CN111851567A - 软弱地基浅覆盖层上新建或扩建的风电基础及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种软弱地基浅覆盖层上新建或扩建的风电基础及其施工方法，是通过在软弱地基浅覆盖层内、或在软弱地基浅覆盖层内且围绕着原有风电基础设置环形群桩、在环形群桩上设置环梁、在环梁的内部设置基础顶板或将包围在环梁内部的原有风电基础的基础底座加以重新利用、在基础顶板或基础底座上设置台柱、在环梁与台柱之间设置用于支撑台柱并传递台柱荷载的加强构件、在台柱上固定用于塔筒安装固定的基础环，完成新建或扩建风电基础，满足在软弱地基浅覆盖层上新建或扩建风力发电场的现实需要。本发明利用扩展基础顶盖压力及侧壁筒型基础主被动土压力来抵抗风机运行中产生的大弯矩荷载，充分利用了土地资源，提高了承载力，降低了成本，提高了效率。

Description

软弱地基浅覆盖层上新建或扩建的风电基础及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种风机基础及其施工方法，尤其涉及一种适用于在软弱地基浅覆盖层上新建或扩建的风电基础及其施工方法，属于风机基础设计施工技术领域。
背景技术
风能是取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源，风力发电是世界上最具发展潜力的可持续项目之一，而要保证风力发电的可持续发展，用于安装固定风机塔筒的风机基础是其中的关键。
然而，国土资源是有限的，在陆地或海上建设风力发电场也面临着土地资源紧缺、地质条件复杂等问题，为充分利用国土资源和风力资源，风力发电场很多时候需要建设在软弱地基浅覆盖层这类地质条件并不优越的地区。
在软弱地基浅覆盖层区域建设风机基础时，现有技术往往需要进行嵌岩打桩等复杂的地基处理工序，在效率和成本上都很不经济。
另外，风力发电场的设计使用寿命一般为20年，一些本世纪初或更早投入运行的风电场机组及其基础结构已到了设计使用寿命的晚期，需要更新或扩容，但由于早期建设的风电场往往占据着优势的风力资源，完全放弃既有风电场是一种极大的资源浪费。
尤其是设置在软弱地基浅覆盖层的这些风电基础长期遭受疲劳破坏，这可能会导致其基础坍塌。
传统的重力式风电基础(gravity-based foundation)结构依赖于钢筋混凝土的理论和设计，这种设计不适用于软弱地基浅覆盖层区域，因为这种地质结构会随着使用时间以及风机自身重量以及载荷变化等带来基础沉降等问题。
CN 202000369U公开了一种钢构架海上风机基础附属的防沉板结构，是由多个钢套管组成，所述钢套管底部外壁上焊有若干个连接卡槽，各连接卡槽通过螺栓固定防沉板。但是上述结构仅适用于海上结构，不能解决软弱地基的沉降问题。
CN102926949A公开了一种海上整机浮运方法，在运输安装船的甲板上安装框体结构，并预制连接有过渡段的风电基础；将过渡段从框体结构中伸出，风电基础与框体结构临时固定；依次吊装风机塔筒、风机机头和风机叶片；运输风电整机至安装场地。该发明可以实现整体一步式运输。但是由于其筒型基础尺寸大，经济上与单桩和导管架相比不占优势。JP2006083603A公开了一种在诸如海岸地区的填埋场之类的地面上建造诸如风力发电设施的单桩基础的方法，其中当在地面的支撑层上沉积软层时，将单桩埋入其中。但是该方法需要先改善软层地面再设置单桩，增加了建造难度。
因此，在现有装备受到限制的情况下，在现有风机基础上修建扩展基础是十分必要的，亟待研发一种适用于软弱地基浅覆盖层的现有风机的扩展基础结构及其配套的施工方法。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种软弱地基浅覆盖层上新建或扩建的风电基础及其施工方法，用以风力发电机组塔筒的安装固定。
一种适用于软弱地基浅覆盖层上新建或扩建的风电基础及其施工方法，充分利用土地资源、避免嵌岩和大面积的地基处理、能够利用既有小型设备完成新建或扩建风电基础的现场施工，安全、经济、高效、便捷完成施工操作，提高经济效益和社会效益。
为此，本发明提供如下的技术方案：
一种软弱地基浅覆盖层上新建的风电基础，所述风电基础从下至上依次包括：
环形群桩、环梁、基础顶板、台柱、加强构件和基础环；
所述环形群桩包括4个以上的桩柱，所述桩柱的一端伸入所述软弱地基浅覆盖层内，所述桩柱的另一端与所述环梁连接，所述桩柱的侧壁与其相邻的桩柱侧壁相接触。
所述环梁设置在所述环形群桩的桩柱顶部，且与各个桩柱的顶部连接；
沿所述环梁的内侧周向设置有所述基础顶板，所述基础顶板的外周侧壁至少部分的与所述环梁的内周侧壁连接；
在所述基础顶板的上部轴向设置有所述台柱，所述台柱顶部设置有一基础环，用于风力发电机组中塔筒的安装固定；
多个加强构件周向设置在所述台柱的侧壁上，各加强构件一端与所述台柱的侧壁连接，另一端与所述环梁连接，用于支承所述台柱并传递所述台柱的荷载。
一种软弱地基浅覆盖层上扩建的风电基础，是指在软弱地基浅覆盖层原有风电基础上扩建的风电基础，所述原有风电基础包括基础底座和设置在所述基础底座上的基础上台，所述基础底座为圆形或多边形；
所述风电基础从下至上依次包括：环形群桩、环梁、台柱、加强构件和基础环；
沿所述基础底座的外周设置有所述环形群桩，所述环形群桩包括4个以上的桩柱，所述桩柱的一端伸入所述软弱地基浅覆盖层内，所述桩柱的另一端与所述环梁连接，所述桩柱的侧壁与其相邻的桩柱侧壁相接触；
所述环梁设置在所述环形群桩的桩柱顶部，且与各个桩柱的顶部连接；
所述基础底座设置在所述环梁的内侧，所述基础底座的外周侧壁至少部分的与所述环梁的内周侧壁连接；
所述台柱套设在所述基础上台侧壁上，所述台柱顶部固定设置有一基础环，用于安装固定风力发电机组的塔筒；所述台柱的顶端至所述基础上台顶端的距离为1m-3m范围。
多个加强构件周向设置在所述台柱的侧壁上，各加强构件一端与所述台柱的侧壁连接，另一端与所述环梁连接，用于支承所述台柱并传递所述台柱的荷载。
进一步的，所述加强构件为设置在所述基础顶板或所述基础底座上的三角形支撑块，其一边与所述台柱的侧壁连接，另一边与环梁连接。
进一步的，所述加强构件包括多个成对的径向分配梁和斜撑肋梁，其中所述径向分配梁251的一端与所述台柱的侧壁底部连接，另一端与所述环梁内壁连接，所述斜撑肋梁一端与所述台柱的侧壁上部连接，另一端与所述环梁和所述的径向分配梁的连接部连接。
进一步的，所述台柱是顶端为环形中空圆柱体，且所述环形结构的下方形成一个空腔，所述基础环以及安装在所述基础环上的所述塔筒与所述环形结构可拆卸连接。
进一步的，所述基础环以及安装在所述基础环上的所述塔筒与所述环形结构螺接，所述环形结构的底部设有锚板，所述锚板上设有栓孔，所述锚栓穿过所述栓孔进入所述环形结构的螺栓孔中。
进一步的，所述基础顶板/基础底座为圆形或多边形，所述基础顶板/基础底座通过其圆形边缘或多边形的边角与所述环梁连接。
进一步的，所述环形群桩的桩体选自拉森钢板桩、钢制型材预制桩或混凝土桩中的一种，所述混凝土桩为钻孔灌注混凝土桩或预制混凝土桩。
进一步的，所述环梁为钢筋混凝土梁。
进一步的，当所述环形群桩的桩柱为拉森钢板桩或钢制型材预制桩时，其顶部设有多层剪力钉，当所述环形群桩的桩柱为混凝土桩时，所述混凝土桩的顶部有裸露的预埋钢筋。
一种软弱地基浅覆盖层上新建或扩建的风电基础的施工方法，其中：
根据待新建或扩建风电基础的软弱地基浅覆盖层的地勘报告的地基承载力、以及风电机组的荷载参数，确定所述环形群桩的桩柱型号并计算所述桩柱的入土深度，同时确定所述环形群桩的围绕区域、以及所述风电基础的施工参数；
在软弱地基浅覆盖层上按照从下至上的顺序依次建造环形群桩、环梁、台柱、加强构件和基础环；
其中，所述环形群桩的桩体按照以下方式建造：在软弱地基浅覆盖层上利用打桩设备向所述软弱地基浅覆盖层内打入多个桩体或是在所述软弱地基浅覆盖层内现场钻孔灌注形成混凝土桩作为桩体；所述桩柱的侧壁与其相邻的桩柱侧壁相接触。
可选的，所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件采用如下建造工序：
在所述环形群桩的顶部设置多层剪力钉或在所述环形群桩的桩体顶部向上伸出20cm-50cm的预埋钢筋作为预留钢筋，同时，在扩建的风电基础施工时还需要将待与所述环梁连接的所述基础底座的圆形边缘或多边形的边角表面进行凿毛处理和植筋作业；
随后完成所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件的钢筋的绑扎，且各构件预留相互连接的钢筋接头，将各构件的钢筋接头进行连接；
搭建所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件的模板；
再在模板中浇筑混凝土，使所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件通过剪力钉连接成整体。
可选的，所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件在陆上完成或部分完成包括所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件中部分或全部构件的预制，且各预制构件中预留相互连接的钢筋接头，然后，将各预制构件运至安装现场，对各预制构件预留钢筋接头进行连接、然后在连接处用混凝土浇筑封闭，即可完成所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件的建设。
与现有技术相比，本发明实施例有益效果及显著进步在于：
1)本发明实施例提供的一种软弱地基浅覆盖层上新建或扩建的风电基础及其施工方法，是通过在软弱地基浅覆盖层内、或在软弱地基浅覆盖层内且围绕着原有风电基础的四周设置环形群桩、在环形群桩桩柱顶部设置环梁、在环梁的内部设置基础顶板或将包围在环梁内部的原有风电基础的基础底座加以重新利用、在基础顶板或基础底座上设置台柱、在环梁与台柱之间设置用于支撑台柱并传递台柱荷载的加强构件、在台柱上固定用于塔筒安装固定的基础环，完成新建或扩建风电基础的建设和施工，并将此风电基础用以塔筒的安装固定，满足在软弱地基浅覆盖层上新建或扩建风力发电场的现实需要；
2)本发明实施例提供的软弱地基浅覆盖层上新建或扩建的风电基础及其施工方法，结合了传统扩展基础及筒型基础的优势，是一种在传统的混凝土扩展基础的外围通过增加钢板桩或混凝土桩形成的新型群桩筒型基础结构，此结构将扩展基础及筒型基础两者通过环梁连接为一个整体，充分利用了扩展基础顶盖压力及侧壁筒型基础主被动土压力来抵抗风机运行中产生的大弯矩荷载，提高了基础结构的承载力，对于新建及扩容改造的风电场来讲，充分利用了土地资源，减少了土地占用面积，降低了资源占用成本，避免了现有技术在软弱地基浅覆盖层上新建或扩建风电基础时需要进行嵌岩和大面积地基处理的问题，提高了施工效率，且能有效利用既有的风电基础，安全、经济、高效、便捷，能够有效提升企业的经济效益并获得较好的社会效益；
3)本发明实施例提供的软弱地基浅覆盖层上新建或扩建的风电基础及其施工方法，设计思想独特，施工方法简单且可多样，风机基础结构强度高、承载力大，能够保证风力发电机组的安全运行，且节约了基础建设的投资，能够获得较好的经济和社会效益，因此，极具推广和应用价值。
附图说明
下面描述中的附图仅是本发明中的部分实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，但这些其他的附图同样属于本发明实施例所需使用的附图之内。
图1为本发明所述的原有风电基础的立体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种软弱地基浅覆盖层上新建的风电基础立体结构示意图；
图3为图2所示的新建的风电基础的剖视立体结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种软弱地基浅覆盖层上扩建的风电基础立体结构示意图；
图5为图4所示的扩建的风电基础平面剖视结构示意图。
图6为本发明实施例提供的一种软弱地基浅覆盖层上扩建的风电基础的施工方法的流程示意框图；
图7示出如本发明实施例1和2所述的环形群桩采用拉森钢板桩作为桩柱及在所述桩柱顶部设置剪力钉的结构示意图；
图8示出如本发明实施例1和2所述的环形群桩采用混凝土桩作为所述环形群桩的桩柱的结构示意图。
图中：
110-基础底座，120-基础上台；
210-环形群桩、211-拉森钢板桩、212-剪力钉、213-混凝土桩，220-环梁，230-基础顶板，240-台柱、241-环形结构、242-锚板，250-加强构件、251-径向分配梁、252-斜撑肋梁，260-基础环。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案、有益效果及显著进步更加清楚，下面，将结合本发明实施例中所提供的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所有描述的这些实施例仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书以及本发明实施例附图中的术语“首先”、“其次”等，仅是用于区别不同的对象，而非用于描述特定的顺序；此外，术语“包括”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要理解的是：
在本发明实施例的描述中，使用到的一些指示性方位或位置用词，仅为基于本发明实施例附图所示的方位或位置关系，是为了便于描述本发明的实施例和简化说明，而不是指示或暗示所述的装置或元件必须具有的特定方位、特定的方位构造和操作，因此，不能理解为是对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或活动连接，亦可是成为一体，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
还需要说明的是，以下的具体实施例可以相互结合，对于其中相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
下面，以具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
以下实施例中所述的新建风电基础是指在软弱地基浅覆盖层上新建的风电基础，所述扩建风电基础是指在软弱地基浅覆盖层原有风电基础上扩建的风电基础。
实施例1
实施例1提供一种软弱地基浅覆盖层上新建的风电基础，用以风力发电机组塔筒的安装固定。
如图2，3所示，本发明实施例提供的一种软弱地基浅覆盖层上新建的风电基础，包括环形群桩210，环梁220，基础顶板230，台柱240，加强构件250和基础环260。
所述环形群桩210的一端竖直或倾斜伸入所述软弱地基浅覆盖层内，所述桩柱的另一端与所述环梁连接，所述桩柱的侧壁与其相邻的桩柱侧壁相接触。所述环形群桩210的桩体选自拉森钢板桩、钢制型材预制桩或混凝土桩中的一种，所述混凝土桩为钻孔灌注混凝土桩或预制混凝土桩。图7示出采用拉森钢板桩作为桩柱的环形群桩及在所述桩柱顶部设置剪力钉的结构示意图，所述拉森钢板桩211或钢制型材预制桩的顶部设有多层剪力钉212。环形群桩210的桩体也可以如图8所示，采用混凝土桩213作为所述环形群桩210的桩柱，且混凝土桩213可以为钻孔灌注混凝土桩或预制混凝土桩。
所述环梁220设置在所述环形群桩210的桩柱顶部，且与环形群桩210各个桩柱的顶部连接。可选的，所述环梁220为钢筋混凝土梁，其中的钢筋选自拉森钢板桩或所述钢制型材预制桩，所述钢筋的顶部设有多层剪力钉，或者所述混凝土桩的顶部有裸露的预埋钢筋，所述剪力钉或裸露的预埋钢筋浇筑在所述环梁的混凝土中。
在所述基础顶板230上轴向设置有所述台柱240，所述台柱240设置在所述基础顶板230的中央，其顶部固定设置有一基础环260，用于风力发电机组中塔筒的安装固定。如图3所示，所述台柱240为其顶部具有环形结构241的中空圆柱体，且环形结构241的下方形成一个工作腔室，环形结构241上设有螺栓孔，基础环260以及安装在基础环260上的塔筒通过穿插在螺栓孔内的锚栓并通过螺母的紧固安装在台柱上，环形结构241下方的工作腔室，用于安装或更换锚栓(图3中基础环260上部突出部分为锚栓)。所述环形结构241的底部还设有具有多个栓孔的锚板242，用于将锚栓穿过栓孔进入环形结构241的螺栓孔中。
多个加强构件250周向设置在所述台柱240的侧壁上，所述加强构件的一边与所述台柱240的侧壁连接，另一边与所述环梁220连接，用于支承所述台柱并传递所述台柱的荷载。如图2所示，所述各加强构件250包括成对设置的径向分配梁251和斜撑肋梁252，其中所述径向分配梁251的一端与所述台柱240的侧壁底部连接，另一端与所述环梁220内壁连接，所述斜撑肋梁252一端与所述台柱240的侧壁上部连接，另一端与所述环梁220和所述的径向分配梁251的连接部连接。
可选的，所述加强构件250也可为设置在基础顶板230上的三角形支撑块(如图4，图5所示)，其一边与所述台柱240的侧壁连接，另一边与环梁220的顶部连接。
实施例2
实施例二提供一种软弱地基浅覆盖层上扩建的风电基础，用以风力发电机组塔筒的安装固定。
如图4，5所示，本发明实施例提供的一种软弱地基浅覆盖层上扩建的风电基础，包括环形群桩210，环梁220，原有风电基础，台柱240，加强构件250和基础环260。所述原有风电基础如图1所示，包括基础底座110和设置在基础底座110上的基础上台120。所述基础底座110的形状不限，可以为如图1所示的圆形，也可以为多边形(图中未示出)。
所述扩建的风电基础结构与实施例一类似，在此不再赘述，以下只描述不同之处。
一种软弱地基浅覆盖层上扩建的风电基础，包括：环形群桩210，环梁220，基础底座110，基础上台120，台柱240，加强构件250和基础环260。所述基础底座110为圆形或多边形。
沿所述基础底座110的外周设置有所述环形群桩210，所述环形群桩210包括4个以上的桩柱，所述桩柱的一端伸入所述软弱地基浅覆盖层内，所述桩柱的另一端与所述环梁220连接，所述桩柱的侧壁与其相邻的桩柱侧壁相接触。
所述环梁220设置在所述环形群桩210的桩柱顶部，且与各个桩柱的顶部连接。
所述基础底座110设置在所述环梁220的内侧，所述基础底座110的外周侧壁与所述环梁220的内周侧壁连接。
所述台柱240套设在所述基础上台120侧壁上，所述台柱120顶部固定设置有一基础环260，用于安装固定风力发电机组的塔筒；所述台柱的顶端至所述基础上台顶端的距离为2m。
多个加强构件250周向设置在所述台柱240的侧壁上，各加强构件250一端与所述台柱240的侧壁连接，另一端与所述环梁220连接，用于支承所述台柱240并传递所述台柱的荷载。
所述扩建的风电基础中的所述台柱240的结构与功用与实施例1中的软弱地基浅覆盖层上的新建风电基础近似，故此不再赘述。
扩建的风电基础中的所述加强构件250的结构与功用与实施例1中的软弱地基浅覆盖层上的新建风电基础相同，故此不再赘述。
本实施例中，所述环形群桩210的桩体结构、样式，以及环梁220的结构、材质与实施例1也相同，故此也不再赘述。
实施例3
如图6所示，本发明实施例提供一种软弱地基浅覆盖层上新建或扩建的风电基础的施工方法，包括：
S1：根据待新建或扩建风电基础的软弱地基浅覆盖层的地勘报告中的地基承载力、以及风电机组的荷载参数，确定所述环形群桩的桩柱型号并计算所述桩柱的入土深度，同时确定所述环形群桩210的围绕区域、以及所述风电基础的施工参数。
S2：在确定的所述环形群桩210的围绕区域内的软弱地基浅覆盖层中、或在原有风电基础四周的软弱地基浅覆盖层中，设置环形群桩210。
其中，“设置环形群桩210”包括：利用打桩设备向所述软弱地基浅覆盖层内打入多个桩体或是在所述软弱地基浅覆盖层内现场钻孔灌注形成混凝土桩；所述桩体选自拉森钢板桩、钢制型材预制桩或混凝土桩中的一种，所述混凝土桩为钻孔灌注混凝土桩或预制混凝土桩。
S3:在所述环形群桩的桩柱顶部建设环梁220和基础顶板230；或在所述环形群桩210的桩柱顶部上建设环梁并与所述基础底座110进行连接；
在新建的风电基础的施工中，所述S3步骤具体包括：
S301：在所述环形群桩210的顶部设置多层剪力钉或在所述环形群桩210的桩体顶部向上伸出20cm-50cm的预埋钢筋作为预留钢筋；
S302：绑扎位于所述环形群桩210的桩体顶部的环梁的钢筋以及位于所述环梁内部的所述基础顶板的钢筋，在所述环梁220内壁的预设安装工位向中心延伸多个钢筋接头用于将所述环梁与所述加强构件连接，在所述基础顶板230的预设安装工位向上伸出多个钢筋接头用于将所述基础顶板230与所述台柱240连接；
S303：搭设用于浇筑的环梁模板和基础顶板模板，并在模板中浇筑混凝土，形成所述环梁220和所述基础顶板230，并将所述剪力钉或伸出的所述预埋钢筋浇筑其中，使形成的所述环梁220与所述基础顶板230成为一体。
在扩建的风电基础的施工中，所述S3步骤具体包括：
S301：在所述环形群桩的顶部设置多层剪力钉或在所述环形群桩的桩体顶部向上伸出20cm-50cm的预埋钢筋作为预留钢筋，同时，将待与所述环梁连接的所述基础底座的圆形边缘或多边形的边角表面进行凿毛处理和植筋作业；
S302：绑扎位于所述环形群桩210的桩体顶部的环梁220的钢筋以及位于所述环梁内部的所述基础顶板的钢筋，在所述环梁内壁的预设安装工位向中心延伸多个钢筋接头用于将所述环梁220与所述加强构件250连接，在所述基础顶板230的预设安装工位向上伸出多个钢筋接头用于将所述基础顶板230与所述台柱240连接；
S303：搭设用于浇筑的环梁模板，在环梁模板中浇筑混凝土，并将所述剪力钉或伸出的所述预埋钢筋以及所述植筋浇筑在一起，使形成的所述环梁与所述基础底座成为一体。
S4：在所述基础顶板230或所述基础上台120上轴向建设台柱240；
其中，在新建的风电基础的施工中，所述S4步骤具体包括：
S401：在所述基础顶板230或所述基础上台120上轴向设置所述台柱240的内部钢筋，绑扎所述内部钢筋并与所述基础顶板预留的钢筋接头连接，同时，从所述台柱240侧壁的预设安装工位向外伸出多个钢筋接头用于将所述台柱240侧壁与所述加强构件连接；
S402：搭设浇筑所述台柱的台柱模板，再浇筑混凝土即完成所述台柱240的建设。
其中，在扩建的风电基础的施工中，所述S4步骤具体包括：
S401：在所述基础顶板230或所述基础上台120上轴向设置所述台柱240的内部钢筋，对所述基础上台120的侧壁以及所述基础底座110的部分表面进行凿毛处理和植筋作业，绑扎所述台柱240的内部钢筋并与所述基础底座110上的植筋进行连接，同时，从所述台柱240侧壁的预设安装工位向外伸出多个钢筋接头用于将所述台柱240侧壁与所述加强构件250连接；
S402：搭设浇筑所述台柱240的台柱模板，再浇筑混凝土即完成所述台柱240的建设。
S5：在所述台柱240的侧壁周向建设连接所述环梁的多个加强构件250，用以支撑所述台柱并传递所述台柱的载荷；具体的：
S501)绑扎所述加强构件250的内部钢筋并分别与所述环梁220上预留的钢筋接头、所述台柱240上预留的钢筋接头连接；
S502)搭设所述加强构件250的浇筑模板，再浇筑混凝土即完成所述加强构件250的建设。
S6：在所述台柱240环形结构的顶部和底部分别设置所述基础环260和锚板，再通过锚栓和螺母将所述基础环260及所述锚板固定在所述台柱的环形结构的顶部和底部，即完成所述软弱地基浅覆盖层上新建或扩建的风电基础的建设施工。
可选的，在步骤S3-S5中，所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件采用如下建造工序：
在所述环形群桩的顶部设置多层剪力钉或在所述环形群桩的桩体顶部向上伸出20cm-50cm的预埋钢筋作为预留钢筋，同时，在扩建的风电基础施工时还需要将待与所述环梁连接的所述基础底座的圆形边缘或多边形的边角表面进行凿毛处理和植筋作业；
随后完成所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件的钢筋的绑扎，且各构件预留相互连接的钢筋接头，将各构件的钢筋接头进行连接；
搭建所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件的模板；
再在模板中浇筑混凝土，使所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件通过剪力钉连接成整体。
可选的，在步骤S3-S5中，所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件在陆上完成或部分完成包括所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件中部分或全部构件的预制，且各预制构件中预留相互连接的钢筋接头，然后，将各预制构件运至安装现场，对各预制构件预留钢筋接头进行连接、然后在连接处用混凝土浇筑封闭，即可完成所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件的建设。
上述实施例提供的一种软弱地基浅覆盖层上新建或扩建的风电基础及其施工方法，是通过在软弱地基浅覆盖层内、或在软弱地基浅覆盖层内且围绕着原有风电基础的四周设置环形群桩、在环形群桩桩头上设置环梁、在环梁的内部设置基础顶板或将包围在环梁内部的原有风电基础的基础底座加以重新利用、在基础顶板或基础底座上设置承台、在环梁与承台之间设置用于支撑承台并传递承台荷载的加强构件、在承台上固定用于塔筒安装固定的基础环，完成新建或扩建风电基础的建设和施工，并将此风电基础用以塔筒的安装固定，满足在软弱地基浅覆盖层上新建或扩建风力发电场的现实需要。
其次，本发明结合了传统扩展基础及筒型基础的优势，是一种在传统的混凝土扩展基础的外围通过增加钢板桩或混凝土桩形成的新型群桩筒型基础结构，此结构将扩展基础及筒型基础两者通过环梁连接为一个整体，充分利用了扩展基础顶盖压力及侧壁筒型基础主被动土压力来抵抗风机运行中产生的大弯矩荷载，提高了基础结构的承载力，对于新建及扩容改造的风电场来讲，充分利用了土地资源，减少了土地占用面积，降低了资源占用成本，避免了现有技术在软弱地基浅覆盖层上新建或扩建风电基础时需要进行嵌岩和大面积地基处理的问题，提高了施工效率，且能够有效利用既有的风电基础，安全、经济、高效、便捷，能够有效提升企业的经济效益并获得较好的社会效益。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非是对其的限制，尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，本领域技术人员根据本说明书内容所做出的非本质改进和调整或者替换，均属本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种软弱地基浅覆盖层上新建的风电基础，其特征在于，所述风电基础从下至上依次包括：环形群桩、环梁、基础顶板、台柱、加强构件和基础环；
所述环形群桩包括4个以上的桩柱，所述桩柱的一端伸入所述软弱地基浅覆盖层内，所述桩柱的另一端与所述环梁连接，所述桩柱的侧壁与其相邻的桩柱侧壁相接触；
所述环梁设置在所述环形群桩的桩柱顶部，且与各个桩柱的顶部连接；
沿所述环梁的内侧周向设置有所述基础顶板，所述基础顶板的外周侧壁至少部分的与所述环梁的内周侧壁连接；
在所述基础顶板的上部轴向设置有所述台柱，所述台柱顶部设置有一基础环，用于风力发电机组中塔筒的安装固定；
多个加强构件周向设置在所述台柱的侧壁上，各加强构件一端与所述台柱的侧壁连接，另一端与所述环梁连接，用于支承所述台柱并传递所述台柱的荷载。
2.一种软弱地基浅覆盖层上扩建的风电基础，所述扩建的风电基础是指在软弱地基浅覆盖层原有风电基础上扩建的风电基础，所述原有风电基础包括基础底座和设置在所述基础底座上的基础上台，其特征在于，所述风电基础从下至上依次包括：环形群桩、环梁、台柱、加强构件和基础环；
沿所述基础底座的外周设置有所述环形群桩，所述环形群桩包括4个以上的桩柱，所述桩柱的一端伸入所述软弱地基浅覆盖层内，所述桩柱的另一端与所述环梁连接，所述桩柱的侧壁与其相邻的桩柱侧壁相接触；
所述环梁设置在所述环形群桩的桩柱顶部，且与各个桩柱的顶部连接；
所述基础底座设置在所述环梁的内侧，所述基础底座的外周侧壁至少部分的与所述环梁的内周侧壁连接；
所述台柱套设在所述基础上台侧壁上，所述台柱顶部固定设置有一基础环，用于安装固定风力发电机组的塔筒；所述台柱的顶端至所述基础上台顶端的垂直距离为1m-3m范围；
多个加强构件周向设置在所述台柱的侧壁上，各加强构件一端与所述台柱的侧壁连接，另一端与所述环梁连接，用于支承所述台柱并传递所述台柱的荷载。
3.如权利要求1或2所述的新建或扩建的风电基础，其特征在于，所述加强构件包括多个成对设置的径向分配梁和斜撑肋梁，其中所述径向分配梁的一端与所述台柱的侧壁底部连接，另一端与所述环梁内壁连接，所述斜撑肋梁一端与所述台柱的侧壁上部连接，另一端与所述环梁和所述的径向分配梁的连接部连接。
4.如权利要求1或2所述的新建或扩建的风电基础，其特征在于，所述台柱是顶端为环形结构的中空圆柱体，且所述环形结构的下方形成一个空腔，所述基础环以及安装在所述基础环上的所述塔筒与所述环形结构可拆卸连接。
5.如权利要求1或2所述的新建或扩建的风电基础，其特征在于，所述环形群桩的桩体选自拉森钢板桩、钢制型材预制桩或混凝土桩中的一种，所述混凝土桩为钻孔灌注混凝土桩或预制混凝土桩；所述环梁为钢筋混凝土梁。
6.如权利要求5所述的新建或扩建的风电基础，其特征在于，当所述环形群桩的桩柱为拉森钢板桩或钢制型材预制桩时，其顶部设有多层剪力钉；当所述环形群桩的桩柱为混凝土桩时，所述混凝土桩的顶部有裸露的预埋钢筋。
7.一种建造如权利要求1或2所述的新建或扩建的风电基础的施工方法，其特征在于，
根据待新建或扩建风电基础的软弱地基浅覆盖层的地勘报告的地基承载力、以及风电机组的荷载参数，确定所述环形群桩的桩柱型号并计算所述桩柱的入土深度，同时确定所述环形群桩的围绕区域、以及所述风电基础的施工参数；
在软弱地基浅覆盖层上按照从下至上的顺序依次建造环形群桩、环梁、台柱、加强构件和基础环；
其中，所述环形群桩的桩体按照以下方式建造：在软弱地基浅覆盖层上利用打桩设备向所述软弱地基浅覆盖层内打入多个桩体或是在所述软弱地基浅覆盖层内现场钻孔灌注形成混凝土桩作为桩体；所述桩柱的侧壁与其相邻的桩柱侧壁相接触。
8.一种如权利要求7所述的新建或扩建的风电基础的施工方法，其特征在于，
所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件采用如下建造工序：
在所述环形群桩的顶部设置多层剪力钉或在所述环形群桩的桩体顶部向上伸出20cm-50cm的预埋钢筋作为预留钢筋，同时，在扩建的风电基础施工时还需要将待与所述环梁连接的所述基础底座的圆形边缘或多边形的边角表面进行凿毛处理和植筋作业；
随后完成所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件的钢筋的绑扎，且各构件预留相互连接的钢筋接头，将各构件的钢筋接头进行连接；
搭建所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件的模板；
再在模板中浇筑混凝土，使所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件通过剪力钉连接成整体。
9.如权利要求7-8任一项所述的一种软弱地基浅覆盖层上新建或扩建的风电基础的施工方法，其特征在于，所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件在陆上完成或部分完成包括所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件中部分或全部构件的预制，且各预制构件中预留相互连接的钢筋接头，然后，将各预制构件运至安装现场，对各预制构件预留钢筋接头进行连接、然后在连接处用混凝土浇筑封闭，使所述环梁、所述基础顶板、所述台柱和所述加强构件通过剪力钉连接成整体。
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