CN105569066B - 一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风电机组基础结构技术领域，特别是涉及一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构及其施工方法，包括筒形结构、设置于筒形结构外侧的回填结构、以及横向环设于筒形结构的环形筋。由于环形筋横向环设于筒形结构，能够避免现有技术需要使用锚固环和法兰环将锚筋固定在混凝土，进而避免了锚固环和法兰环的制作和安装流程，能减少基础工程投资，提高陆上风电场投资的经济效益，因此，该用于陆上风电机组的填芯筒形基础结具有结构简单、生产成本低、且适用于大规模生产的优点。该用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的施工方法具有施工方法简单、易于控制、且施工进度快的优点。

Description

一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及风电机组基础结构技术领域，特别是涉及一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构及其施工方法。

背景技术

陆上风电机组的基础结构的主要型式有扩展基础、桩基础和岩石锚杆基础，这三种基础结构主要是依靠自重形成的基础与地基的摩擦力以抵抗风电机组传来的水平力，依靠地基反力在垂直方向形成的合力和力偶以抵抗风电机组传来的垂直荷载和倾覆弯矩，随着风电机组的单机容量、叶轮直径及塔筒高度的增加，传到基础结构的荷载也越来越大，目前风电机组的水平荷载一般为1200kN~2200kN，风电机组的倾覆弯矩一般为60000kNm~90000kNm，使得基础结构的尺寸也越来越大，以增加力偶的力臂，目前基础结构的水平尺寸的直径一般为20.0m~24.0m。由于大尺寸的陆上风电机组基础结构的基底面积和体积规模巨大，当遭遇不良地质条件时，基础结构往往存在不均匀沉降、且难以控制的问题，从而给工程施工带来了很大的难度。而且，基础结构的占地面积和工程投资也会直线向上增加，甚至影响陆上风电场投资的经济性和可行性。

另外，现有技术中的风电机组的基础结构通常需要使用锚固环和法兰环将锚筋固定在混凝土中，这样导致增加了锚固环和法兰环的制作和安装流程，进而风电机组的基础结构存在结构复杂、施工方法复杂的缺点。并且，由于现有技术的风电机组的基础结构中的锚筋的设置不够合理，导致其通常需要使用定制的预应力锚筋，进而导致生产成本高。

发明内容

本发明的目的之一在于针对现有技术中的不足之处而提供一种结构简单、生产成本低的用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构。

本发明的目的之二在于针对现有技术中的不足之处而提供一种施工方法简单、易于控制的用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的施工方法。

为达到上述目的之一，本发明通过以下技术方案来实现。

提供一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构，包括筒形结构、设置于筒形结构外侧的回填结构、以及横向环设于所述筒形结构的环形筋。

所述环形筋设置为笼状结构，且所述环形筋以2~4圈横向环设于所述筒形结构。

所述回填结构填充有素混凝土。

所述筒形结构设置为圆筒形结构，并包括依次连接的筒底、筒壁和筒顶，还包括由所述筒底、所述筒壁和所述筒顶围成的筒腔；

所述筒底、所述筒壁和所述筒顶均浇筑有混凝土；所述筒腔填充有回填土填芯或砂砾石填芯；

所述环形筋横向环设于所述筒壁和所述筒顶所浇筑的混凝土中。

所述用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构还包括第二回填结构，所述第二回填结构设置于所述筒顶的外侧。

所述筒顶设置为阶梯型筒顶；所述筒顶与所述第二回填结构组成上宽下窄的圆台状。

所述用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构还包括风电机组基础环，所述风电机组基础环套设于所述筒顶。

所述第二回填结构填充有回填土。

为达到上述目的之二，本发明通过以下技术方案来实现。

提供一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的施工方法，是上述所述的一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的施工方法，它包括如下步骤：

步骤一，放线：基础定位和尺寸测量，以便控制所述用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的位置和尺寸；

步骤二，挖土：挖土至一定深度；

步骤三，吊入筒底和筒壁中的环形筋，将横向环设于所述筒形结构内的环形筋绑扎在一起；

步骤四，浇筑筒底混凝土：对筒形结构的筒底进行浇筑混凝土；

步骤五，浇筑筒壁混凝土和对回填结构进行回填：对筒形结构的筒壁进行浇筑混凝土，然后对回填结构进行填充素混凝土；

步骤六，填充筒腔：对筒形结构的筒腔填充回填土填芯或砂砾石填芯；

步骤七，吊入筒顶中的环形筋：吊入设置于筒形结构的筒顶中的环形筋；

步骤八，浇筑筒顶混凝土：对筒形结构的筒顶进行浇筑混凝土；

九，对第二回填结构进行填充回填土，即完成用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的施工。

上述技术方案中，所述步骤二挖土步骤中，挖土深度为14m~16m；

所述步骤一之前，还包括步骤A，场地平整：对场地弄平整；

所述步骤八和步骤九之间，还包括步骤B，养护和拆模。

本发明的有益效果：

（1）本发明提供的一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构，包括筒形结构、设置于筒形结构外侧的回填结构、以及横向环设于筒形结构的环形筋。由于环形筋横向环设于筒形结构，能够直接在混凝土中锚固，因而能够避免现有技术需要使用锚固环和法兰环将锚筋固定在混凝土，进而避免了锚固环和法兰环的制作和安装流程，能减少基础工程投资，提高陆上风电场投资的经济效益，因此，该用于陆上风电机组的填芯筒形基础结具有结构简单、生产成本低、且适用于大规模生产的优点。

（2）本发明提供的一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构，由于在筒形结构外侧设置有回填结构，并且该回填结构填充有素混凝土，所填充的素混凝土的作用是使得筒形结构与地基土紧密结合，通常地，在施工筒形结构时开挖的基坑会比筒形结构大一点，施工完筒形结构后，用素混凝土填充筒形结构与地基土之间的空隙以形成回填结构，进而达到传力的效果。因此，该回填结构使得该用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构能够充分利用地基土的水平抗力来承担风电机组传来的水平力和弯矩，具有受力清晰且易于控制的优点。

（3）本发明提供的一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的施工方法，由于该用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构具有结构简单的优点，从而使得该用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的施工方法具有施工方法简单、易于控制、且施工进度快的优点。

附图说明

图1是本发明的一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的纵向剖面结构示意图。

图2是本发明的一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的实施例1的环形筋横向环设于筒形结构的结构示意图。

在图1和图2中包括有：

筒形结构1、筒底11、筒壁12、筒顶13、筒腔14；

回填结构2；

环形筋3；

第二回填结构4；

风电机组基础环5。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

其中，本发明提及的素混凝土即为不含钢筋的纯混凝土。

实施例1。

本实施例的一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构，如图1和图2所示，包括筒形结构1、设置于筒形结构1外侧的回填结构2、以及横向环设于筒形结构1的环形筋3。由于环形筋3横向环设于筒形结构1，能够避免现有技术需要使用锚固环和法兰环将锚筋固定在混凝土，进而避免了锚固环和法兰环的制作和安装流程，能减少基础工程投资，提高陆上风电场投资的经济效益，因此，该用于陆上风电机组的填芯筒形基础结具有结构简单、生产成本低、且适用于大规模生产的优点。

本实施例中，环形筋3设置为笼状结构，笼状结构的环形筋3具有结构稳固的特点，且能够便于该用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的施工，具有施工方便、施工进度快的优点。并且，本实施例中，该环形筋3以4圈横向环设于筒形结构1，从而使得用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构更加稳固，且能承受更大的荷载。

本实施例中，回填结构2填充有素混凝土。所填充的素混凝土的作用是使得筒形结构1与地基土紧密结合，通常地，在施工筒形结构1时开挖的基坑会比筒形结构1大一点，施工完筒形结构1后，用素混凝土填充筒形结构1与地基土之间的空隙以形成回填结构2，进而达到传力的效果。因此，该回填结构2使得该用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构能够充分利用地基土的水平抗力来承担风电机组传来的水平力和弯矩，具有受力清晰且易于控制的优点。

本实施例中，筒形结构1设置为圆筒形结构，该圆筒形结构具有易于沉降的优点，并且该筒形结构1包括依次连接的筒底11、筒壁12和筒顶13，还包括由筒底11、筒壁12和筒顶13围成的筒腔14；筒底11、筒壁12和筒顶13均浇筑有混凝土；筒腔14填充有回填土填芯或砂砾石填芯；其中，环形筋3横向环设于筒壁12和筒顶13所浇筑的混凝土中。由于环形筋3横向环设于筒壁12和筒顶13所浇筑的混凝土中，能够避免现有技术需要使用锚固环和法兰环将锚筋固定在混凝土，进而避免了锚固环和法兰环的制作和安装流程，能减少基础工程投资，提高陆上风电场投资的经济效益，因此，该用于陆上风电机组的填芯筒形基础结具有结构简单、生产成本低、且适用于大规模生产的优点。

本实施例中，该用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构还包括第二回填结构4，第二回填结构4设置于筒顶13的外侧。本实施例中，第二回填结构4填充有回填土。其中，该第二回填结构4的作用是恢复地面的平整，填充施工中挖开的部分。

该第二回填结构4能够增加该用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的荷载，并且能够使得该用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构均匀沉降。

本实施例中，筒顶13设置为阶梯型筒顶13，该阶梯型筒顶13能够节省混凝土，以尽量减少混凝土的尺寸；筒顶13与第二回填结构4组成圆台状。该阶梯型筒顶13便于与第二回填结构4组合稳固，另外，由于筒顶13与第二回填结构4组成上宽下窄的圆台状，从而便于该用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构均匀沉降。

本实施例中，该用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构还包括风电机组基础环5，风电机组基础环5套设于筒顶13。该风电机组基础环5是风电机组的传力结构，具体的，该风电机组基础环5的下部埋入筒顶13浇筑的混凝土中，在实际应用中，该风电机组基础环5的上部与风电机组的塔身用螺栓连接。

提供一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的施工方法，是本实施例所给出的用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的施工方法，它包括如下步骤：

步骤A，场地平整：对场地弄平整；

步骤一，放线：基础定位和尺寸测量，以便控制所述用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的位置和尺寸；

步骤二，挖土：挖土至14m~16m的深度；

步骤三，吊入筒底和筒壁中的环形筋，将横向环设于所述筒形结构内的环形筋绑扎在一起；

步骤四，浇筑筒底混凝土：对筒形结构的筒底进行浇筑混凝土；

步骤五，浇筑筒壁混凝土和对回填结构进行回填：对筒形结构的筒壁进行浇筑混凝土，然后对回填结构进行填充素混凝土；

步骤六，填充筒腔：对筒形结构的筒腔填充回填土填芯或砂砾石填芯；

步骤七，吊入筒顶中的环形筋：吊入设置于筒形结构的筒顶中的环形筋；

步骤八，浇筑筒顶混凝土：对筒形结构的筒顶进行浇筑混凝土；

步骤B，养护和拆模；

九，对第二回填结构进行填充回填土，即完成用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的施工。

实施例2。

本发明的一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的实施例2，本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中，环形筋3以2圈横向环设于筒形结构1，从而使得用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构更加稳固，且能承受更大的荷载。本实施例的其它结构及工作原理与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例3。

本发明的一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的实施例3，本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中，环形筋3以3圈横向环设于筒形结构1，从而使得用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构更加稳固，且能承受更大的荷载。本实施例的其它结构及工作原理与实施例1相同，在此不再赘述。

最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，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，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (3)

1.一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构，其特征在于：包括筒形结构、设置于筒形结构外侧的回填结构、以及横向环设于所述筒形结构内的环形筋；

所述筒形结构设置为圆筒形结构，并包括依次连接的筒底、筒壁和筒顶，还包括由所述筒底、所述筒壁和所述筒顶围成的筒腔；

所述筒底、所述筒壁和所述筒顶均浇筑有混凝土；所述筒腔填充有回填土填芯或砂砾石填芯；

所述环形筋横向环设于所述筒壁和所述筒顶所浇筑的混凝土中；

所述用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构还包括第二回填结构，所述第二回填结构设置于所述筒顶的外侧；

所述环形筋设置为笼状结构，且所述环形筋以2～4圈横向环设于所述筒形结构；

所述回填结构填充有素混凝土；

所述筒顶设置为阶梯型筒顶；所述筒顶与所述第二回填结构组成上宽下窄的圆台状；

所述第二回填结构填充有回填土；

所述用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构还包括风电机组基础环，所述风电机组基础环套设于所述筒顶。

2.一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的施工方法，其特征在于：是权利要求1所述的一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的施工方法，它包括如下步骤：

步骤一，放线：基础定位和尺寸测量，以便控制所述用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的位置和尺寸；

步骤二，挖土：挖土至一定深度；

步骤三，吊入筒底和筒壁中的环形筋，将横向环设于所述筒形结构内的环形筋绑扎在一起；

步骤四，浇筑筒底混凝土：对筒形结构的筒底进行浇筑混凝土；

步骤五，浇筑筒壁混凝土和对回填结构进行回填：对筒形结构的筒壁进行浇筑混凝土，然后对回填结构进行填充素混凝土；

步骤六，填充筒腔：对筒形结构的筒腔填充回填土填芯或砂砾石填芯；

步骤七，吊入筒顶中的环形筋：吊入设置于筒形结构的筒顶中的环形筋；

步骤八，浇筑筒顶混凝土：对筒形结构的筒顶进行浇筑混凝土；

步骤九，对第二回填结构进行填充回填土，即完成用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的施工。

3.根据权利要求2所述的一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的施工方法，其特征在于：所述步骤二挖土步骤中，挖土深度为14m～16m；

所述步骤一之前，还包括步骤A，场地平整：对场地弄平整；

所述步骤八和步骤九之间，还包括步骤B，养护和拆模。