CN220789830U - 一种陆上风电的钢板桩筒型基础 - Google Patents
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Abstract
一种陆上风电的钢板桩筒型基础，从下到上依次包括一圈的组合墙、下卧底板和承台基础；组合墙由钢管桩和拉森钢板桩依次交替固定连接并围成筒型结构；下卧底板的底面由组合墙的顶面固定支撑；承台基础固定在下卧底板上，承台基础的周向均布有多个预应力锚索，预应力锚索用以将风机塔筒固定到承台基础上；承台基础的轴向是中空的。本实用新型将桩基础与基坑支护墙技术结合形成大直径筒形结构，解决了以往筒形基础需要大基坑开挖工程量巨大的问题，充分利用了整体结构侧面的地基土压力来抵抗风机的大弯矩载荷，同时在弯矩和剪力较大截面采用微型实体承台和大环形结构面承担，使组合结构体的材料强度得到充分发挥。
Description
技术领域
本实用新型涉及风机基础领域，尤其涉及一种陆上风电的钢板桩筒型基础。
背景技术
根据风电场工程建设地质条件的差异，目前风机基础通常采用的一种桩基础主要用于天然地基工程力学性能较差、往往由于承载力和地基变形特性不满足基础结构要求的地区，将上部结构的弯矩作用转化为桩的竖向荷载，通常采用混凝土灌注桩或预制桩的型式。岩石锚杆基础主要用于中风化及以上岩石出露浅、基坑开挖难度大的地区，通常采用预应力岩石锚杆。按照目前常规的设计方案风机基础甚至达到800方混凝土，给施工控制和工程管理都带来了极大的难度。如申请号为CN202221520258.0、申请名称为《复合桩风机基础和风电机组》的中国实用新型专利。复合桩风机基础用于支撑风电机组塔筒于非岩石类地层上，包括多个预制桩、风机基础和多个锚杆。预制桩完全埋置于地层；风机基础设置于预制桩的一侧，风机基础完全或部分埋置于地层，风机基础用于支撑风电机组塔筒。
另一种预应力筒型基础的设计原理是充分利用筒型基础外侧土体抗力来抵抗倾覆弯矩，同时采用预张拉锚栓使混凝土处于受压状态，避免混凝土在运行期间出现拉应力，以节约砼和钢筋的工程量。但是筒型基础的直径非常大，导致占地面积大。同济大学马人乐等人提出了预制预应力圆筒状基础，采用工厂预制圆筒段混凝土单元体，运输到施工现场后用预应力锚栓或钢绞线沿预留孔道贯穿形成整体圆筒。
所以，亟需一种占地面积小的陆上风电的钢板桩筒型基础。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种陆上风电钢板桩筒型基础，减少了当前风机基础的占地面积，节约了工程成本。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种陆上风电的钢板桩筒型基础，从下到上依次包括一圈的组合墙、下卧底板和承台基础；
所述组合墙由钢管桩和拉森钢板桩依次交替固定连接并围成筒型结构；
所述下卧底板的底面由组合墙的顶面固定支撑；
所述承台基础固定在所述下卧底板上，承台基础的周向均布有多个预应力锚索，预应力锚索用以将风机塔筒固定到承台基础上；承台基础的轴向是中空的。
进一步的，所述承台基础的内壁靠近下卧底板的一侧开设有一圈的凹槽使承台基础的内部被分为上细、下粗的两部分；
所述预应力锚索贯穿承台基础的上细的部分，凹槽提供了更换预应力锚索的空间。
进一步的，还包括贴合于承台基础的上细的部分上下两侧的上锚板和下锚板；
所述预应力锚索贯穿所述上锚板、承台基础和下锚板。
进一步的，所述钢管桩的两侧和拉森钢板桩的两侧分别设置有锁口板，钢管桩上的锁口板与拉森钢板桩上的锁口板相互钩挂。
在上述技术方案中，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型将桩基础与基坑支护墙技术结合形成大直径筒形结构，相比传统的支撑风机基础的桩基础和筒型基础，组合墙的直径明显减少，从而解决了以往桩基础和筒型基础需要大基坑开挖工程量巨大的问题。
本实用新型的基础形成了土体-筒型结构-承台结构-锚笼的组合体系，也就是在使用时将组合墙埋在地下，组合墙外由土体支撑；同时钢管桩和拉森钢板桩依次交替围成筒型结构；承台基础作为承台基础；锚栓组件作为锚笼，也提高了承台基础的整体强度。这样设计的陆上风电钢板桩筒型基础充分利用了整体结构侧面的地基土压力来抵抗风机的大弯矩载荷，同时在弯矩和剪力较大截面采用微型实体承台和大环形结构面承担，使组合结构体的材料强度得到充分发挥。
对于改造前的筒型基础类型的承台基础的直径有20米，使用钢管桩与钢板桩交替设置来支撑承台基础，承台基础直径改造后直径只有12米，承台基础埋深3.2m，而钢管桩-拉森钢板桩形成的筒型基础，其外径只有11米。这样可降低风机基础占地面积约40％～50％，降低建设成本约20％～30％，折算到风电项目建设投资约可减少50～150元/kW，解决目前老旧风场改造中有关“节地”技术的瓶颈。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的陆上风电钢板桩筒型基础的剖面结构示意图；
图2为本实用新型提供的组合墙的结构示意图；
图3为本实用新型提供的陆上风电钢板桩筒型基础的正视结构示意图。
附图标记：
1、钢管桩基础；2、钢板桩基础；3、承台基础；4、下卧底板；5、预应力锚索；6、上锚板；7、下锚板。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。
需要说明的是，本文所使用的术语“上方”、“一端”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；此外，术语“一部”、“二部”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1-3所示的一种陆上风电的钢板桩筒型基础，从下到上依次包括一圈的组合墙、下卧底板4和承台基础3。
组合墙由钢管桩1和拉森钢板桩2依次交替固定连接并围成筒型结构；钢管桩1和拉森钢板桩2的顶部焊接锚筋与承台基础3连接，混凝土材质的下卧底板4嵌固于承台基础3上。
下卧底板4的底面由组合墙的顶面固定支撑；
承台基础3固定在下卧底板4的顶面上，承台基础3的周向均布有多个预应力锚索5，预应力锚索5用以将风机塔筒固定到承台基础3上；承台基础3的轴向是中空的、即轴向开设通孔。
本实用新型的基础形成了土体-筒型结构-承台结构-锚笼的组合体系，也就是在使用时将组合墙埋在地下，组合墙外由土体支撑；同时钢管桩和拉森钢板桩依次交替围成筒型结构；承台基础作为承台基础；锚栓组件作为锚笼，也提高了承台基础的整体强度。这样设计的陆上风电钢板桩筒型基础充分利用了整体结构侧面的地基土压力来抵抗风机的大弯矩载荷，同时在弯矩和剪力较大截面采用微型实体承台和大环形结构面承担，使组合结构体的材料强度得到充分发挥。
对于改造前的筒型基础类型的承台基础的直径有20米，使用钢管桩与钢板桩交替设置来支撑承台基础，承台基础直径改造后直径只有12米，承台基础埋深3.2m，而钢管桩-拉森钢板桩形成的筒型基础，其外径只有11米。这样可降低风机基础占地面积约40％～50％，降低建设成本约20％～30％，折算到风电项目建设投资约可减少50～150元/kW，解决目前老旧风场改造中有关“节地”技术的瓶颈。
优选的，承台基础3的内壁靠近下卧底板4的一侧开设有一圈的凹槽使承台基础3的内部被分为上细、下粗的两部分；即承台基础3的轴向上开设有阶梯孔，靠近下卧底板4的下方的内径大于背离下卧底板4的上方。
预应力锚索承台基础3的上细的部分，凹槽提供了更换预应力锚索的空间。与使用传统的锚栓组件相比，凹槽和预应力锚索相互配合更利于维修风机塔筒和钢板桩筒型基础。
具体的，还包括贴合于承台基础3的上细的部分上下两侧的上锚板6和下锚板7；上锚板6和下锚板7上下相对设置，预应力锚索5贯穿上锚板6、承台基础3和下锚板7，并将三者固定为一体。通过开设凹槽使承台基础的底部有下卧空间便于更换预应力锚索5。
优选的，钢管桩1的两侧和拉森钢板桩2的两侧分别设置有锁口板，钢管桩1上的锁口板与拉森钢板桩2上的锁口板相互钩挂。钢管桩1的两侧和拉森钢板桩2的拼接处应保证无缝隙、无斜口、无裂纹，拼接结构应采用锁扣连接。
以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。
Claims (4)
1.一种陆上风电的钢板桩筒型基础，其特征在于，从下到上依次包括一圈的组合墙、下卧底板(4)和承台基础(3)；
所述组合墙由钢管桩(1)和拉森钢板桩(2)依次交替固定连接并围成筒型结构；
所述下卧底板(4)的底面由组合墙的顶面固定支撑；
所述承台基础(3)固定在所述下卧底板(4)上，承台基础(3)的周向均布有多个预应力锚索(5)，预应力锚索(5)用以将风机塔筒固定到承台基础(3)上；承台基础(3)的轴向是中空的。
2.根据权利要求1所述的一种陆上风电的钢板桩筒型基础，其特征在于，所述承台基础(3)的内壁靠近下卧底板(4)的一侧开设有一圈的凹槽使承台基础(3)的内部被分为上细、下粗的两部分；
所述预应力锚索(5)贯穿承台基础(3)的上细的部分，凹槽提供了更换预应力锚索(5)的空间。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种陆上风电的钢板桩筒型基础，其特征在于，还包括贴合于承台基础(3)的上细的部分上下两侧的上锚板(6)和下锚板(7)；
所述预应力锚索(5)贯穿所述上锚板(6)、承台基础(3)和下锚板(7)。
4.根据权利要求1所述的一种陆上风电的钢板桩筒型基础，其特征在于，所述钢管桩(1)的两侧和拉森钢板桩(2)的两侧分别设置有锁口板，钢管桩(1)上的锁口板与拉森钢板桩(2)上的锁口板相互钩挂。
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