CN113756361A - 一种基础环式风机基础加固结构和方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于风机基础加固技术领域，公开了一种基础环式风机基础加固结构和方法，包括加固结构和风机基础，所述风机基础包括基础环以及埋设基础环的混凝土，所述加固结构至少设置在因混凝土承载能力不足导致开裂的区域；所述加固结构包括加固组件和减震组件，所述减震组件设置在加固组件与基础环之间，并与两者紧密贴合，所述加固组件与风机基础上部混凝土固定连接；本发明加固组件和减震组件共同承担动态挤压力，并且减震组件可以有效减轻加固组件承受的动态挤压力，为基础环提供一个微小的变形空间，在两者的共同作用下可有效减少基础环两侧混凝土的开裂，实现对风机基础的加固。

Description

一种基础环式风机基础加固结构和方法

技术领域

本发明属于风机基础加固技术领域，具体涉及一种基础环式风机基础加固结构和方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

风能资源作为新型能源之一，以其清洁、可再生、无污染的优点，逐渐占据市场能源中的重要位置。近年来，风力发电厂发展迅速，特别是大量采用基础环方式连接的风机项目投入使用。风机常年处于受风状态，风荷载引起风机塔筒水平方向的振动。因此，基础环内外侧混凝土常年承受风机塔筒壁的动态挤压作用。随时间推移，基础环内外侧混凝土经常出现开裂等问题，混凝土的开裂影响风机基础的耐久性，进而影响风机的安全。

一般情况下，基础环内外混凝土的裂缝为非结构裂缝，并不是由于承载能力不足引起的，此时不需采用加大截面法等方法对基础进行加固，仅需进行表观处理即可。

但是，风机基础因承载能力不足引起基础开裂的现象，此时需采取可靠的加固措施提高其承载能力。特别是在高寒地区，冻融循环可引起裂缝逐年扩展，影响风机基础安全。当裂缝开展过于严重时，容易造成基础内部受力钢筋锈蚀等问题。因此，当因承载能力不足引起基础开裂时，需对基础环式风机基础采取加固措施，以提高基础的耐久性和安全性。

发明内容

基础环式风机基础因承载能力不足导致开裂，严重影响基础的耐久性和安全性，为解决该问题，本发明提出了一种基础环式风机基础加固结构和方法，并通过如下的技术方案来解决：

一方面，本发明提供了一种基础环式风机基础加固结构，包括加固结构和风机基础，所述风机基础包括基础环以及埋设基础环的混凝土，所述加固结构至少设置在所述混凝土因承载能力不足导致开裂的区域；

所述加固结构包括加固组件和减震组件，所述减震组件设置在加固组件与基础环之间，并与两者紧密贴合，所述加固组件与风机基础上部混凝土固定连接。

进一步地，所述加固结构环绕所述基础环，可同时加固开裂区域和未开裂区域。

进一步地，所述加固组件为环梁，通过植入钢筋与混凝土连接。

进一步地，所述减震组件为一体式环状弹性件。

进一步地，所述减震组件由多个弹性件组成，弹性件与弹性件之间具有间隙，均匀布置在所述基础环和所述环梁之间。

进一步地，所述风机基础外边缘均匀布置多个挖孔桩，挖孔桩与环梁外侧紧密贴合，为加固后的风机基础提供抗侧刚度。

进一步地，所述一体式环状弹性件为减震橡胶环。

进一步地，所述环梁与混凝土的接触面进行凿毛处理。

进一步地，所述环梁由径向钢筋、环向钢筋和架立钢筋绑扎后浇筑混泥土而成，所述植入钢筋在混凝土浇筑前与径向钢筋、环向钢筋和架立钢筋绑扎成为一个整体。

另一方面，本发明提供了一种基础环式风机基础加固方法，包括以下步骤：

(1)对风机基础的基础环内侧和/或外侧混凝土进行凿毛；

(2)清除基础环污物，刷涂结构胶，粘贴减震橡胶环；

(3)进行植筋，采用静力钻孔方式钻孔，然后插入植入钢筋，最后植筋孔内注满植筋胶；

(4)浇筑环梁，将植入钢筋和环向钢筋、径向钢筋和架立钢筋绑扎固定，使整个钢筋笼成为一个整体；

(5)对于风机基础破坏严重的情况，风机基础外边缘增设多个挖孔桩，并且均匀布置，挖孔桩与环梁外侧紧密贴合，采用人工成孔的方式成孔，绑扎钢筋，并下放钢筋笼；

(6)浇筑混凝土，采用强制搅拌机制作高强水泥砂浆或者细石混凝土，用于环梁和挖孔桩浇筑；

(7)混凝土养护，刷涂防水剂。

上述本发明的有益效果如下：

(1)本发明加固结构包括加固组件和减震组件，其中减震组件设置在加固组件与基础环之间，加固组件和减震组件共同承担风机塔筒壁的动态挤压力；并且减震组件可以有效减轻加固组件承受的动态挤压力，为基础环提供一个微小的变形空间，在两者的共同作用下可有效减少基础环两侧混凝土的开裂，实现对风机基础的加固。

(2)本发明在风机基础外边缘均匀布置多个挖孔桩，挖孔桩与环梁外侧紧密贴合，为加固后的风机基础提供抗侧刚度，减小风机基础上环梁的响应。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的限定。

图1为本发明基础加固结构和基础环的整体结构剖面图；

图2为本发明基础加固结构和基础环的整体结构俯视图；

图3为本发明基础加固结构剖面图。

图中，1挖孔桩，11挖孔桩纵筋，12挖孔桩箍筋，2基础环，3环梁，31植入钢筋，32径向钢筋，33环向钢筋，34架立钢筋，4减震橡胶环，5凿毛面。

为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

风机常年处于受风状态，风荷载引起风机塔筒水平方向的振动，基础环内外侧混凝土常年承受风机塔筒壁的动态挤压作用，随时间推移，基础环内外侧混凝土经常出现开裂等问题，尤其基础环与风机基础交接部位最容易产生裂缝，以径向裂缝为主。混凝土的开裂影响风机基础的耐久性，进而影响风机的安全。

为解决上述问题，本发明提供了一种基础环式风机基础加固结构，如图1所示，包括加固结构和风机基础，风机基础包括基础环2以及埋设基础环的混凝土，加固结构至少设置在所述混凝土因承载能力不足导致开裂的区域；为了节省工期或者成本仅需要对开裂区域进行局部加固，但有时开裂区域不止一处，如若对开裂区域全部进行局部加固，此时从节省工期或者成本上来考虑便不再合适，并且进行局部加固效果虽能达到，但是有局限性。因此，优选的，加固结构环绕基础环2，既可从基础环2内侧环绕也可从基础环2外侧环绕，可同时加固开裂区域和未开裂区域。

开裂区域有可能出现在基础环2内侧的混凝土，也有可能出现在基础环2外侧额混凝土，加固时要根据开裂位置对风机基础进行加固，如图1所示，加固结构对基础环2两侧的风机基础混凝土进行加固。

加固结构包括加固组件和减震组件，减震组件设置在加固组件与基础环2之间，并与两者紧密贴合，加固组件与风机基础上部混凝土固定连接。减震组件可以有效减轻加固组件承受的动态挤压力，为基础环提供一个微小的变形空间。

本发明加固结构的加固组件与基础环之间设置减震组件，其中加固组件又与风机基础上部混凝土固定连接，实现对减震组件的限位，加固组件和减震组件共同承担动态挤压力，并且减震组件可以有效减轻加固组件承受的动态挤压力，为基础环提供一个微小的变形空间，在两者的共同作用下可有效减少基础环两侧混凝土的开裂，实现对风机基础的加固。

下面提供了一个本发明的优选实施例，并结合附图进行详细说明。

实施例1

如图1-3所示，加固组件为环梁3，通过植入钢筋31与混凝土连接。环梁3由径向钢筋32、环向钢筋33和架立钢筋34绑扎后浇筑混泥土而成，植入钢筋31在混凝土浇筑前与径向钢筋32、环向钢筋33和架立钢筋34绑扎成为一个整体。

新老混凝土结合，在结合处形成施工缝，影响混凝土结构的连续性，对抗弯、抗剪不太有利。抗弯时会产生相互错位的情况。如果表面不在一个平面，错位的现象得到改善；对抗剪来说更有利，因为新老混凝土结合部不是一个光滑的平面，而且有犬牙交错的阻力，不容易产生破坏。因此环梁3与混凝土的接触面进行凿毛处理，如图3所示的凿毛面5，凿毛深度30mm～50mm，空鼓部位应凿毛至空鼓层下方。

植筋作业时，植筋孔深度不小于15倍植入钢筋31直径。植筋钻孔必须采用静力钻孔，不得用手凿，植筋孔内壁应有一定的粗糙度，不应光滑。清孔用硬毛刷或硬质尼龙刷清刷孔壁，孔内用压缩空气将昏沉吹净并用水冲净。将需要植入钢筋31的插入部分用钢丝刷刷干净，然后慢慢旋转着插入孔内，保持静止至植筋胶固化为止。

环梁3高度和宽度根据受力情况进行计算。

浇筑环梁3的混凝土可采用高强水泥砂浆或者细石混凝土，立方体抗压强度标准值应至少高于原风机基础1个等级。环梁3混凝土中可加入2％质量分数的钢纤维，提高混凝土的延性和抗裂能力。

环梁3一方面可以承担来自基础环的动态挤压力，另一方面可以对减震组件实现限位，并且减震组件可以有效减轻环梁3承受的动态挤压力，为基础环2提供一个微小的变形空间，在两者的共同作用下可有效减少基础环2两侧混凝土的开裂，实现对风机基础的加固。

如图2所示，减震组件为一体式环状弹性件。在其他一些实施例中，减震组件也可由多个弹性件组成，弹性件与弹性件之间具有间隙，均匀布置在基础环2和环梁3之间。

优选的，一体式环状弹性件为减震橡胶环4。减震橡胶环4厚度宜取20mm～50mm，采用结构胶粘贴在基础环2表面，粘贴前应将基础环2表面污物处理干净。

如图1、图2和图3所示，对于风机基础破坏严重的情况，风机基础外边缘均匀布置多个挖孔桩1，挖孔桩1与环梁3外侧紧密贴合，为加固后的风机基础提供抗侧刚度，减小风机基础上环梁3的响应。

挖孔桩1为人工挖孔桩，其下部通过植筋方式与原风机基础底板上表面连接，与原风机基础接触的侧面通过植筋方式连接。植筋前，需对连接界面进行凿毛处理。

挖孔桩1由挖孔桩纵筋11和挖孔桩箍筋12绑扎成钢筋笼后浇筑混凝土而成，浇筑混凝土强度等级与原基础相同。

实施例2

本实施例提供了一种基础环式风机基础加固方法，包括以下步骤：

(1)对风机基础的基础环2内侧和/或外侧混凝土进行凿毛；凿毛深度30mm～50mm；对于裂缝、空心、起拱等缺陷严重的，凿毛深度以现场缺陷深度为准；

(2)清除基础环2污物，刷涂结构胶，粘贴减震橡胶环4；

(3)进行植筋，采用静力钻孔方式钻孔，先在植筋孔深度的2/3范围内注入植筋胶，然后插入植入钢筋31，最后植筋孔内注满植筋胶；清理表面混凝土碎屑，刷涂界面剂；

(4)浇筑环梁3，将植入钢筋31和环向钢筋33、径向钢筋32和架立钢筋34绑扎固定，使整个钢筋笼成为一个整体；

(5)对于风机基础破坏严重的情况，风机基础外边缘增设多个挖孔桩1，并且均匀布置，挖孔桩1与环梁3外侧紧密贴合，采用人工成孔的方式成孔，绑扎钢筋，并下放钢筋笼；

(6)浇筑混凝土，采用强制搅拌机制作高强水泥砂浆或者细石混凝土，用于环梁3和挖孔桩1浇筑；用于环梁3浇筑的混凝土，其强度应至少高于原混凝土实测强度1个等级，用于挖孔桩1浇筑的混凝土，其强度与原基础强度相同。

(7)混凝土养护，施工完毕后，上部覆盖毛毯等进行洒水养护，养护时间不低于7天；刷涂防水剂，养护后，在基础环内外表面刷防水涂料。

本发明虽然己以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种基础环式风机基础加固结构，其特征在于，包括加固结构和风机基础，所述风机基础包括基础环以及埋设基础环的混凝土，所述加固结构至少设置在因混凝土承载能力不足导致开裂的区域；

所述加固结构包括加固组件和减震组件，所述减震组件设置在加固组件与基础环之间，并与两者紧密贴合，所述加固组件与风机基础上部混凝土固定连接。

2.如权利要求1所述的一种附加隔离护筒单桩单柱的延性抗震结构，其特征在于，所述加固结构环绕所述基础环，可同时加固开裂区域和未开裂区域。

3.如权利要求2所述的一种基础环式风机基础加固结构，其特征在于，所述加固组件为环梁，通过植入钢筋与混凝土连接。

4.如权利要求3所述的一种基础环式风机基础加固结构，其特征在于，所述减震组件为一体式环状弹性件。

5.如权利要求3所述的一种基础环式风机基础加固结构，其特征在于，所述减震组件由多个弹性件组成，弹性件与弹性件之间具有间隙，均匀布置在所述基础环和所述环梁之间。

6.如权利要求3所述的一种基础环式风机基础加固结构，其特征在于，所述风机基础外边缘均匀布置多个挖孔桩，挖孔桩与环梁外侧紧密贴合，为加固后的风机基础提供抗侧刚度。

7.如权利要求4所述的一种基础环式风机基础加固结构，其特征在于，所述一体式环状弹性件为减震橡胶环。

8.如权利要求3所述的一种基础环式风机基础加固结构，其特征在于，所述环梁与混凝土的接触面进行凿毛处理。

9.如权利要求3所述的一种基础环式风机基础加固结构，其特征在于，所述环梁由径向钢筋、环向钢筋和架立钢筋绑扎后浇筑混泥土而成，所述植入钢筋在混凝土浇筑前与径向钢筋、环向钢筋和架立钢筋绑扎成为一个整体。

10.一种基础环式风机基础加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对风机基础的基础环内侧和/或外侧混凝土进行凿毛；

(2)清除基础环污物，刷涂结构胶，粘贴减震橡胶环；

(3)进行植筋，采用静力钻孔方式钻孔，然后插入植入钢筋，最后植筋孔内注满植筋胶；

(4)浇筑环梁，将植入钢筋和环向钢筋、径向钢筋和架立钢筋绑扎固定，使整个钢筋笼成为一个整体；

(5)对于风机基础破坏严重的情况，风机基础外边缘增设多个挖孔桩，并且均匀布置，挖孔桩与环梁外侧紧密贴合，采用人工成孔的方式成孔，绑扎钢筋，并下放钢筋笼；

(6)浇筑混凝土，采用强制搅拌机制作高强水泥砂浆或者细石混凝土，用于环梁和挖孔桩浇筑；

(7)混凝土养护，刷涂防水剂。

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