导管架支腿上预设灌浆封隔器，用于灌浆封堵，导管架支腿上预设第一灌浆管，导管架沉放到位、调平后，即通过第一灌浆管进行高强灌浆料的灌注施工；

23、s5、在钢管桩内设置导向封底板配合灌浆封底板进行封堵，在钢管桩内设置导向管，导向管内布置第二灌浆管，高强灌浆料灌浆完成后，即通过第二灌浆管进行普通灌浆料的灌注施工。

24、本发明的有益效果是：

25、1、基于地质条件及导管架基础桩承载力要求，选择导管架支腿与钢管桩之间采用内嵌式或者外套式连接，导管架支腿与钢管桩之间形成环形灌浆区，在环形灌浆区内注入高强灌浆料，导管架支腿与钢管桩的连接处，在位于钢管桩的内部形成柱形灌浆区，在柱形灌浆区内注入普通灌浆料，使得导管架支腿与钢管桩的连接处形成双道灌浆，增强了连接处的可靠连接，并且保证连接处的传力性能。同时，由于双道灌浆的存在，增加了基础的整体刚度，降低了基础泥面的变形程度。

技术特征：

1.一种导管架基础灌浆补强连接结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种导管架基础灌浆补强连接结构，其特征在于：所述导管架支撑组件包括导管架支撑板(6)、导管架加强板(7)与封堵板(8)，如若所述导管架支腿(1)内嵌设于所述钢管桩(2)内部，所述导管架支腿(1)的外壁环向连接有所述导管架支撑板(6)，所述导管架支撑板(6)连接并封堵所述钢管桩(2)的端部，所述导管架支腿(1)的外壁与所述导管架支撑板(6)之间沿环向间隔设有所述导管架加强板(7)，所述导管架支腿(1)位于所述钢管桩(2)内的端部经所述封堵板(8)实现封堵；

3.根据权利要求1所述的一种导管架基础灌浆补强连接结构，其特征在于：还包括导向组件，所述导向组件设于所述柱形灌浆区内，所述导向组件用于为所述第二灌浆管(5)提供注浆导向。

4.根据权利要求3所述的一种导管架基础灌浆补强连接结构，其特征在于：所述导向组件包括导向管(9)，所述导向管(9)一端连接所述导管架支撑组件，所述导向管(9)另一端连接所述封堵组件，所述第二灌浆管(5)布置于所述导管架支腿(1)的内部，所述第二灌浆管(5)的端部贯穿所述导管架支撑组件并延伸至所述导向管(9)内，直至所述第二灌浆管(5)的端部贯穿所述导向管(9)的侧壁并导入所述柱形灌浆区。

5.根据权利要求4所述的一种导管架基础灌浆补强连接结构，其特征在于：所述导向组件还包括导向加强板(10)，所述导向加强板(10)设于所述导向管(9)侧壁与所述封堵组件之间。

6.根据权利要求1所述的一种导管架基础灌浆补强连接结构，其特征在于：所述封堵组件包括灌浆封底板(11)与导向封底板(12)，所述钢管桩(2)的内壁焊接有呈环状的所述灌浆封底板(11)，所述灌浆封底板(11)的中心处连接有所述导向封底板(12)。

7.根据权利要求6所述的一种导管架基础灌浆补强连接结构，其特征在于：所述灌浆封底板(11)与所述导向封底板(12)的连接处设有密封橡胶(13)，所述密封橡胶(13)的尺寸和压缩变形量应满足沉桩及制作所产生的偏差。

8.根据权利要求1所述的一种导管架基础灌浆补强连接结构，其特征在于：所述环形灌浆区内布置有多个剪力键(14)。

9.根据权利要求1所述的一种导管架基础灌浆补强连接结构，其特征在于：所述柱形灌浆区内沿所述钢管桩(2)的轴向布置有多根加强钢筋(15)。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种导管架基础灌浆补强连接结构的施工方法，包括以下步骤：

技术总结
本申请涉及一种导管架基础灌浆补强连接结构及其施工方法。本申请适用于海上风电技术领域。本申请要解决的技术问题是：提供一种导管架基础灌浆补强连接结构及其施工方法。技术方案包括：钢管桩，内部设有封堵组件，使得钢管桩内部形成柱形灌浆区；导管架支腿，内嵌设于钢管桩内部或者外套设于钢管桩外部，导管架支腿经导管架支撑组件与钢管桩的端部相连接，使得导管架支腿能够对钢管桩的端部进行封堵；灌浆封隔器，设于钢管桩与导管架支腿之间，使得两者之间的重叠部分形成环形灌浆区；第一灌浆管，通向环形灌浆区，第一灌浆管用于向环形灌浆区内注入高强灌浆料；第二灌浆管，通向柱形灌浆区，第二灌浆管用于向柱形灌浆区内注入普通灌浆料。

技术研发人员：郇彩云,姜贞强,魏楠,刘清泉,吕明军,王刚,王福平,朱彬彬,任玉龙,王淡善,高鹏,杨晓东
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/30