摘 要：导管架式基础对钢管桩插打精度要求远远高于单桩及多桩基础。介绍了整体定位导向反力架的结构形式及施工中其整体定位、导向的运用以及抗压、抗拔、水平力试验。

关键词：海上风电；导管架基础；整体定位导向反力架；试验

1 引言

导管架基础是深海深淤大型风电场未来发展的趋势之一，珠海桂山海上风电示范项目风机机组全部采用导管架式基础。导管架基础为钢质锥台型空间框架，以钢管为骨棱，基础为四腿结构[1]。风机安装时须先将导管架四腿分别插入对应钢管桩中。因此，采用导管架式基础对钢管桩插打精度要求远远高于单桩及多桩基础。试桩采用锚桩横梁反力法对试桩进行竖向抗压、竖向抗拔及水平静载试验。为降低试验成本，试桩辅助锚桩均采用拟建风场风机基础永久桩，因此，对辅助锚桩的施工质量、精度要求大大提高。一套能同时满足导管架式基础施工整体定位导向及试桩反力的结构对整个项目的顺利实施显得尤为重要。

2 管桩参数及桩位布置

本项目钢管桩桩径为2.2m、壁厚30mm（加厚段55mm）、桩长70m，试桩钢管桩参数与永久桩（辅助锚桩）相同。四根永久桩中心桩位呈15m×15m正方形分布，试验桩位于桩位正中心。

3 整体定位导向反力架结构

为同时满足钢管桩沉桩桩顶允许偏差小于75mm、高程允许偏差小于50mm、纵轴线斜度偏差不大于0.5%等各项沉桩指标及试验各项功能和力学指标，并考虑到控制指标较其他工程精准度高、在海上较为恶劣的自然环境下精度控制难度大，特设计本整体定位导向反力架（以下简称该结构）。该结构各功能部件间由高拴连接，总重量230T，，其集钢管桩整体定位导向功能与试验反力架功能为一体，即先作为钢桩沉桩的整体定位及导向架，后作为试桩试验的反力架，全过程作为测量监控平台，且拆卸安装简便，能满足后期风场建设钢管桩插打定位导向要求。整体定位导向反力架安装于“华尔辰”海上风电专用船支撑垫梁上，并可通过导向架调位系统对其位置进行调节。

3.1 整体定位系统

该结构整体定位系统由四根与桩位布置相同（1500×1500cm）的导向钢管、反力梁及其相互间连接系组成。导向钢管截面尺寸均为R=1205mm>钢管桩r=1100，△r=105mm可保证施工过程中顺利将钢管桩插入整体导向系统。整体定位导向反力架出厂时对其四边及两对角线共6组进行竣工验收，其平面最大误差为11mm，满足本项目施工整体定位要求。系统如图1整体定位示意图所示。

图1 整体定位系统 单位：mm

施工时，桩位整体定位采用海上风电专用船自备GPS打桩定位系统来实现，该系统平面及高程控制精度为厘米级，可满足本项目要求。海上风电专用船驶入设计桩位后，根据各钢管桩中心坐标进行抛锚初定位。3台测斜装置及2台GPS流动站以RTK方式实时控制船体的位置、方向和姿态，由于施工受施工海域风力及潮汐影响，施工过程中需通过绞锚以及导向架调位系统持续对该结构进行精定位，直至完成各沉桩施工。

整体定位导向反力架对桩位进行整体定位，保证了桩位的绝对坐标偏差在误差允许范围内。

3.2 导向系统

导向系统由导向钢管、导向装置1、导向装置2及其连接系组成。导向钢管参数分别为：直径2410mm、壁厚20mm、高6000mm，整体定位导向反力架出厂时对其四根导向钢管分别进行4组（共16组）竣工验收，其垂直最大误差为17mm即垂直度最大误差T=2.8‰