CN213926346U - 用于湿陷性黄土地区的风力发电机地基结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于湿陷性黄土地区的风力发电机地基结构，风力发电机地基结构包括：基坑；桩孔，设置在基坑内，多个桩孔设置于湿陷性黄土中，多个桩孔呈正六边形设置；填充料体，设置于桩孔内，填充料体包括水泥、砂和卵石。该风力发电机地基结构具有施工原材料获取方便，施工操作简单方便，施工成本相对较低，可以满足承受大荷载风机基础地基的要求。

Description

用于湿陷性黄土地区的风力发电机地基结构

技术领域

本实用新型涉及风力发电机地基技术领域，尤其涉及一种用于湿陷性黄土地区的风力发电机地基结构。

背景技术

我国已在大部分地方建立风力发电场，如新疆、东北、内蒙古、河北、西北以及我国的东部沿海地区，在我国西北地区建立风力发电厂，具有优越的条件，该地区风力资源丰富，地形宽广，但该地分布有大厚度自重湿陷性黄土。在湿陷性黄土建立风力发电场与其它地区有着很大的区别，由于它们的地质条件存在差异。对于风力发电机一般安装都在黄土峁顶部，该处的黄土干强度比较高一般的天然含水程度比较低。在地质不同的增湿进行情况下，该地黄土无法密集；增湿水系较难的地方就是在黄土峁顶部，就算采用增湿措施，也很难将增湿效果得到有效地处理，而且有可能会影响到黄土边坡的稳固问题。

风力发电机组基本的受力特征是：风力发电机可以承受360度方向的承重数量以及特殊性的大偏心受力，地质中地基要求具有较高稳固性，在设施的完善中，风电机组要承受超大的荷载，以及水平荷载、扭矩、倾覆弯矩，其中倾覆弯矩受基础稳定控制，当下大厚度自重湿陷性黄土地区的发电机基层地基结构，主要有下面几种：换填垫层地基，适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理，处理适宜深度为1m至3m，根据风力发电机基础结构特点、荷载性质、岩土工程条件、施工机械设备及填料性质和来源等进行综合分析，进行换填垫层的设计，该地基是将基础底面以下一定深度范围内的软弱土层挖去，然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的填料分层填充，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，成为良好的人工地基，换填处理范围，每边超出基础外缘的宽度，不应小于垫层的厚度，该地基结构能够满足上部风机基础所需的地基承载力的要求，优点是承载力较高，缺点是对材料要求较高；重锤表面夯实地基，适用于处理饱和度不大于60％的湿陷性黄土地基，处理适宜深度为3m至5m，其加固地基机理是通过反复巨大的冲击能及伴随产生的压缩波、剪切波和瑞利波等对地基发挥综合作用，使土体受到瞬间加荷，加荷的拉压交替使用，使土颗粒间的原有接触形式迅速改变，产生位移，完成土体压缩-加密的过程，优点是省工、省料、经济效益高，缺点是地基承载力不高，只适宜小荷载风机基础的施工；螺旋钻孔桩基础地基，是将上部荷载传递给桩侧和桩底端以下的土(或岩)层，采用挖、钻孔等非挤土方法而成的桩，其处理适宜深度为5m至30m，施工过程为采用挖、钻孔将土排出孔外，然后浇筑混凝土并下入钢筋笼，通过对混凝土的养生使基础达到满足设计荷载要求，该地基可以满足承受大荷载风机基础地基的要求，但施工较复杂，且造价较高。

因此，有必要开发一种用于湿陷性黄土地区的风力发电机地基结构，具有施工原材料获取方便，施工操作简单方便，施工成本相对较低，可以满足承受大荷载风机基础地基的要求。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此本实用新型提出了一种用于湿陷性黄土地区的风力发电机地基结构。

有鉴于此，本实用新型提出了一种用于湿陷性黄土地区的风力发电机地基结构，所述风力发电机地基结构包括：

基坑；

桩孔，设置在所述基坑内，多个所述桩孔设置于所述湿陷性黄土中，多个所述桩孔呈正六边形设置；

填充料体，设置于所述桩孔内，所述填充料体包括水泥、砂和卵石。

进一步地，所述基坑外还设有1排至3排的所述桩孔。

进一步地，所述水泥、所述砂和所述卵石的体积比为1：(9-11)：(5-7)。

进一步地，所述卵石的粒径为20mm至50mm。

进一步地，所述填充料体的湿度为18％至22％。

进一步地，所述桩孔的直径为800mm至860mm。

进一步地，相邻的所述桩孔的中心距为1.6m至2.0m。

进一步地，通过柴油锤锤击前端为锥体的钢管形成所述桩孔。

进一步地，所述钢管的长度为5m至10m，所述钢管的直径为800mm。

本实用新型提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实用新型的风力发电机地基结构通过在桩孔内压入水泥砂卵石，获得加固效果，增加地基结构的密实度，同时水泥砂卵石挤密后形成的桩体有利于地基结构中超大孔隙的消散，有效地增强湿陷性黄土的抗液化能力，而且在荷载的作用下水泥砂卵石挤密后形成的桩体又与地基结构土共同承担荷载作用，可以满足承受大荷载风机基础地基的要求，此外，本实用新型的风力发电机地基结构的施工原材料获取方便，操作简单方便，成本相对较低，提高企业经济性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的用于湿陷性黄土地区的风力发电机地基结构的示意图；

图2示出了根据本实用新型一个实施例的桩孔的剖视图。

其中，图1和图2中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1基坑，2桩孔，3填充料体。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的用于湿陷性黄土地区的风力发电机地基结构的示意图；图2示出了根据本实用新型一个实施例的桩孔的剖视图。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种用于湿陷性黄土地区的风力发电机地基结构，该风力发电机地基结构包括：

基坑；

桩孔，设置在基坑内，多个桩孔设置于湿陷性黄土中，多个桩孔呈正六边形设置；

填充料体，设置于桩孔内，填充料体包括水泥、砂和卵石。

通过在桩孔内压入水泥砂卵石，获得加固效果，增加地基结构的密实度，同时水泥砂卵石挤密后形成的桩体有利于地基结构中超大孔隙的消散，有效地增强湿陷性黄土的抗液化能力，而且在荷载的作用下水泥砂卵石挤密后形成的桩体又与地基结构土共同承担荷载作用，可以满足承受大荷载风机基础地基的要求，此外，本实用新型的风力发电机地基结构的施工原材料获取方便，操作简单方便，成本相对较低，提高企业经济性。

进一步地，基坑外还设有1排至3排的桩孔。

风机基础荷载重力向地基结构传导时，荷载重力是向下扩散的，扩散角大约45度，所以基础外需要多出1排至3排的桩孔。

进一步地，水泥、砂和卵石的体积比为1：(9-11)：(5-7)。

水泥：砂：卵石比值为1：10：6，实际施工中控制在1：(9-11)：(5-7)。

实际现场实验验证中上述配比，各材料间孔隙率最小，填充料体最密实。

进一步地，卵石的粒径为20mm至50mm。

卵石的粒径为20mm至50mm，为卵石的通常大多数粒径，此粒径方便施工，其中，卵石的粒径过大会堵塞桩体，卵石的粒径过小只能按粗砂考虑。

进一步地，填充料体的湿度为18％至22％。

实际现场实验验证中填充料体的湿度为20％为最优，湿度小于18％夯实时各材料粘接性较弱，湿度大于22％时各材料无法夯实粘接，会行成流体。

进一步地，桩孔的直径为800mm至860mm。

通常桩孔的直径为800mm，因为钻孔设备模数为0.8米，施工后桩孔的直径略大于800mm。

因为钻孔设备模数为0.8米，桩孔的直径为800mm，一方面可以满足风机重力荷载对地基结构的受力传导，另一方面方便施工。

进一步地，相邻的桩孔的中心距为1.6m至2.0m。

此中心距为桩孔的直径径的一倍左右，按桩孔的直径密度考虑可以满足风机重力荷载对地基结构的受力传导，中心距过小会影响相邻桩体的施工质量，中心距过大无法满足风机重力荷载对地基结构的受力传导。

进一步地，通过柴油锤锤击前端为锥体的钢管形成桩孔。

其中，钢管的长度为5m至10m，钢管的直径为800mm。

采用长度为5m至10m，直径为800mm的钢管作为钻头施工，钻机就位后，将钢管钻头对准设定好的桩孔位置，用柴油锤将钢管钻头打入湿陷性黄土中。

实施例

本实施例的用于湿陷性黄土地区的风力发电机地基结构处理深度为5m至10m。

在处理地基前先将施工场地进行平整处理，轴线控制桩及水准点桩已经设置并编号，经复核，桩孔位置已经放线并钉标桩定位或撒石灰。

需要说明的是，本实施例中充填料体的充填顺序为先里面的桩孔后外面的桩孔。

进一步地，通过钢钎打入湿陷性黄土中20cm至30cm拔出后用石灰灌孔做好桩孔标记，桩孔位置偏差控制在0.4个桩孔直径内，现场工作人员要及时复核，准确无误后方可根据所放标记进行桩孔成孔操作。

桩孔是采用长度为5m至10m，直径为0.8米厚壁钢管，并且钢管的前端为椎体作为钻头施工，现将椎体尖部对准中心位置，用线锤从两个不同方向校正钢管的垂直度，确定在规定允许范围后，用D400柴油锤将钢管打入湿陷性黄土中，当湿陷性黄土含水量大于20％时已出现缩孔现象，不得进行桩孔成孔施工，在桩孔成孔后应及时夯填，并应尽量避免设备碾压造成的上部缩孔，如果因碾压造成缩孔，应在夯填前进行二次桩孔成孔，桩孔成孔后应将地表松散土块由桩孔中心向四周拨开，一面掉入桩孔内影响充填料体的充填质量。

进一步地，本实施例中充填料体的配比为水泥：砂：卵石＝1:10:6，湿度为20％，其中，水泥采用P.O 42.5水泥，卵石为粒径为20mm至50mm。

需要说明的是，在向桩孔填料前，应先将桩孔的孔底夯实2锤至3锤，然后将充填料体分层回填夯实，每次充填料体厚度为400mm至500mm，分别从两个方向对称下料，避免因填料不平而造成桩体打歪，夯实的夯锤高度不低于3m，夯击次数不少于6次，密实后方可填料，如此反复。

按要求频率对桩体压实度进行检测，整段施工完成后，检测承载力及挤密效果等要符合设计要求。

需要说明的是，在夯击时要保持平稳、沉管垂直，夯锤对准桩孔中心，确保夯锤能自由落入孔底；桩孔成孔时，要打一孔，填一孔，应防止受水浸湿且必须当天回填夯实，为避免夯打造成缩颈堵塞，可隔几个桩位跳打夯实；桩孔的成孔深度应符合设计规定，桩孔填料前，应先夯击孔底2锤至3锤，根据试验测定的密实度要求，随填随夯，若锤击数不够，可适当增加锤击数。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种用于湿陷性黄土地区的风力发电机地基结构，其特征在于，所述风力发电机地基结构包括：

基坑；

桩孔，设置在所述基坑内，多个所述桩孔设置于所述湿陷性黄土中，多个所述桩孔呈正六边形设置；

填充料体，设置于所述桩孔内。

2.根据权利要求1所述的用于湿陷性黄土地区的风力发电机地基结构，其特征在于，所述基坑外还设有1排至3排的所述桩孔。

3.根据权利要求1所述的用于湿陷性黄土地区的风力发电机地基结构，其特征在于，所述填充料体的湿度为18％至22％。

4.根据权利要求1所述的用于湿陷性黄土地区的风力发电机地基结构，其特征在于，所述桩孔的直径为800mm至860mm。

5.根据权利要求1所述的用于湿陷性黄土地区的风力发电机地基结构，其特征在于，相邻的所述桩孔的中心距为1.6m至2.0m。

6.根据权利要求1或2所述的用于湿陷性黄土地区的风力发电机地基结构，其特征在于，通过柴油锤锤击前端为锥体的钢管形成所述桩孔。

7.根据权利要求6所述的用于湿陷性黄土地区的风力发电机地基结构，其特征在于，所述钢管的长度为5m至10m，所述钢管的直径为800mm。

Images