一种既有基础环式风机基础改造方法及结构

技术领域

本发明属于鉴定加固技术领域，具体是涉及一种既有基础环式风机基础改造方法及结构。

背景技术

风机运行寿命一般为20-25年，服役完毕后需要进行风场改造。2019年1月，全国首例原有风场升级改造项目—通辽市首台220kW风机并网发电。该项目将有单机容量850kW的风力发电机组拆除，在原风场区域内新建单机容量2200kW和2300kW风力发电机组,风机台数由原58台减少为22台。然而，该改造工程未能利用原有风机基础。新建的风机基础造成植被破坏以及原有风机基础的浪费，不利于我国“碳达峰、碳中和”目标的实现。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种既有基础环式风机基础改造方法及结构。

本发明实施例提供了一种既有基础环式风机基础改造方法，包括如下过程：

挖空既有基础环内部原有钢筋混凝土，在既有基础环内部底部钻孔植筋；

在挖空后的既有基础环内部圆周方向埋置若干根锚栓杆，其中所述锚栓杆高度要大于基础环的高度；

向挖空后的既有基础环内部重新浇筑新的钢筋混凝土，浇筑新的钢筋混凝土的强度要大于原有钢筋混凝土的强度。

进一步地，当挖空既有基础环内部的原有钢筋混凝土后，在所述既有基础环的内壁圆周方向上固定若干个加劲板。

进一步地，当浇筑的新的钢筋混凝土高度在高于低于原有钢筋混凝土高度，且低于基础环顶面的时候，在新的钢筋混凝土顶部圆周方向设置一层承压区。

进一步地，在钻孔植筋的时候，采用静力钻孔方式钻植筋孔，在植筋孔深度的2/3范围内注入植筋胶，然后插入钢筋，最后植筋孔内注满植筋胶。

进一步地，在既有基础环的外环梁的外侧开挖环形槽，在环形槽放置扩径外环梁，将扩径外环梁与基础环原有的外环梁相连接，然后再对环形槽进行浇筑。

进一步地，在所述基础环原有的外环梁底板上方的渣土清除，然后在外环梁底板绑扎钢筋，完成底板加劲梁的浇筑。

进一步地，在既有基础环的基础底板外侧设置设置一圈增径底板，在增径底板下方可设置一圈挖孔基础或岩石锚杆基础。

进一步地，新的钢筋混凝土内添加钢纤维、碳纤维材料。

本发明实施例还提供了采用上述任一项所述一种既有基础环式风机基础改造方法形成的改造结构，该结构包括既有基础环，在所述既有基础环内部圆周方向上设有安装有若干个竖直放置的锚栓杆，锚栓杆的长度大于既有基础环的高度。

进一步地，在所述既有基础环内部钢筋混凝土的顶部设有承压区，所述承压区的顶面与既有基础环顶部法兰盘顶面相平齐。

本发明的有益效果如下：

所以，本发明实施提供的既有基础环式风机基础改造，能够充分的利用原风机机位的优良位置和现有基础的大部分结构，通过去除基础环内部混凝土，通过在底部植入钢筋以及埋设若干个竖直的锚栓杆，底部植入钢筋以及新注入的钢筋混凝土来增强既有基础环整体强度，同时锚栓杆的长度大于原基础环的高度，这样可以将即将安装的风机筒底部的法兰盘增加宽度，可使得即将安装的风机筒底部法兰盘的内部与原基础环内埋设的锚栓杆相连接，法兰盘的外部与原基础环上的法兰盘通过螺栓连接，这样就解决了风机筒更换后与既有基础环连接的难题，该连接方式可以利用原基础环连接，进而复合锚栓连接方式，可以提高更换后风机筒与基础的连接强度，特别适用于小功率风机更换为大功率风机的情况。

附图说明

图1为本发明实施例提供的既有基础环基础的正视图；

图2为本发明实施例提供的既有基础环改造后的正视图；

图3为本发明实施例提供的既有基础环改造后与新安装的风机连接的结构图；

图4本发明实施例提供的既有基础环基础加固方案的正视图；

图5本发明实施例提供的既有基础环基础加固方案的俯视图。

图中：1、既有基础环，2、既有基础环外环梁，3、既有基础环底板，4、锚栓连接结构，5、既有基础环顶面，7、植筋，8、扩径外环梁，9、底板加劲梁，10、增径底板，11、既有基础环顶部法兰盘，12、既有基础环内壁，13、基础环加劲板，14、风机筒壁，15、风机筒底部法兰盘，16、第一锚栓杆，17、第二锚栓杆，18、螺栓，19、高性能承压区，20、挖孔基础。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例提供了一种在既有基础环式风机基础进行改造方法，该方法包括如下几个步骤：

(1)、挖空既有基础环1内部原有的钢筋混凝土，保留既有基础环1内环穿筋，在挖空后的既有基础环1底部进行植筋作业；

考虑到目前既有基础环1内部还有一部分可以挖掘的区域，将该区域内钢筋混凝土挖空，基础环内原有的混凝土被挖空之后，然后进行植筋作业，所述植筋作业需要预先对基础环的内部进行钻孔，然后进行基础环内植筋作业，已增强现有基础环整体的强度。

具体地，在进行植筋7作业时，要保证植筋孔深度不小于15倍钢筋直径，同时植筋钻孔必须采用静力钻孔，不得用手凿。

所述植筋孔内壁应有一定的粗糙度，不应光滑，同时在钻完植筋孔后需要进行清孔，清孔采用硬毛刷或硬质尼龙刷清刷孔壁，同时植筋孔内用压缩空气将昏沉吹净并用水冲净，最后再将需要植筋7的插入部分用钢丝刷刷干净，然后慢慢旋转着插入孔内。

为了增强植入的钢筋的牢固性，在采用静力钻孔的方式钻孔的时候，先在植筋孔深度的2/3范围内注入植筋胶，然后插入钢筋，最后植筋孔内注满植筋胶，提高钢筋与壁孔之间的连接性。

如图3所示，为了进一步增强既有基础环整体的强度，可以在既有基础环内壁12圆周方向设有若干个基础环加劲板13，其中基础环加劲板13的数量和尺寸需要计算确定，该结构可以提高既有基础环1的整体承载能力，并提高既有基础环1与内部浇筑混凝土的连接强度。

(2)在已经挖空的既有基础环1内圆周方向均匀埋置若干根锚栓杆；

具体地，在所述已经挖空的既有基础环1埋置若干根锚栓杆形成锚栓连接结构4，确保这些锚栓杆要的顶部与既有基础环顶部法兰盘11边缘要靠近，但不接触。

所述锚栓杆的数量和长度，需要根据在现有的基础环顶部安装风机筒的结构来确定。

(3)、向挖空后的既有基础环1内浇筑新的钢筋混凝土，浇筑新的钢筋混凝土高度要高于基础环内部原有钢筋混凝土的高度，或者高于既有基础环顶面5，同时新的钢筋混凝土强度要大于原有钢筋混凝土的强度；

具体地，在基础环内挖完原有的钢筋混凝土，然后植筋、埋设锚栓杆之后，清除基础环内的碎屑，在准备浇筑新的钢筋混凝土之前，用水清洗新旧混凝土的接触部位，然后洒水湿润24小时，然后在基础环的内部刮界面剂一道，以保证新旧构件间的粘结力。

所述浇筑后的混凝土高度可以与既有基础环顶部法兰盘11相平齐，也可以不平齐，但不要超过既有基础环顶部法兰盘11的高度，当浇筑后的混凝土距离基础环顶面具有一定的高度的时候，可以在浇筑后的混凝土顶部设有一层高性能承压区19，所述高性能承压区19为一个环形体，这样可以确保需要安装风机的筒体底部力通过所述高性能承压区19传递给浇筑好新的钢筋混凝土内。

所以，本发明实施提供的既有基础环式风机基础改造，能够充分的利用原风机机位的优良位置和现有基础的大部分结构，通过去除基础环内部混凝土，通过在底部植入钢筋以及埋设锚栓杆，其中锚栓杆的长度大于原基础环的高度，这样可以即将安装的风机底部的法兰盘增加宽度，可以使得即将安装的风机底部法兰盘的内部与原基础环内埋设的锚栓杆相连接，法兰盘的外部与原基础环上的法兰盘通过螺栓连接，这样就解决了风机筒更换后与基础连接的难题。该连接方式可以利用原基础环连接，进而复合锚栓连接方式，可以提高更换后风机筒与基础的连接强度，特别适用于小功率风机更换为大功率风机的情况。

当既有基础环改造完成之后，可以将即将安装的风机筒底部法兰盘增宽，然后将风机筒底部的法兰盘内侧与基础环内埋设的螺栓杆通过螺母固定，法兰盘的外侧与既有基础环顶部法兰盘11通过螺栓18连接，参见图3所示，本实施例中的风机筒底部法兰盘15的内侧与既有基础环内的第一锚栓杆16和第二锚栓杆17相连接，其中第一锚栓杆16位于风机筒壁14的内侧，第二螺栓杆17位于风机筒壁14的外侧，容易知道的是，在既有基础环挖空内部混凝土之后，埋设了两圈锚栓杆，其中一圈位于安装风机后的内侧，另一圈位于安装风机后的外侧。

在现有的基础环上安装大功率的风机的时候，基础环外环梁承载能力不足的时候，可以通过增设扩径外环梁8的方式增强其整体的承载力，参见图4。

具体的是，在所述现有的基础环外环梁2的外侧开槽挖孔形成外环槽，参见图2和图4，在所述外环槽内进行凿毛作业，凿毛的深度要在15～40mm，然后在外环槽内进行植筋作业，在外环槽内植入的钢筋要与原环梁的钢筋相连接，这样才能提高外环梁的整体的承载力，然后清除外环槽表面的残渣，用清水清洗干净，同时洒水湿润24小时，最后刮界面剂一道。

进一步地，在绑扎钢筋并支模板，然后进行扩径外环梁8的浇作业。

当更换后的风机所受载荷较大的时候，现有的基础环底板3承载能力不满足设计要求的时候，首先要进行首先进行基础底板加固，才能进行风机筒安装。

当在进行基础环底板的加固的时候，先进行基坑开挖，然后清除基础环底板上方的渣土，然后进行植筋作业，具体的也是捆绑钢筋，支模板，最后完成底板加劲梁9的浇筑。

参见图2和图5，当采用既有基础环底板不足以满足承载能力要求时，可在基础环底板的外侧设置增径底板10，增径底板10下方可设置一圈挖孔基础20，所述增径底板10为环状，基础环原环梁通过水平方向的植筋相连接，来提高底板的的承载能力，所述挖孔基础20沿着原基础外环周边均匀布置，与增径底板10和底板加劲梁9连续浇筑，共同提高基础环底板承载能力。

具体地是，在所述既有基础外环底板的外侧采用人工挖孔的方式挖至指定深度，挖孔作业时应保证工人安全，可根据实际需要设置护壁以及采用输氧等措施。

进一步地，绑扎并下放钢筋笼，挖孔基础20的纵向钢筋应有足够锚固长度，确保挖孔基础20与上部增径底板10连接的可靠性。

需要说明的就使，当挖孔基础20不便于施工时，可采用岩石锚杆基础代替，可根据实际需要设置演示锚杆基础的每圈数量、直径和圈数，当选用岩石锚杆基础的时候，该岩石锚杆基础的也是沿着原基础外环周边均匀补正，可以布设多圈，锚筋顶部锚固于增经底板上，也可以提高基础抵抗弯矩的能力。

参见图2和图3所示，本发明实施例还提供了现有基础环式风机基础改造结构，该包括既有基础环1，在所述既有基础环1内部圆周方向上设有安装有若干个竖直放置的锚栓杆，锚栓杆的长度大于既有基础环1的高度。在所述既有基础环内部钢筋混凝土的顶部设有承压区，所述承压区的顶面与既有基础环顶部法兰盘顶面相平齐。

本实施例例提供的现有基础环式风机基础改造结构解决了风机筒更换后与基础连接的难题。该连接方式可以利用原基础环连接，进而复合锚栓连接方式，可以提高更换后风机筒与基础的连接强度，特别适用于小功率风机更换为大功率风机的情况；

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。