CN103046574A - 一种软基础风机四叶梅型混凝土承台预应力管基础结构 - Google Patents

一种软基础风机四叶梅型混凝土承台预应力管基础结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种风机基础结构，特别是一种软基础风机四叶梅型混凝土承台预应力管基础结构，以风电场风机微选址的地质钻孔点为中心，结合风机基础设计设计的四叶梅型承台和预应力管桩基础形式，在基础最复杂的受力部位优设承台台柱式体型，承台体型为四叶梅型布置形式，钢筋混凝土承台基础成四叶梅型体型，承台基础钢筋按四叶梅型体型布置，基础为特殊布置的预应力管桩与承台基础环连接成为一个整体的承受上部荷载结构；适用于各类大于1.5MW风机荷载在陆上软基础上的运用，安全合理、节省投资。适用地层物理力学指标地基承载力小于于150kPa的土层。

Description

一种软基础风机四叶梅型混凝土承台预应力管基础结构
技术领域
本发明涉及一种风机基础结构，特别是一种软基础风机四叶梅型混凝土承台预应力管基础结构，适用地层物理力学指标地基承载力小于于150kPa的土层。
背景技术
目前我国已建成的陆上风电场装机规模约6000万kW，我国陆地风能资源可开发量约23.8亿kW。每个装机规模5万kW的风电场，C40强度的基础混凝土用量约为11550m3。在满足基础安全稳定的前提条件下，采用优化的基础体型，可以节省大量的基础混凝土工程量。所以陆上风电场基础形式的优化设计，一直是陆上风电场风机基础设计领域的研究课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种软基础风机四叶梅型混凝土承台预应力管基础结构，它具有安全性高，成本合理，能适应于陆上一种软基础风机四叶梅混凝土承台预应力管基础结构。
本发明的目的是这样实现的：一种软基础风机四叶梅型混凝土承台预应力管基础结构，其特征是：包括四叶梅型结合的垫层，垂直四叶梅型结合的垫层固定连接风机基础环，风机基础环与四叶梅型结合的垫层选址中心重合，风机基础环周围施工中心核心段圆柱体型，中心核心段圆柱体型四周有四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型，四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型与四叶梅型结合的中心核心段圆柱体型钢筋混凝土连接；基础钢筋按四叶梅型体型布置，与风机基础环和下部四叶梅型端部及中心部的预应力管桩基础连接成为一个整体承受上部荷载；四叶梅型端部尺寸小于或等于四叶梅型结合的垫层外径，四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型为四叶梅径向渐变结构，四叶梅型径向渐变段尺寸从中心核心段圆柱体型外径到小于或等于四叶梅型结合的垫层外径，四叶梅型结合的垫层下面是中心核心段圆柱体型桩身和四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型下部预应力管桩桩身。
所述的中心核心段圆柱体型桩身呈圆周分布在中心核心段圆柱体型的下面，四叶梅型外轮廓直径D=1550mm，中心圆柱体半径是R=3100mm，第一圈8根桩的分布半径R=2005mm，桩间距是1506mm，中心核心段圆柱体型下桩身下端向外倾斜，倾斜角在6:1。
所述的四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型桩身在四叶梅型体型端部的基础下面，分别布置3个成90度的预应力管桩。
所述的上部四叶梅型体型在承台基础底面离底面2.5～3.0处。
所述的风机基础环高出中心核心段圆柱体型上平台，上平台高于四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型，上平台高出四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型处用混凝土填平形成基础工作平台。
所述的中心核心段圆柱体型采用台柱式体型。
所述的四叶梅中心核心段圆柱体型的竖向尺寸是：900mm。
本发明的优点是：以风电场风机微选址的地质钻孔点为中心，结合风机基础设计设计的四叶梅型承台和预应力管桩基础形式，在基础最复杂的受力部位优设承台台柱式体型，承台体型为四叶梅型布置形式，钢筋混凝土承台基础成四叶梅型体型，承台基础钢筋按四叶梅型体型布置，基础为特殊布置的预应力管桩与承台基础环连接成为一个整体的承受上部荷载结构；适用于各类大于1.5MW风机荷载在陆上软基础上的运用，安全合理、节省投资。
附图说明
以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步描述：
图 1是本发明海上风电场风机基础俯视结构示意图； 
图2是本发明海上风电场风机基础垂直结构剖视图。
图中：1、四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型；2、上平台；3、四叶梅型端部尺寸；4、四叶梅型径向渐变段尺寸；5、竖向尺寸；6、中心核心段圆柱体型；7、四叶梅型结合的垫层；8、风机基础环；9、基础工作平台；10、中心核心段圆柱体型桩身；11、四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型下部预应力管桩桩身。
四叶梅型钢筋混凝土承台径向尺寸，承受沿悬臂的荷载。
具体实施方式
如附图1、2所示，本发明包括四叶梅型结合的垫层7，垂直四叶梅型结合的垫层7固定连接风机基础环8，风机基础环8与四叶梅型结合的垫层7选址中心重合，风机基础环8周围施工中心核心段圆柱体型6，中心核心段圆柱体型6四周有四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型1，四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型1与四叶梅结合的中心核心段体型6钢筋混凝土连接；基础钢筋按四叶梅体型布置，与风机基础环8和下部四叶梅型端部及中心部的预应力管桩基础连接成为一个整体承受上部荷载；四叶梅型端部尺寸3小于或等于四叶梅结合的垫层7外径，四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型1为四叶梅型径向渐变结构，四叶梅型径向渐变段尺寸4从中心核心段圆柱体型6外径到小于或等于四叶梅型结合的垫层7外径，四叶梅型结合的垫层7下面是中心核心段圆柱体型桩身10和四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型下预应力管桩桩身11。
四叶梅型外轮廓直径D=1550mm，中心圆柱体半径是R=3100mm，第一圈8根桩的分布半径R=2005mm，桩间距是1506mm，中心核心段圆柱体型下桩身10下端向外倾斜，倾斜角在6:1。
四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型下预应力管桩桩身11在四叶梅型体型端部基础下面，分别布置3个成90度的预应力管桩。上部四叶梅型体型在承台基础底面离底面2.5～3.0处。风机基础环8高出中心核心段体型6上平台2，上平台2高于四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型1，上平台2高出四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型1处用混凝土填平形成美观的基础工作平台9。
中心核心段体型6采用台柱式体型。
四叶梅型中心核心段圆柱体型竖向尺寸5是：900mm
有承台主体结构连接四个梅型叶并连接基础底部布置的多根梅花布置的预应力管桩基础形成一个整体受力结构。施工时工序，风机基础的施工顺序：定位放线→打桩（按四叶梅型体型）→接桩→桩头处理→基础机械挖土（按四叶梅型体型）→人工清理修正→基槽验收→垫层混凝土浇筑（按四叶梅型体型）→放线→模板安置（按四叶梅型体型）→基础钢筋绑扎（按四叶梅型体型）→预埋管、件、螺栓安装→支模→基础混凝土浇筑（按四叶梅型体型）→拆模→验收→土方回填。
工艺性好、安全性高，成本合理的需求：
为四叶梅型钢筋混凝土预应力管桩基础；
1）四叶梅型承台桩基础布置，比圆型桩基础节省工程量，设计计算同样满足设计规范的要求，结合设计经验和技巧发明上述布置方案，这种布置方案是利用了四个梅叶型体型作为基础承台结合底部优化布置的预应力管桩为主体受力结构。
2)梅叶的设计半径与圆型基础的长度相同，施工简便。
该设计方案的发明，为我国陆上软基础风电场桩基础的设计运用提供更合理的设计方案。
 本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (7)

1.一种软基础风机四叶梅型混凝土承台预应力管基础结构，其特征是：包括四叶梅型结合的垫层（7），垂直四叶梅型结合的垫层（7）固定连接风机基础环（8），风机基础环（8）与四叶梅型结合的垫层（7）选址中心重合，风机基础环（8）周围施工中心核心段圆柱体型（6），中心核心段圆柱体型（6）四周有四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型（1），四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型（1）与四叶梅型结合的中心核心段圆柱体型（6）钢筋混凝土连接；基础钢筋按四叶梅型体型布置，与风机基础环（8）和下部四叶梅型端部及中心部的预应力管桩基础连接成为一个整体承受上部荷载；四叶梅型端部尺寸（3）小于或等于四叶梅型结合的垫层（7）外径，四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型（1）为四叶梅径向渐变结构，四叶梅型径向渐变段尺寸（4）从中心核心段圆柱体型（6）外径到小于或等于四叶梅型结合的垫层（7）外径，四叶梅型结合的垫层（7）下面是中心核心段圆柱体型桩身（10）和四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型下部预应力管桩桩身（11）。
2.根据权利要求1所述的一种软基础风机四叶梅型混凝土承台预应力管基础结构，其特征是：所述的中心核心段圆柱体型桩身（10）呈圆周分布在中心核心段圆柱体型（6）的下面，四叶梅型外轮廓直径D=1550mm，中心圆柱体半径是R=3100mm，第一圈8根桩的分布半径R=2005mm，桩间距是1506mm，中心核心段圆柱体型下桩身（10）下端向外倾斜，倾斜角在6:1。
3.根据权利要求1所述的一种软基础风机四叶梅型混凝土承台预应力管基础结构，其特征是：所述的四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型桩身（11）在四叶梅型体型端部的基础下面，分别布置3个成90度的预应力管桩。
4.根据权利要求1所述的一种软基础风机四叶梅型混凝土承台预应力管基础结构，其特征是：所述的上部四叶梅型体型在承台基础底面离底面2.5～3.0处。
5.根据权利要求1所述的一种软基础风机四叶梅型混凝土承台预应力管基础结构，其特征是：所述的风机基础环（8）高出中心核心段圆柱体型（6）上平台（2），上平台（2）高于四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型（1），上平台（2）高出四叶梅型钢筋混凝土扩展基础体型（1）处用混凝土填平形成基础工作平台（9）。
6.根据权利要求1所述的一种软基础风机四叶梅型混凝土承台预应力管基础结构，其特征是：所述的中心核心段圆柱体型（6）采用台柱式体型。
7.根据权利要求1所述的一种软基础风机四叶梅型混凝土承台预应力管基础结构，其特征是：所述的四叶梅中心核心段圆柱体型（6）的竖向尺寸（5）是：900mm。
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