一种由咬合桩组成的风机筒形基础及施工方法

技术领域

本发明涉及风能发电技术领域，尤其是涉及一种由咬合桩组成的风机筒形基础及施工方法。

背景技术

风力发电是各类可再生能源领域中最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一，且可利用的风能在全球范围内分布广泛、储量巨大。同时，随着风电相关技术不断成熟、设备不断升级，全球风力发电行业高速发展。

根据地质条件特性，陆上风电基础形式可分为重力式扩展基础、梁板式扩展基础、岩石锚杆基础、桩基础和筒形基础，其中筒形基础具有受力直接、充分利用土体被动土压力抵抗上部倾覆荷载、结构效率高等特点。

筒形基础常采用大开挖施工法、沉井施工法。例如，司炳文等发明的一种碴土桩专用施工设备采用大开挖施工法，王志乐等发明的一种装配式方筒形多层混凝土地下车库采用沉井施工法。大开挖施工法开挖和回填工程量大，破坏原状土，且深度较大时难以开挖；沉井施工法是将预制的筒形内部土体开挖出来，控制筒体均匀下沉，再对筒体内部回填处理，该施工方法技术要求较高，且预制筒外壁与土体之间可能形成一定间隙，降低了土体对筒形的约束。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提出一种由咬合桩组成的风机筒形基础及施工方法，不仅避免常规筒形采用的大开挖、或沉井施工时破坏原状土的问题，而且相比常规的桩基础工期短、经济性良好。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种由咬合桩组成的风机筒形基础，包括钢筋混凝土承台和咬合桩，所述钢筋混凝土承台与风机塔筒连接，所述咬合桩嵌入钢筋混凝土承台的底面，连接为整体，所述咬合桩呈圆形筒状，内外侧设有在施工时起到导向和固定作用的钢筋混凝土导墙，所述咬合桩包括沿着圆周均匀布置的若干单元桩，相邻单元桩相互咬合。

进一步地，相邻的两个所述单元桩中，一个为素混凝土桩，另一个为钢筋混凝土桩。

进一步地，相邻所述单元桩的咬合宽度为单元桩直径的1/10-1/4。

进一步地，所述钢筋混凝土承台通过预应力锚栓组合件与风机塔筒连接。

进一步地，所述预应力锚栓组合件设有多个。

进一步地，所述钢筋混凝土承台与所述咬合桩间设置有素混凝土垫层。

进一步地，所述钢筋混凝土导墙位于所述咬合桩靠近地面的端部。

本发明还提供一种由咬合桩组成的风机筒形基础的施工方法，包括以下步骤：

1)开挖并施工钢筋混凝土导墙，该钢筋混凝土导墙一端埋入地下，另一端高出地面；

2)间隔施工咬合桩的各单元桩；

3)开挖钢筋混凝土承台的基坑，并清除基坑深度范围内的钢筋混凝土导墙；

4)浇筑素混凝土垫层，安装预应力锚栓组合件，施工与风机塔筒连接的施工钢筋混凝土承台。

进一步地，所述的步骤1)中，钢筋混凝土导墙高出地面至少200mm。

进一步地，所述的步骤2)具体为：

相邻的两个单元桩分别称为A桩和B桩，采用全套管钻机成孔，灌注混凝土，形成所述A桩；再采用全套管钻机成孔，成孔时需咬合A桩，安装B桩钢筋笼，灌注混凝土，形成B桩。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明采用咬合桩形成筒形基础，避免常规筒形采用的大开挖、或沉井施工，避免破坏原状土，施工难度小，作业面小。

2、本发明在承台底面以下、咬合桩内外侧有钢筋混凝土导墙，该钢筋混凝土导墙对咬合桩形成的筒体起到约束作用，且提高了筒内外土体的承载力。

3、本发明咬合桩与钢筋混凝土承台连接，形成整体性良好的筒形基础，非常适合承受上部风机传来的、以弯矩为主的载荷。

4、本发明采用全套管钻机咬合成孔，避免泥浆对相邻桩结合的影响，咬合桩整体性良好。

5、对于地下水位高的软土地基，本发明由咬合桩组成的筒形基础相比常规的桩基础工期短、经济性良好。

附图说明

图1显示为本发明的一种由咬合桩组成的风机筒形基础剖面图；

图2显示为由咬合桩组成的风机筒形基础的俯视图；

图3显示为咬合桩的剖面图；

附图标记说明：1、钢筋混凝土承台，2、咬合桩，3、钢筋混凝土导墙，4、素混凝土垫层，5、预应力锚栓组合件，6、A桩，7、B桩，8、B桩钢筋笼。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本实施例提供一种由咬合桩组成的风机筒形基础，参考图1所示，包括钢筋混凝土承台1和咬合桩2，钢筋混凝土承台1内部埋设预应力锚栓组合件5与风机塔筒连接；咬合桩2嵌入钢筋混凝土承台1的底面，连接为整体，咬合桩2呈圆形筒状，内外侧置有在施工时起导向和固定作用的钢筋混凝土导墙3。优选地，钢筋混凝土导墙3位于所述咬合桩2靠近地面的端部。

如图2所示，本实施例中，咬合桩2包括沿着圆周均匀布置的若干单元桩，相邻单元桩相互咬合。相邻的两个所述单元桩中，一个为素混凝土桩，另一个为钢筋混凝土桩。相邻所述单元桩的咬合宽度为单元桩直径的1/10-1/4。

在某些实施方式中，钢筋混凝土承台1是钢筋混凝土现浇的，其与咬合桩2间设有素混凝土垫层4。本实施例中，钢筋混凝土承台1包括柱墩和悬挑板，通过预应力锚栓组合件5与风机塔筒连接。

在某些实施方式中，预应力锚栓组合件5可设有多个，以提高钢筋混凝土承台1与风机塔筒的稳定性。本实施例中，预应力锚栓组合件5包括依次连接的上锚板件、防腐蚀锚栓件和下锚板件。

本实施例提供的由咬合桩组成的风机筒形基础对应的施工方法为：

1)场地平整，开挖并施工钢筋混凝土导墙3，基础平面位置根据风机基础中心点坐标值进行现场放样确定，钢筋混凝土导墙3的一端埋入地下，另一端高出地面不少于200mm。本实施例中，钢筋混凝土导墙3高出地面300mm，如图3所示。

2)参考图2所示，间隔施工咬合桩的各单元桩，相邻的咬合桩2分为A桩6和B桩7。对A桩6全套管钻机成孔，再灌注混凝土。对B桩7全套管钻机成孔，成孔时需咬合A桩一定宽度，安装B桩钢筋笼8，再灌注混凝土。

3)开挖钢筋混凝土承台1的基坑，并清除基坑深度范围内的钢筋混凝土导墙3，保留钢筋混凝土承台1以下的钢筋混凝土导墙3。

4)浇筑素混凝土垫层4，安装预应力锚栓组合件5，施工钢筋混凝土承台1。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。