導語：輔助穩樁平臺單樁基礎施工技術分析一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:為解決傳統鋼桁架穩樁平臺自重大、運輸成本高、工期長等問題，經反復研究提出了一種自升式輔助穩樁平臺大直徑單樁基礎施工技術。對自升式輔助穩樁平臺大直徑單樁基礎施工工藝流程，輔助穩樁平臺的駐位、施工船舶駐位、運樁船靠泊、鋼管樁起吊翻身、鋼管樁吊裝入龍口、自沉及壓錘、內平臺安裝等7項關鍵施工技術也做了充分的研究，研究成果有效地解決了傳統鋼桁架穩樁平臺存在的諸多問題。

關鍵詞:海上風電;自升式平臺;大直徑單樁

目前我國大直徑無過渡段單樁施工傳統工藝流程是:①主起重船拋錨駐位，鋼桁架結構穩樁平臺及輔助樁運輸船靠泊;②掛鉤起吊穩樁平臺吊放調平，起吊插入輔助樁(4根)開始振沉;③提升輔助平臺，采用反吊焊接等方式進行加固穩定，打開龍口(抱樁器);④起吊大直徑工程樁翻身植樁，自沉結束后加錘(包括替打法蘭或替打段)，將管樁沉至設計標高，過程中測量控制垂直度，如有高應變檢測，遵照設計要求及檢測規范執行［1－5］。許多學者對穩樁平臺沉樁施工工藝進行研究［6－10］。但是，傳統式鋼桁架結構穩樁平臺依然存在下列問題:①傳統鋼桁架穩樁平臺自重較大，需起重船舶吊放駐位，調平及施工難度較大，運輸成本較高;②傳統輔助穩樁平臺配套輔助樁需逐根振沉，提升平臺加固作業等施工時間較長;③輔助樁使用頻次達到一定程度后容易出現管口卷邊等情況，需進行樁身切割及加長處理。而自升式穩樁平臺有著如下優點:①通過優化平臺吊放轉運工序，能夠提高工效，且機動性強;②調平效率高，輔助穩樁平臺水平度調整數字化，確保工程樁垂直度控制;③機位平面定位精度高，減小施工難度，降低測量工作量。因此，對海上風電自升式輔助穩樁平臺大直徑單樁基礎施工技術研究有一定意義。結合江蘇啟東海上風電工程，對自升式輔助穩樁平臺大直徑單樁基礎沉樁技術進行研究，為類似工程提供參考。

1工程概況

H3號海上風電場區中心離岸距離約37km，海底地形變化較為平緩，水深在10～16m之間。H3號場區形狀呈梯形，東西長約16km，南北寬約2．7km，規劃場區面積約43km2，本項目共布置50臺風力發電機組，規劃裝機容量300MW。配套建設1座220kV海上升壓站，與H1號、H2號風電場共用1座陸上集控中心，風電場由12回35kV海底電纜匯流至海上升壓站，經2臺220/35kV變壓器(180MVA)升壓后由2回220kV海底電纜登陸接至風電場220kV陸上集控中心。

2施工流程

大直徑單樁基礎施工工藝流程:施工準備→測量定位→自升式穩樁平臺駐位→施工船舶駐位→運樁船靠泊→鋼管樁起吊翻身→吊裝入龍口→自沉及壓錘→錘擊沉樁→內平臺安裝→高應變檢測及無損檢測→自升式平臺降船→到下一機位施工。

3施工方案

3．1自升式輔助穩樁平臺駐位

自升式輔助平臺采用駁船搭載GPS錨泊定位系統，至機位旁5m左右開始下錨，前后均采用八字錨且垂直向外45°進行下錨，將機位理論坐標輸入GPS定位系統，之后通過絞錨的方式進行精確定位，并進行調整，船舶定位平面偏差控制在300mm以內。經測量人員復核誤差在設計要求范圍內(小于等于500mm)，則利用液壓頂升系統進行樁腿頂升，頂升過程依次調整樁腿行程，防止造成頂升困難或結構損壞。以設計鋼管樁標高(+13m)為參照，上層抱樁器頂標高設置為+21．0m。當整體平臺提升到位后，通過操作樁腿液壓系統頂升承載力以及頂升高度進行平臺水平度精確調平，四角高差不大于10mm。

3．2施工船舶駐位

施工現場為外海無掩護作業，海況條件惡劣，首先采用浮漂確定施工機位位置，以確保鋼樁平面位置在允許偏差范圍內。自升式穩樁平臺定位完成后，施工船舶駐位示意圖見圖1。主起重船駐位與穩樁平臺左前方船間平行距離約為20m，前后均采用八字錨且前錨垂直向外60°，后錨垂直向外45.

3．3運樁船靠泊

施工船舶駐位完成后，運樁船逆水流情況下沿既定拋錨定位路線駛入，通過拖輪或錨艇協助完成方位調整，船艏通過纜繩與主起重船連接，平行布置，靠泊在主吊船下風區域，隨后使用錨艇為船艉拋兩口8字錨，完成運樁船駐位。

3．4鋼管樁起吊翻身

主起重船2個主鉤負責主吊任務，索具掛鋼管樁上吊耳，副鉤負責抬吊輔助翻轉立樁，索具掛鋼管樁下吊耳，通過主鉤起副鉤落的操作實現鋼管樁翻轉豎立，起吊之前在吊耳外邊緣纏繞多層土工布，避免在吊裝過程中破壞吊耳外邊緣的防腐涂料，并連接纜風繩，有利于鋼絲繩的摘除和保護，將副鉤鋼絲繩和卡環連接完畢后，通過卡環連接樁底翻身吊耳，主副鉤協同作業，將鋼管樁平吊離開甲板面。當樁完全離開運樁駁甲板10cm且呈水平狀態時，暫停起吊，檢查鋼絲繩受力情況，無異常后繼續起吊，待鋼管樁抬起離運樁方駁約1m后，運樁駁起錨并離開吊樁施工范圍。然后將鋼管樁緩緩放到水面附近，并利用水深進行翻樁。期間，鋼管樁仍應保持水平狀態，主起重船主鉤逐漸上升副鉤逐漸放低直至不受力。翻樁過程中，84樁底距離海床面應留有2m左右的安全距離，避免鋼管樁突然觸底導致主鉤脫鉤，待鋼管樁呈豎直狀態后，解除副鉤約束，完成翻樁。

3．5鋼管樁吊裝入龍口

在鋼管樁翻身直立后，主起重船通過人工將卸扣銷軸拉出的方式，使副鉤抬吊的索具脫離樁管吊耳，并通過絞錨使主起重船移到與自升式穩樁平臺同一中軸線上，然后再通過船首八字錨絞錨調整主起重船與穩樁平臺的距離，使鋼管樁進入龍口，然后抱樁器進行抱合。翻樁完成后，主起重船吊住鋼管樁，通過松緊錨鏈調整樁身平面位置并同時調整樁身方向。移樁期間，起重船應與導向架保持至少2m的安全距離。入龍口前，將8臺千斤頂伸縮量調至最小，以保證鋼管樁能順利進入龍口，進入龍口后，在抱樁器上的經緯儀觀察架立點處分別布設1臺經緯儀，并在兩個約成80°的方向上觀測鋼管樁樁身垂直度，通過升降主鉤、扒桿轉動及調節千斤頂，將鋼管樁的垂直度調整至1‰以內，最后調整千斤頂的伸縮量，完成鋼管樁樁身預抱緊工作。

3．6自沉及壓錘

鋼管樁垂直度調整至設計值以內后，主鉤緩慢下放，鋼管樁開始自沉。應注意的是，在鋼管樁接觸泥面的過程中，如下沉速度過快，易造成鋼管樁受土阻力影響而提前脫鉤，故自沉過程中，應時刻觀察起重船的起重量變化不應過快。自沉過程中持續使用2臺經緯儀對鋼管樁樁身垂直度進行實時觀測。如自沉過程中，樁身垂直度超出設計允許值，則通過提升、下降主鉤及調節千斤頂重新將鋼管樁垂直度調整至設計值內并繼續自沉。如偏差過大(超出1‰)，則將鋼管樁抬離泥面，待鋼管樁樁身處于自由垂直狀態后，再重新下放。鋼管樁自沉無進尺后，主鉤慢慢減少受力直至完全不受力時，靜置觀察5min以上，如無異常，則下放主鉤并解除吊索具約束。樁自沉完畢后，主鉤用鋼絲繩配卡環連接沖擊錘頂吊點，將錘套好，然后吊至樁頂并開始壓錘。壓錘及沉樁時將吊錘鋼絲繩完全下方，需使用克令吊及吊袋輔助托吊沖擊錘油管，油管下安裝移動萬向滑輪，防止油管磨損。

3．7內平臺安裝

沉樁完成后，起重船吊機將內平臺及相關物料(螺栓、噴鋅、密封膠等)吊至樁頂并進行安裝，4名施工人員通過爬梯進入內平臺，根據鋼管樁出場標記的內平臺安裝線與內平臺上的標記對齊，擰緊內平臺螺栓，涂抹密封膠。內平臺脫鉤后，使用相同吊索具將替打法蘭掛鉤并吊回至船甲板。替打法蘭拆除后，施工人員噴涂噴鋅，2～3名測量員進入內平臺進行樁頂法蘭水平度測量。

4結語

為解決傳統鋼桁架穩樁平臺自重較大，運輸成本較高，施工時間較長等問題，提出一種海上風電自升式輔助穩樁平臺大直徑單樁基礎施工技術。首先，總結我國目前海上風電大直徑無過渡段單樁施工傳統工藝流程，并總結傳統式鋼桁架結構穩樁平臺依然存在的問題。其次，提出自升式輔助穩樁平臺大直徑單樁基礎施工工藝流程。最后，提出自升式輔助穩樁平臺駐位、施工船舶駐位、運樁船靠泊、鋼管樁起吊翻身、鋼管樁吊裝入龍口、自沉及壓錘、內平臺安等7項關鍵施工技術。本工法成功運用于江蘇華威啟東H1號海上風電場項目和啟東華爾銳啟東H3號海上風電場項目，克服了海上風電項目“搶裝潮”嚴峻形勢下船機設備緊張、傳統輔助穩樁平臺工序繁雜、工期緊張等施工難點，逐步成為單樁基礎施工主要工藝方法，施工質量、安全、進度效益明顯，具有廣闊的推廣應用前景。

參考文獻:

［1］胡雪揚．海上風電樁基導管架基礎灌漿段設計與應用［J］．水電與新能源，2021，35(10):34－38

［2］韓鑫．定向鉆施工在海上風電工程中的應用［J］．水電與新能源，2020，34(8):75－78

［3］宋云峰，王小合，逯鵬，等．海上風電場單樁基礎施工關鍵技術研究［J］．工程技術研究，2021，6(23):24－26

［4］毛以雷，杜瑞剛，田博宇．海上風電大直徑嵌巖單樁雙護筒鉆孔施工技術［J］．中國港灣建設，2021，41(10):55－59

［5］王海波．海上風電場工程鉆機單樁施工技術［J］．工程機械與維修，2020(6):78－79

［6］張智博，盧浩，邱嶼，等．海上風電多樁穩樁平臺的施工設計與安全性分析［J］．交通科技，2021(4):155－160

［7］王國平．獨立式單樁定位穩樁平臺的優化與應用［J］．船舶工程，2021，43(z1):90－93，100

［8］毛金銳．外海超大型鋼管樁沉樁穩樁平臺設計與應用［J］．鐵道建筑技術，2021(6):85－89

［9］王俊杰，黃艷紅，張成芹．自升式穩樁平臺單樁施工技術研究與應用［J］．中國港灣建設，2020，40(5):70－74

［10］杜志強，張躍輝．移動式穩樁平臺在海上風電單樁基礎沉樁中的應用［J］．江蘇建材，2019(z2):39－41

作者：周國興 張金發 張震宇 葛暢 單位：中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司 浙江華東工程咨詢有限公司 浙江大學海洋學院