[實用新型]一種高臺柱倒錐形基礎

有效

• 申請號: 201621160053.0
• 申請日: 2016-11-01
• 公開（公告）號: CN206308701U
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 李珊珊;劉慶松;李大勇
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E02D27/42
• 分類號: E02D27/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及基礎工程及風電工程，尤其適合作為陸地風電塔架的基礎，即為一種新型的高臺柱倒錐形陸地風電基礎。

背景技術

能源是世界經濟的命脈，在煤炭、石油等傳統能源緊缺且導致環境問題日益加劇的情況下，尋求新能源是推動經濟發展的必由之路。與煤炭、石油等常規能源相比，風能分布廣泛、蘊含量巨大、具有很高的“綠度”，而且風能屬于可再生能源，不存在枯竭的問題，合理利用風能可緩解經濟發展中面臨的能源、資源、環境之間的矛盾。

當今，根據地質條件特性，可將陸地風電的基礎形式分為重力式擴展基礎、巖石錨桿基礎、樁基和梁板式基礎，其中主要采用重力式擴展基礎，比如：圓形基礎、六邊形基礎、八邊形基礎。若采用重力式擴展基礎或梁板式基礎，需要對地基土進行“換填”處理，工程量大、工期長且經濟性較差。

另外，風電塔筒與基礎連接的方式主要采用基礎環結構，而基礎環是預制構件，且目前國內技術還不夠成熟，需要從國外進口，增加了工程成本。

由此可見，現有陸地風電基礎結構型式及塔筒與基礎連接方式等問題有待于進一步的改進和完善。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提出了一種高臺柱倒錐形基礎，通過以下技術手段解決上述技術問題：

一種高臺柱倒錐形基礎，它包括倒截錐形基礎、錐形基坑、素混凝土墊層和橡膠顆粒，所述倒截錐形基礎是鋼筋混凝土現澆的，包括高臺柱和倒截錐形底座，在高臺柱內部鋪設豎向預制高強度錨桿，高強度錨桿的底部一直延伸到倒截錐臺上表面以下位置，錨桿頂部高出高臺柱頂板，并錨固在風電塔架筒內，所述橡膠顆粒層沿錐形基礎斜壁鋪設，并在基礎底面鋪一層素混凝土墊層。

進一步，倒錐形基礎的底面面積與上部高臺柱截面面積相等，倒錐形基礎側壁與地面的夾角為25度~30度。

進一步，橡膠顆粒沿基坑外壁鋪設，厚度約為0.05倍的基坑深度，橡膠顆粒層的施工方式：將橡膠顆粒裝入尼龍編織袋內，兩個編織袋之間搭接20 cm~25 cm，再用壓條固定到基坑側壁地基土上。

進一步，在橡膠顆粒層表面鋪設一層素混凝土墊層，墊層的厚度約為0.04~0.06倍基坑深度。

本實用新型的施工方法如下：

第一步：開挖基坑，將基底開挖成錐形，并下挖至預定埋深深度；

第二步：沿基坑壁鋪設廢舊輪胎切割成的橡膠顆粒層；

第三步：在橡膠顆粒層上表面鋪一層素混凝土墊層；

第四步：鋪設高臺柱、錐形基礎底板及側壁鋼筋，并架設預制高強度錨桿，再架設模板，一次性現澆基礎混凝土；

第五步：養護28天后，拆除模板，形成帶有高臺柱的倒截錐臺基礎。

所述一種高臺柱倒錐形基礎具有以下優點：

1.本實用新型一種高臺柱式風機基礎是通過增大埋深來增加基礎上覆土自重，可避免地基換填處理，具有較好的經濟性；

2.本實用新型是通過預制高強度錨桿連接塔筒與基礎高臺柱，解決了傳統基礎環結構依靠進口增加成本的問題；

3.本實用新型采用倒截錐形結構型式，具有幾點優點：①倒截錐形基礎的澆筑混凝土時容易振實，克服了正錐形或圓形基礎在這方面的缺點；②由于倒錐形基礎邊緣可以做的較薄，節約了混凝土用量；③采用倒錐形基礎，減小了底面面積，大大降低了基礎沉降量，同時提高了基礎豎向承載力；④基礎斜面上增加了一個水平分力，對基礎斷面形成壓應力，有利于基礎受力；

4.本實用新型基礎側壁鋪設廢舊輪胎橡膠顆粒層，其穩定性優于傳統基礎，能抵抗較大的水平動力荷載，如風荷載和地震荷載，這是由于橡膠層緩沖了動力荷載作用，使得基礎與地基分離，基礎與地基的連接變為柔性連接；

5.與傳統重力式基礎相比，本實用新型采用的倒錐形結構，有利于基礎產生微動，大大減小了基底所受的彎矩，提高了基礎承載性能，使得基礎在水平風荷載作用下，風電塔架基礎更加穩定。

但是，此種基礎形式對高臺柱側壁填土的密實度要求較高，僅適合與具備開挖條件且持力層上覆土厚度小于6 m的地區，另外對承受彎矩較大的高臺柱根部需要進行抗彎計算與抗彎處理。

附圖說明

圖1是本實用新型基礎實施例的主視剖面圖。

其中：1-風電塔筒，2-預制高強度錨桿，3-高臺柱，4-倒截錐臺，5-基礎側壁素混凝土墊層，6-橡膠顆粒層，7-基底素混凝土墊層。

具體實施方式