CN113700026A - 一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础及施工方法，包括钢筒，所述钢筒插装在软土，所述钢筒的顶部机械式连接有塔筒；本申请将钢筒插入在软土中，避免了繁琐的钢筋绑扎流程和大体积混凝土浇筑的流程，节省施工周期30％；整体造价上节省20％以上。

Description

一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础及施工方法

技术领域

本发明涉及风力发电机组基础技术领域，特别涉及一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础及施工方法。

背景技术

能源供应的安全性、经济性和可持续性是一个长期且时刻不可遗忘的课题。如何构建清洁低碳、安全高效的能源体系成为一个新的紧迫问题。同时我国风电装机容量快速增长，风机大型化趋势加快，急迫需要再各个方面降低风电场建设的造价成本，并缩短风电场建设周期。传统风机基础形式造价较高，适用性较差，需要新的风机基础形式减少工程造价，缩短工期。

在软土地区目前行业应用较多的是桩基础，此种基础具有施工时间长和成本较贵的缺点，并且现场现浇混凝土导致施工周期较长，桩基试验又大大增加了施工周期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础及施工方法，解决了现有的软土桩基础存在成本高、周期长的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础，包括钢筒，所述钢筒插装在软土，所述钢筒的顶部机械式连接有塔筒。

优选地，所述钢筒的外侧壁设置有多个加固体，多个加固体沿钢筒的圆周方向均布。

优选地，所述加固体由水泥浆或灌浆料灌注而成。

优选地，所述加固体为搅拌桩或预制桩。

优选地，所述加固体的顶部设置有承台。

优选地，所述钢筒的顶部套装有下法兰和上法兰，其中，下法兰置于上法兰的下方；所述上法兰与塔筒连接。

优选地，所述下法兰与钢筒之间焊接连接。

优选地，所述下法兰和上法兰之间通过螺柱连接。

一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础的施工方法，包括以下步骤：

将钢筒压入软土中；将塔筒吊装在钢筒的顶部。

优选地，将钢筒压入软土中之前，将钢筒和下法兰进行焊接连接；

将钢筒压入软土中之后，将塔筒吊装在钢筒的顶部之前，还包括以下步骤：

在钢筒的外壁上沿圆周方向注入形成加固体；

在加固体的上端浇筑形成承台；

将塔筒吊装在钢筒的顶部之后，通过螺柱将与塔筒连接的上法兰和下法兰进行连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础及施工方法，将钢筒插入在软土中，避免了繁琐的钢筋绑扎流程和大体积混凝土浇筑的流程，节省施工周期30％；整体造价上节省20％以上；同时，本申请的埋置深度能够随意调整，整体性强、稳定性好、便于更换元件，有较大的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载，施工时对邻近建筑物影响较小。

附图说明

图1是本发明的一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础结构的主视剖视图；

图2是本发明的一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础结构的俯视图；

图中：1-塔筒，2-上法兰，3-下法兰，4-螺母，5-螺柱，6-钢筒，7-承台， 8-防水帷幕，9-加固体，10-软土，11-注浆管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

如图1-图2所示，本发明的实施例提供了一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础，用以支撑风力发电机组结构，所述静压钢筒风力发电机组基础包括上法兰2、下法兰3、螺母4、螺柱5、钢筒6、承台7、防水帷幕8、加固体 9、软土10，其中，钢筒6为圆筒结构，所述钢筒6的内腔中填充有软土10。

所述加固体9设置有多个，多个加固体沿钢筒的圆周方向均布在钢筒6的外壁上。

所述钢筒6的顶部设置有承台7。

所述钢筒6的顶部套装有下法兰3和上法兰2，所述上法兰2置于下法兰3 的上方，且两者之间通过螺柱5连接。

所述上法兰2与塔筒1连接。

所述螺柱5的两端均螺纹连接有一个螺母4。

所述承台7的侧壁缠绕有伞状结构的防水帷幕8，其主要针对湿陷性黄土等对水较敏感的地质条件，防水帷幕8作用主要是将雨水或其他水源与钢筒6 分隔。

所述钢筒6的长度过长时，可通过分段形式进行现场焊接或螺柱连接。

所述钢筒6和下法兰3焊接为一体。

所述软土指不是岩石的可挖的土体，包含但不限于湿陷性黄土、粉土、砂土、淤泥等。

所述加固体9由水泥浆或灌浆料灌注而成，用于包裹住钢筒6提供更大侧摩擦力和被动土压力等。根据不同地质条件加固体9也可用桩基进行替代，例如搅拌桩、预制桩等。

所述承台7材料为混凝土材料，当荷载较大时可以通过钢筋与钢筒6锚固增加强度。当荷载较小时，可减小承台7尺寸，用于内部设备放置。

所述螺柱5设置有多个，多个螺柱5以下法兰的中心为圆心排列成两同心圆结构，且两同心圆上的所有螺柱5均匀分布。其作用是使得基础和塔筒1直接刚性连接。

所述钢筒6的直径为4m～10m；传统基础占地面积由圆形直径20m左右，所以从占地面积方面考虑，至少节省50％占地面积。

为方便理解本发明，所述一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础结构的施工方法为：

步骤1：在工厂加工钢筒6和下法兰3并焊接；

步骤2：将所述钢筒6周边布置注浆管11，通过静压桩机或锤压机方式，压入软土10中；

步骤3：将水泥浆或灌浆料等类似材料，通过注浆管11注入形成加固体9，或者通过桩基形成加固体9,例如搅拌桩，预应力管桩；

步骤4：在加固体9上部浇筑钢筋混凝土，形成承台7；

步骤5：当有需要时在承台7外围形成防水帷幕8，当不需要时可取消；

步骤6：当承台7强度达到设计要求，可以进行塔筒1吊装，通过螺母和4 螺柱5将下法兰3和上法兰2连接，并对螺柱5进行预应力后张拉工序。

本发明涉及的基础埋深较大，属于深基础，整体性和稳定性好，具体地：从结构上来说，本发明涉及的钢筒的上部没有封闭，焊接上顶法兰可以直径与基础的底法兰直接螺柱连接，增加了连接的便宜性。

从施工方案来讲，沉筒方式采用力压桩机设备通过压桩机自重和机架上的配重提供反力，将钢筒压入土中。传统的桩直径一般为1m左右，静压钢筒风力发电机组基础的采用钢筒为4m以上，则单台压桩机的配重难以满足要求，需考虑多台压装机对称进行同时协调对钢筒加压才可以。

从受力方面讲，陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础是类似圆柱结构，其通过较大的与土体接触面积，产生摩擦力，地基反力，主动土压力，被动土压力等，从而能承受较大的垂直和水平荷载。由于目前风机机组荷载越来越大，但塔筒的直径变化不大，静压钢筒的直径匹配塔筒直径变化也不大，所以为了实现可实施性，需要在静压钢筒外部增加固体。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础，其特征在于，包括钢筒(6)，所述钢筒(6)插装在软土(10)中，所述钢筒(6)的顶部机械式连接有塔筒(1)。

2.根据权利要求1所述的一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础，其特征在于，所述钢筒(6)的外侧壁设置有多个加固体(9)，多个加固体(9)沿钢筒(6)的圆周方向均布。

3.根据权利要求2所述的一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础，其特征在于，所述加固体(9)由水泥浆或灌浆料灌注而成。

4.根据权利要求2所述的一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础，其特征在于，所述加固体(9)为搅拌桩或预制桩。

5.根据权利要求2所述的一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础，其特征在于，所述加固体(9)的顶部设置有承台(7)。

6.根据权利要求1所述的一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础，其特征在于，所述钢筒(6)的顶部套装有下法兰(3)和上法兰(2)，其中，下法兰(3)置于上法兰(2)的下方；所述上法兰(2)与塔筒(1)连接。

7.根据权利要求6所述的一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础，其特征在于，所述下法兰(3)与钢筒(6)之间焊接连接。

8.根据权利要求6所述的一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础，其特征在于，所述下法兰(3)和上法兰(2)之间通过螺柱(5)连接。

9.一种如权利要求1-8中任一项所述的陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

将钢筒(6)压入软土中；将塔筒(1)吊装在钢筒(6)的顶部。

10.根据权利要求9所述的一种陆上软土用静压钢筒风力发电机组基础的施工方法，其特征在于，将钢筒(6)压入软土中之前，将钢筒(6)和下法兰(3)进行焊接连接；

将钢筒(6)压入软土中之后，将塔筒(1)吊装在钢筒(6)的顶部之前，还包括以下步骤：

在钢筒(6)的外壁上沿圆周方向注入形成加固体(9)；

在加固体(9)的上端浇筑形成承台(7)；

将塔筒(1)吊装在钢筒(6)的顶部之后，通过螺柱(5)将与塔筒连接的上法兰和下法兰进行连接。

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