钢管混凝土组合桩在海上风电基础中的应用

海上风电风机基础钢管桩制造工艺摘要：本文以广东某海上风电项目为例，较全面地阐述了海上风电风机基础钢管桩在陆地建造时的制作工艺方法及质量控制措施，对类似工程具有一定的指导意义。

关键词：海上风电；风机基础；钢管桩制造工艺；质量检验0 引言与陆地风机相比，海上风机受到台风、波浪、水流以及海水腐蚀等影响，由于所处环境的制约，海上风电风机基础的制造工艺较陆地风电要复杂。

其中钢管桩是海上风电风机基础的重要构件，钢管桩的安全且高质量的建造施工对风机的安装使用具有重大意义。

本文主要介绍了风机基础钢管桩在陆地建造过程中的施工工艺方法以及质量检验控制，为现场施工者、检验员及项目管理人员快速熟悉和了解风机基础钢管桩的建造工艺提供一定帮助。

1 工程概括广东某海上风电项目位于湛江市徐闻县新寮岛及外罗以东的近海区域。

项目所处地距离西侧徐闻县陆域的最近距离10km，最远距离约20km，施工水深2～11m。

项目规划面积约30km2，共布置36台容量为5.5MW抗台型风力发电机，总装机容量为198MW；风电场配套建设1座陆上集控中心，1座220kV海上升压站，风电机组通过8组35kV场内集电海缆接入海上升压站，升压后通过1回220kV海底电缆登陆接入陆上集控中心，然后以1回220kV架空线路接入闻涛变电站，线路长度约30km。

本项目风机基础说所采用钢管桩的单桩直径为6.5～7.0m，钢板主要为DH36材质，部分位置为DH36-Z35材质，板厚为70～80mm，单桩重量为900T～950T。

2工艺流程本项目风机基础钢管桩的主要工艺分为以下四个阶段：①检验来料的钢板并下料配对；②拼板的焊接与检验，卷圆的焊接与筒体复圆，环缝的焊接与检验，法兰与附属件的装焊；③转移喷砂及防腐喷漆；④总拼焊接及整桩完工检查。

可见，筒体部件加工工艺复杂，由六道车，三道焊接序，三道镗序和三道钻序以及四处着色检验和一处硫酸铜检验构成。

所有焊接工序后都要做热处理，消除焊接应力。

海上风电基础钢管桩桩内混凝土卧式预制施工工法一、前言海上风电是利用在海上建设的风力发电机组来发电，是一种具有巨大能源开发潜力的清洁能源。

而海上风电基础钢管桩桩内混凝土卧式预制施工工法，是一种针对海上风电基础施工需求研发的特殊施工方法。

本文将对这种工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施和经济技术进行详细介绍，并给出一个工程实例，以便读者更好地理解和应用该工法。

二、工法特点海上风电基础钢管桩桩内混凝土卧式预制施工工法的特点主要有以下几个方面：1. 强度和稳定性高：该工法采用了钢管桩作为基础支撑，能够承受较大的水下风力和海浪冲击力，能够确保海上风电基础的稳定性和安全性。

2.施工便捷高效：该工法预制了桩内混凝土，施工过程只需将预制混凝土放入钢管桩中，并进行搅拌和固化，无需现场繁琐的混凝土浇筑，施工速度快、效率高并能大大节省施工时间和成本。

3. 环保节能：该工法采用预制混凝土，减少了施工现场对环境的污染，减少了对天然资源的消耗，降低了能源成本，对可持续发展具有积极意义。

三、适应范围海上风电基础钢管桩桩内混凝土卧式预制施工工法适用于以下海上风电项目：1. 浅水海域：该工法适用于水深在10米以内的浅水海域，可以满足浅水海域的基础支撑需求。

2. 高风高浪地区：该工法具有较高的抗风抗浪能力，适用于风力、海浪较大的地区。

3. 快速施工需求：该工法施工速度快、效率高，适用于有合理时间限制的项目。

四、工艺原理海上风电基础钢管桩桩内混凝土卧式预制施工工法的工艺原理如下：1. 钢管桩预制：先根据设计要求制作钢管桩，根据海洋环境和工程要求选择合适的钢管材质和规格。

2. 混凝土预制：按照设计要求，在工厂中预制混凝土，并进行必要的质量检测和试验保证混凝土的强度和稳定性。

3. 运输和安装：将预制的钢管桩和混凝土通过适当的运输方式运到海上风电项目现场，然后通过吊装设备将钢管桩下沉到合适的位置。

三桩基础海上风机结构的比较分析海上风机是利用海上风能发电的一种重要装备，而其基础结构是海上风机的重要组成部分。

海上风机的基础结构种类繁多，其中以单桩基础、桁架式基础、和浮式基础为主要类型。

本文将对这三种基础结构进行比较分析，探讨它们在海上风机应用中的优缺点和适用场景。

一、单桩基础单桩基础是一种将海上风机固定在海底的结构基础。

其主要特点是通过一根直径较大的钢桩将风机固定在海底，而钢桩需要通过振动锤或旋挖机等设备打入海底，然后通过水泥灌注或者填充钢筋混凝土进行固定。

优点：1. 施工便利：单桩基础可以通过振动锤或者旋挖机进行施工，相对来说施工比较方便。

2. 成本相对较低：单桩基础的成本相对来说比较低，尤其适用于水深较浅的海域。

3. 维护成本低：单桩基础的维护成本相对较低，因为其结构比较简单，维护也比较容易。

1. 受水深限制：单桩基础受到水深限制，一般只适用于水深较浅的海域。

2. 抗风载能力弱：由于单桩基础固定方式的特殊性，抗风载能力相对较弱，钢桩易于发生折断。

3. 风机规模受限：由于单桩基础的限制，只能适用于小型海上风机，大型海上风机无法采用单桩基础。

二、桁架式基础桁架式基础是一种将海上风机固定在海底的结构基础。

其主要特点是通过将风机与海底连接的桁架结构来确保其稳固性，桁架结构一般采用钢结构。

1. 适用范围广：桁架式基础适用于水深较深的海域，且能适应较大范围的水深。

2. 抗风载能力强：由于桁架结构的特殊性，桁架式基础有较强的抗风能力，适用于大型海上风机。

3. 长期稳定性更强：桁架式基础的稳固性更强，长期使用更加稳定。

1. 施工难度较大：桁架式基础的施工相对来说比较困难，需要较高的技术和设备支持。

2. 成本较高：桁架式基础的成本较高，尤其是钢结构的制造和安装成本较大。

3. 维护难度大：桁架式基础的维护相对来说比较困难，特别是在海上维护更加困难。

大体积混凝土桩技术在海洋工程中的应用引言混凝土桩是一种常见的地基处理方法，在海洋工程中的应用尤为广泛。

而随着工程规模的增大和复杂性的提高，大体积混凝土桩技术作为一种新兴的地基处理方法，逐渐受到了工程师们的关注。

本文将介绍大体积混凝土桩技术在海洋工程中的应用，并对其优缺点进行分析。

1. 大体积混凝土桩技术概述大体积混凝土桩技术是指采用高强度混凝土和大直径的桩体进行地基处理的一种方法。

与传统的混凝土桩相比，大体积混凝土桩具有以下特点： - 直径较大，通常超过500毫米； - 长度可根据工程需要进行调整，一般在30米以上； - 桩身采用高强度混凝土； - 施工设备和工艺相对成熟。

2. 大体积混凝土桩技术在海洋工程中的应用2.1 海洋桥梁基础加固海洋桥梁在长期使用过程中，受到波浪、潮汐和海洋动力学等因素的影响，往往会存在基础沉降和土体松动的问题。

大体积混凝土桩技术可以通过构筑桩群的方式，增加桥梁基础的承载力和稳定性，有效防止桥梁沉降和倾斜。

2.2 海上钻井平台基础处理海上钻井平台作为海洋石油开发的重要设施，其基础稳定性对整个平台的安全运行至关重要。

大体积混凝土桩技术可以用于海上钻井平台的基础处理，提高其抗倾覆和抗滑移能力，确保平台的稳定运行。

2.3 海底管道安装海底管道安装是海洋工程中的重要环节，而土壤条件的不稳定性常常会给管道安装带来困难。

大体积混凝土桩技术可以用于海底管道的基础处理，通过增加土体的稳定性，提高海底管道的承载能力。

2.4 海洋风电基础处理海洋风电作为清洁能源的重要组成部分，其基础稳定性对于风力发电设施的安全运行至关重要。

大体积混凝土桩技术可以用于海洋风电基础的处理，提高风电设施的抗风承载能力和稳定性，确保其安全运行。

3. 大体积混凝土桩技术的优缺点分析3.1 优点•承载力大：大体积混凝土桩由于直径大、长度长，能够承受更大的垂直和水平荷载。

•稳定性好：大体积混凝土桩可以通过构筑桩群的方式，形成相互支撑的基础体系，提高整体稳定性。

钢管桩-混凝土复合管桩在海洋工程中的应用作者：朱峰于亮来源：《珠江水运》2018年第19期摘要：在某海洋工程中创新性的采用上部钢管桩下部大管桩的复合桩基础，利用了钢管桩耐锤击性能好、抗弯能力强、重量轻，大管桩轴向抗压承载能力高、价格低的特点，工程完工后检测表明该结构安全、实用、经济性好，在超长桩基设计中有良好的示范效果，应用前景广阔。

关键词：钢管桩-混凝土复合管桩海洋工程超长桩基1.工程概况根据某海洋工程综合基地的主要功能及工艺要求，在其码头工作平台分别安装500T、320T吊机各一台，同时兼顾到320 T吊机平台的后期扩展需要（改换为500T吊机），两座吊机平台均按500T吊机荷载设计计算。

2.结构型式和采用的水文条件2.1桩型的选择根据本工程码头设计条件与荷载情况，拟建码头水深较深，结构承受的竖向荷载和水平荷载都较大，采用钢管桩、大管桩、PHC桩等在技术上均是可行的。

钢管桩具有自重轻，规格多样，抗拉和抗弯承载力高，沉桩性能好，运输方便，对打桩船起吊能力要求低等优点，但钢管桩耐腐蚀性较差，造价高，经济性稍差。

大管桩的单桩承载力较高，抗弯能力较强，自身混凝土密实性好，防腐性能比较好，并可采用高性能混凝土以及辅助措施满足耐久性要求，桩身工厂预制，桩身质量有保证，施工速度快，经济性好，但其沉桩性能和抗弯能力相对钢管桩稍差。

PHC桩为先张预应力高强混凝土管桩，其性能与大管桩类似，但是抗弯能力和耐锤击性较大管桩稍弱，考虑到工程地区的使用习惯和预制条件，PHC桩相比大管桩并无优势。

综合考虑各桩型的优缺点，本工程结构采用复合桩，上部采用钢管桩可发挥其沉桩性能好、抗弯能力强的特点；下部采用预应力混凝土大管桩，充分发挥其垂直承载能力大、价格低的优势，两者优势结合互补。

2.2吊机平台结构型式平台采用墩式结构，墩台长20m，宽18m，厚4m。

吊机底座中心点位于墩台的左右中轴线并距墩体前沿7.5m处。

单个吊机平台下部采用23根直径Ф1200mm钢管桩-混凝土大管桩超长复合桩，桩长79m～81m。

海上风电项目风机基础施工方案二（高桩承台方案）1.1施工物料供应企业选择管桩与导管架均属于大型钢构件，如在工程现场进行加工，其加工质量难以满足要求，因此可考虑：1）钢管桩选择响水县及周边区域内的大型钢结构工厂进行卷制、焊接，2）钢管桩属特殊型号与尺寸的大型钢构件，陆路运输受公路运输条件限制，选择位于陈家港附近或水运可以到达陈家港的钢结构加工企业。

高桩承台基础的物料由供应商直接运送至施工场地，不占用码头。

1.2设备配置表1.3施工流程1.桩基础施工高桩承台方案的桩基采用10根直径2.0米钢管桩、平均桩长85米，单桩重约115t，由打桩船自带的S500液压锤施工，配备一艘3000HP的拖轮牵引，5000t平板驳运输45根桩，具体施工方法为常规海上打桩。

2.混凝土承台施工混凝土承台共100个，所有承台拟采用钢套箱工艺施工，底板需根据桩位开孔。

主要施工步骤为：吊装钢套箱→浇筑混封底板→承台混凝土施工→钢管安装→钢套箱拆除。

主要工序：①桩基施工完成后，吊装钢套箱，安装封底板；②浇筑封底混凝土；③清理工作面，抽取套箱内积水④将钢筋吊入钢套箱，人工绑扎；⑤浇筑承台混凝土，对上部球体表面按照由外而内的顺序分次立模，即外圈部位的混凝土浇筑后再立内圈模板，方便混凝土振捣；⑥钢筋由5000t平板驳运至现场，在辅助船上轧制和弯筋，直接由辅助船上小型吊机吊装钢筋入模，工人对入模后的钢筋绑扎，就可以浇筑混凝土。

混凝土浇筑采用混凝土搅拌船，可以自带1000m³混凝土的材料，浇筑强度为100m³/h。

由于承台底部在多年平均高潮位以上，安装封底板和浇筑封底混凝土可以水上全天候施工。

预埋钢管、钢平台与钢筋混凝土承台浇筑可同时进行。

1.4工效分析每台机位的基础施工周期为：打桩1个工作日，钢套箱安放和封底混凝土施工4个工作日，吊钢筋、钢筋绑扎等1个工作日，浇筑混凝土1个工作日，100台风机共需7×100=700天，基础施工工期约47个月。

风力发电机组在海上混凝土基础中的应用一、引言随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，新能源的发展越来越受到人们的重视。

风力发电作为新型清洁能源之一，具有无污染、可再生、适应性强等优点。

然而，海洋环境的复杂性和恶劣性给风力发电的建设和运营带来了严峻的挑战。

为此，研究开发适用于海上环境的风力发电机组建设和运营技术，成为了当前风电行业的重要课题之一。

本文将对风力发电机组在海上混凝土基础中的应用进行详细介绍。

二、海上混凝土基础的特点海上混凝土基础是风力发电机组的重要组成部分，它承担着传递风力发电机组重力和风荷载的作用。

与陆上风电相比，海上风电的环境更加复杂和恶劣，海洋波浪、潮汐、风力等因素都会对风电场的建设和运营造成影响。

因此，海上混凝土基础具有以下特点：1.抗风荷载能力强海上混凝土基础需要承受海洋环境中的强风荷载，在设计时需要考虑风速、风向、气压、风荷载等多个因素。

为了提高抗风荷载能力，海上混凝土基础通常采用大体积、高密度的混凝土材料。

2.抗波浪能力强海洋波浪是海上混凝土基础所面临的另一个挑战。

海上混凝土基础需要承受波浪力、液压力、浮力等多种力的作用。

为了提高抗波浪能力，海上混凝土基础通常采用锥形、圆柱形等形状，以减少波浪的冲击力。

3.耐腐蚀性能好海洋环境中盐雾、潮汐等因素会对混凝土材料产生腐蚀作用，影响海上混凝土基础的使用寿命。

因此，海上混凝土基础需要具有优良的耐腐蚀性能，以保证其长期稳定运行。

4.施工难度大海上混凝土基础的施工需要考虑多种因素，如海洋气象条件、施工设备、船舶等。

海上混凝土基础的施工难度大，需要具有专业的施工团队和高效的施工方案。

三、风力发电机组在海上混凝土基础中的应用1.风力发电机组的选型海上混凝土基础需要根据风力发电机组的特点进行选型。

在选型过程中需要考虑风轮直径、塔架高度、叶片材料、发电机功率等多个因素。

同时还需要根据海洋环境的复杂性和恶劣性，选择具有良好抗风荷载和抗波浪能力的风力发电机组。

海上钢管打入桩基础施工工法海上钢管打入桩基础施工工法一、前言海上钢管打入桩基础施工工法是一种在海上进行建筑物和设施基础施工的方法，该工法以钢管桩作为基础支撑，通过将钢管打入海床来固定建筑物和设施。

本文将详细介绍海上钢管打入桩基础施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。

二、工法特点海上钢管打入桩基础施工工法具有以下几个特点：1. 钢管桩耐腐蚀能力强，适应海洋环境，可长期使用；2. 相比其他基础形式，海上钢管打入桩基础施工工法施工周期短，成本相对较低；3. 该工法适用于海洋硬质底质和软质底质；4. 工法施工过程中对环境污染较小，对海洋生态环境的影响相对较小。

三、适应范围海上钢管打入桩基础施工工法适用于以下海上工程：1. 海上油气平台、码头和桥梁等大型工程的基础施工；2. 海上风电场的风机基础施工；3. 海上海洋牧场、渔场设施的基础施工。

四、工艺原理海上钢管打入桩基础施工工法的理论依据是钢管的承载力和与海床的摩擦力。

具体工艺原理如下：1. 通过钻井设备将预先加工好的钢管桩打入海床，达到一定的打入深度；2. 海床与钢管桩的接触面形成一定的摩擦力，增加基础的抗倾覆能力；3. 根据工程要求，可以进行桩身换向、弯头处理和堵漏等操作。

五、施工工艺海上钢管打入桩基础施工工法分为以下几个施工阶段：1. 前期准备：确定施工方案、检查机具设备、组织材料进场、组织劳动力等；2. 钢管打入：通过钻井设备将钢管桩打入海床，控制打入深度和方向；3. 弯头处理：对钢管桩进行弯头处理，根据工程要求进行实施；4. 堵漏：防止钢管桩中的泥浆、水等进入，可采取堵漏材料进行处理；5.接头制作：对钢管桩的接头进行制作，确保接头牢固可靠；6. 高压清洗：清洗打入钢管桩内部，确保无杂物；7. 验收：对施工质量进行验收，确保符合设计要求。

六、劳动组织海上钢管打入桩基础施工工法的劳动组织主要涉及以下几个方面：1. 施工人员的组织和管理，包括钢管打入工、钻井操作工、堵漏工等；2. 施工现场的安排和管控，确保施工过程顺利进行；3. 劳动力的组织和培训，确保施工人员具备相应的技能和安全意识。

混凝土施工方案海上风电场的混凝土基础建设海上风电场作为可再生能源发电的重要形式之一，在全球范围内得到了广泛的关注和应用。

与陆上风电相比，海上风电场的建设面临更加复杂的环境条件和技术挑战。

其中，混凝土基础是海上风电场建设中至关重要的一环。

本文将介绍海上风电场混凝土基础建设的施工方案。

一、施工前准备在进行混凝土基础建设之前，需要进行充分的施工前准备工作。

首先，对风电场选址进行详细的风洞测试和土壤勘察，确定基础建设所需的深度和荷载要求。

同时，制定详细的施工方案和时间计划，确保施工进度和质量控制。

二、基坑开挖基坑开挖是混凝土基础建设的首要环节。

根据设计要求，采用吊桶、水下挖掘机等工具进行基坑开挖。

在进行开挖之前，应充分考虑基坑的稳定性和支护措施，确保施工安全。

三、浇筑混凝土基础在基坑开挖完成后，需要进行混凝土基础的浇筑工作。

首先，进行模板搭建，用于塑造基础的形状和尺寸。

模板的搭建需要考虑防水措施和模板的密封性，以确保混凝土的质量和固化效果。

浇筑混凝土时，需采用泵车将混凝土输送至施工现场。

在浇筑过程中，需要注意混凝土的均匀性和密实性，以避免出现空洞和质量问题。

同时，要对混凝土进行及时的养护，确保其达到设计强度和稳定性。

四、基础加固与防护混凝土基础浇筑完成后，还需要进行一系列的加固与防护工作。

根据设计要求，可采用加固钢筋、加固纤维等方式，提升基础的强度和稳定性。

此外，还需进行基础的防水处理，以防止海水侵蚀和腐蚀。

五、安装设备与测试混凝土基础建设完成后，需要进行风力发电设备的安装和系统测试。

安装过程中，需严格按照供应商提供的要求进行操作，确保设备的稳定性和性能。

同时，进行系统测试，评估风电场的发电能力和稳定性。

六、施工安全与质量控制在整个混凝土基础建设的过程中，要严格遵守相关的安全规范和标准，确保施工人员的人身安全和设备的安全性。

同时，加强质量控制，进行现场监测和检测，及时发现和处理施工过程中可能出现的问题，确保建设质量和可靠性。