塔的地基系统和塔的地基系统的安装方法与流程

本发明涉及根据本发明的用于陆地或岸上风塔的地基系统以及塔的地基系统的安装方法。这种塔的地基系统及其安装方法可以用于支撑高外部负荷和/或大尺寸的塔或者结构。优选地，根据本发明的系统和方法应用范围是建造工业和电力工业特别是风能领域，其中使用混凝土塔或结构，或者金属塔或者结构。其应用范围集中于岸上塔(on-shore towers)。

背景技术：

现今绝大多数风力涡轮机建立在通过重力工作的常规基底上。这种类型的地基包含一任意平面形状(例如圆形，多边形等)的位于地面下方的板，待支撑的结构或塔必须设置在该板上。该板通常由钢筋混凝土现场浇筑制成，并且混凝土的量取决于作用在支撑结构或塔上的外部负荷。

这种类型的地基在提供稳定且可靠的性能的同时具有两个主要缺点。一方面，在照例要承受的外部负荷高的情况下，第一个缺点是它的成本高，因为需要具有大量混凝土和钢材的大体积板来提供足够的重量以支持倾翻应力(tiping stresses)。此外，在采用大量现场建造的情况下，需要大量的建造时间，这进而使其实施对天气状况更加敏感。

最近，提出一种解决方案，其涉及钢筋混凝土的板，所述板包含同样由钢筋混凝土制成的基本平坦的径向肋(例如：参见文献WO2010/138978，US2011/0061321和ES2361358)，但这种类型的结构到目前为止只是适时使用。第二种类型的地基相对于前一种地基的主要优点是，径向肋通过以肋间的土壤重量代替混凝土重量，有助于以更小体积的板支撑塔或结构的外部负荷，进而降低材料成本。此外，这种解决方案意味着极高的建造复杂性、不同元件和工艺之间非常长的连接，这使得它们难以工业化。

最后，有些在风塔的现有技术中描述的解决方案并入了支柱型的横向支撑元件作为将塔架连接到地面或地基的倾斜支柱或支撑件，其中在文献ES2369304和EP2444663中的描述的那些解决方案应当被引用。尽管如此，在这些解决方案中，由于支柱的上端直接和塔壁相连，而且基本上不是埋置元件，因此支柱不是塔的地基系统的元件，而是作为塔的非埋置结构的一部分；而且这些支柱为大尺寸元件并且其操纵和建造是复杂的。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于实现较低的地基成本，减少应使用材料的最大数量，特别是减少应使用的钢筋混凝土和预应力混凝土的最大数量，但同时不损害其基本功能，无论是结构特征的基本功能还是为了满足岩土结构需要的基本功能。本发明在很大程度上是通过利用从地基上挖掘的土壤的重量中获得的重力来最大化地基的总重量的比例实现的，土壤是廉价的压载物质。

本发明的另一个目的是建造和安装方法的简单和快捷。为此，除了地基所使用的材料比上述的讨论的地基所使用的材料要少之外，地基的许多元件可以预制，从而减少建造时间，并易于实现现场工业化工艺。

根据本发明的地基系统比前面讨论的两种地基更加经济、有效，优化了所需材料、施工期限和施工质量，参与并执行了塔或结构所需的所有功能。

为此，根据本发明的塔的地基系统具有：中心轴，位于塔的基部下方，可以在安装状态下部分地或全部地埋置；减小厚度的下部板，设置在中心轴下方，在安装状态下全部埋置；侧向支撑装置，在安装状态下部分地或全部地埋置。

本发明中的塔可以为根据现有技术中任何已知的方法构成的金属塔，现场浇筑的混凝土塔或预制混凝土塔，或两者混合的混凝土塔。

中心轴可以是中空的或实心的。如果中心轴是中空的，则其由销和/或环构成，销和环可以是预制的或者现场混凝土浇筑的，并且可以由混凝土、钢材或两者组合制成。优选地，中心轴可以在地平面上方竖直地设置或延伸，使得其部分地埋置，从而作为底座，所述底座增加塔相对于地平面的支撑高度。此外，如果中心轴是中空的，则可以包括至少一个门以允许进入其中，使得塔中的门不是必要的。如果中心轴是实心的，则其应当优选由现场混凝土浇筑而成，下部板也将基本上由结构混凝土制成。

应当注意的是，中心轴与塔的连接可以根据现有技术中任何已知的方法或系统来完成，例如：螺栓、杆、线缆、套管、连接器等。

优选地，侧向支撑装置的一侧连接到中心轴，另一侧连接到下部板，并且侧向支撑装置包括至少三个支柱，支柱是线性和倾斜构造的元件，通过合适的联接，支柱的上端附连到中心轴，下端附连到下部板，从而使得这些端中的每个端部处于不同的水平线。在这种情况下，支柱为能够传递压缩负荷和拉伸负荷的元件，并且支柱完全埋置或以其长度的高比例埋置，优选地埋置其总长度的三分之一以上。

使用这种支柱使得地基系统能够承受由塔引起的负荷并传递到地面，同时有可能在地基上产生较大重力，从而允许以较为经济的结构材料尤其是混凝土来提供所需的重力。

支柱的布置使得在中心轴、下部板和每个支柱之间限定了中空区域，优选地三角形区域，其进而被压载材料部分地或全部填充，压载材料被布置在下部板上，以向组件提供必要的重量。

因此，这种构造与现有技术明显的不同之处在于，其允许增加地面高度，从而增加作用于地基系统的板上的稳定化重量，而材料仅少量增加。除了这种改进之外，这种构造允许地面(待支撑的塔或结构必须通过根据本发明的塔的地基系统设置在地面上)的水平推力在中心轴上更好的配合，这允许更好地承载由塔传递的负荷。

在根据本发明优选实施例的塔基础系统中，在支柱和下部板之间有肋，肋的一侧连接至支柱的下部附连件的一端，另一端连接至下部板。肋与下部板的附连件可以根据现有技术中任意一种已知的方法通过结构混凝土制成。所述肋可以集成到下部板中，并且可以在下部板上面或下面。所述肋和支柱的构造优选为径向型。可以采用直径地穿过下部板的肋，并且这些肋与超过一个支柱连接。

在本发明的另一个优选实施例中，地基系统具有未径向布置的外围梁，该外围梁的一侧附连到下部板并且还直接或通过下部板至少连接至一个支柱或肋。可以根据现有技术中的任何已知方法通过结构混凝土制成外围梁与下部板的附连件，或者甚至于，该附连件可以作为肋，与下部板完全整合或和下部板成为一个整体元件。外围梁可以是直的或弯曲的，圆周的或多边形的，平行于或不平行于下部板或梁或悬臂的周界，而并不仅限于可以在地基系统中使用的外围梁的类型的封闭列表。

应当注意的是，支柱和/或肋和/或外围梁可以被集成到单个整体支撑件中，从而减少系统中包括的独立元件的数量，并且能够使地基系统的建造和组装工艺更大程度地简化和工业化。优选地，所述整体支撑件是预制的，并且其尺寸如地基系统的其它任何预制元件的尺寸一样受制于便利的公路运输。

下部板、肋(如果有的话)和外围梁(如果有的话)是地基系统的下部元件，并且下文中，提及地基系统的下部元件即为它们中的任一个，不论它们是否形成整体支撑件的一部分。

支柱、肋和外围梁以及整体支撑件可以是预制的，在制造这类元件过程中的建造速度、质量和工业化产量方面相对于现有技术具有许多优点，但是这类元件的制造也可以在现场进行。关于建造这些元件的材料，尽管优选为钢筋混凝土或预应力混凝土，但它们也可以是在结构范围内的任何常规材料(例如：结构钢材或混合的钢材和混凝土)。

支柱或肋或外围梁或整体支撑件或任何预制件(如，销或环形式的中心轴)与塔的地基系统的任何其它元件的附连可根据结构工程的现有技术中任何已知的方法实现。具体地，可以使用湿接合部接合两个元件、砂浆、浆料、树脂或其它可固化材料。

具体地，如刚提及的，可以通过结构混凝土的现有技术中任何已知的方法来实现支柱(或包含支柱的整体支撑件)与地基系统的中心轴或下部元件的附连。但优选张紧系统，该张紧系统包括预应力线缆或预应力杆，穿过支柱并插入到支柱必须附连到的元件中，优选地到中心轴或板底部或肋或外围梁。

在另一个优选实施例中，使用预应力带式支柱，优选地以线缆或带的形式，其仅用于传递张力，在构造期间受到初始预应力的作用。在这种情况下，带式支柱的上端附连到地基系统的中心轴或塔本身，带式支柱的下端优选地附连到地基系统的下部元件，但是也可以直接附连到地面，并不由此脱离本发明的范围。

这种塔的地基系统还可以在中空中心轴内具有上闭合板。上闭合板的高度优选地与支柱和中心轴之间的附连件一致，从而改善中心轴和支柱之间的结构性能和负荷传递；此外，上闭合板可以提供用于安装若干装置或设备的平台，从而特别是在风电行业中允许定位涡轮操作所需的电气设备。这种上闭合板可以是预制的或用混凝土现场建造。中心轴可以在上闭合板上延伸，其优选地为截头圆锥形。

根据本发明的塔的地基系统还可以包括被设计为用于将负荷传送到地面或提高地面容量的元件。优选地，这可以通过桩、微桩、地锚、螺栓、排水芯、注射、高压注射(喷射灌浆)、石柱、混凝土地柱或土工合成材料或本领域已知的其它系统实现。

此外，本发明的另一个目的还是提供一种本发明的塔的地基系统的安装方法，得益于塔的地基系统或类似结构具有的特征，相对于现有技术中使用的方法在材料和执行灵活性方面是更优化的方法。

这种塔的地基系统的安装方法具有可以以任何技术上可能的顺序进行的以下步骤：

a)挖掘和现准备以用于支撑地基系统；

b)通过单独的元件或通过先前预组装的模块或钢筋笼(装甲)来设置包含下部板的被动型和/或主动型(预应力)装甲；

c)建造或安装中心轴，中心轴可以现场构建的或由预制组件组装而成的；

d)在下部板上填充土壤，直到其完全埋置；

在步骤c)之后的任何时间，或者紧接在步骤c)之后或者在步骤c)之后的任何其它步骤之后，还执行以下步骤，其执行顺序无关紧要：

e)将中心轴与下部板连接；

f)将塔连接到中心轴；

g)将支柱与中心轴和/或塔连接；

此外，在步骤g)之前的任何时间，下一步：

h)建造或安装支柱(或整体支撑件)和肋或外围梁(如果有的话)；该步骤可以分阶段进行，其可以与其它步骤穿插或不与其他步骤穿插。

此外，在步骤b)之后以及此后的任何时间，下一步:

i)用混凝土浇筑下部板。

如下所述，如果塔的地基系统具有预制元件，如果中心轴是中空的且必须填充，如果中心轴由销和/或环构成，肋和/或外围梁位于下部板下方，如果塔的地基系统具有一个预应力系统或上闭合板，则这种塔的地基系统的安装方法可以包括附加步骤。

如果塔的地基系统包括至少一个预制元件(如支柱，肋，外围梁，整体式支撑件或中心轴的预制件)，则根据本发明的塔的地基系统的安装和构建方法优选地在步骤d)之前的任何时间预制地基系统的至少一个预制元件并运输到现场。可以在位于工作附近的固定的或移动的或临时的地点进行建造和安装，以便降低物流成本和运输。

可以理解的是，如果中心轴的建造或组装包括不同的阶段，则步骤c)可以仅包括其中部分阶段。中心轴的建造可以包括在步骤c)之后执行的任何建造阶段，而不脱离本发明的范围。

例如，如果塔的地基系统包括具有上闭合板的中空的中心轴，则根据本发明的塔的地基系统的安装和建造方法优选地包括在步骤c)之后的任何时间的执行的：步骤k)，用压载材料填充中心轴的内部的至少一部分，以及步骤l)，建造或组装上闭合板。

如果塔的地基系统包括位于下部板下方的肋和/或外围梁，则根据本发明塔的地基系统的安装和建造方法优选地包括在步骤i)之前的任何时间执行的步骤m)，步骤m)至少包括挖掘沟槽，挖掘底部将被安装以用于容纳肋或外围梁的地基系统，如果肋或外围梁是在现场混凝土建造的，所述沟槽能够用作抵靠地面的框架。

如果塔的地基系统包括预制肋(或包含肋的整体预制件)和具有厚度增加的中心区域的下部板或由混凝土现场浇筑的中心轴，则塔的地基系统的安装和建造方法优选地包括在步骤i)之前任何时间安放框架模板，所述框架模板用作具有厚度增加的中心区域(或者现场混凝土浇筑的中心轴)的侧向框架，同时它用作模板元件，所述模板元件用于定位和/或紧固肋的预制件，直到下部板由混凝土浇筑而成。

如果塔的地基系统包括由预制件、销和/或环组成的中心轴，则根据本发明的塔的地基系统的安装和建造方法优选地包括在步骤c)之前，对包括两个或更多个预制件的中心轴(1)或其任何部分在不同于其最终位置的位置执行预组装，包括执行预制组件之间的附连；并且布置装载和/或起重装置以将预先组装的中心轴(1)(或由两个或更多个预组装的预制件组成的中心轴(1)的任何部分)移动和设置在其最终地点。

如果塔的地基系统包括预应力系统，该预应力系统用于至少一个支柱与中心轴接合以及与塔的地基系统的至少一个下部元件接合，则安装方法还可以包括以下步骤：

-将预应力线缆从上向下或从下向上穿线通过护套，所述护套设置于线缆所跨过的元件中；

-将预应力线缆固定到所述锚固件之一，将张力施加到所述预应力线缆上，然后固定另一所述锚固件。

-任选地，用材料填充护套的至少一部分，以保护预应力线缆和/或将预应力线缆粘附到预应力线缆跨过的元件上。

注意在这种情况下，所述预应力系统应至少包括：

-预应力线缆，在安装状态下纵向穿过支柱，使得其上端从支柱伸出并且穿入中心轴和/或中心轴的上闭合板的内部，并且其下端从支柱伸出并且穿入地基系统的下部元件的内部；

-护套，纵向穿过所述支柱并在其最终位置容纳所述预应力线缆的一部分；

-预应力线缆的上端的锚固件，位于中心轴或中心轴的上闭合板中；

-护套，具有一个或多个对准的部分，其允许预应力线缆从所述支柱的上端经过中心轴和/或上闭合板到达锚固件；

-预应力线缆的下端的锚固件，位于地基系统的下部元件中；

-护套，具有一个或多个对准的部分，其允许预应力线缆从所述支柱的下端经过地基系统的至少一个下部元件到达锚固件。

可选地，可以采用预应力系统，所述预应力系统包括：

-预应力线缆，在安装状态下纵向跨过所述支柱，使得所述预应力线缆的上端从所述支柱伸出并且穿入所述中心轴和/或所述中心轴的上闭合板中，并且所述下端从所述支柱伸出并穿入所述基础系统的至少一个下部元件中；

-纵向地穿过所述支柱的护套，所述护套在最终位置容纳所述预应力线缆的一部分，并且上端包括弯曲开口，允许所述预应力线缆在所述护套的出口处比支柱的纵向轴线更加垂直地临时定向；

-预应力线缆的上端的锚固件，位于中心轴或中心轴的上闭合板中；

-一个或多个对准部分的护套，所述护套允许预应力线缆从所述支柱的上端经过所述中心轴和/或上闭合板到达所述锚固件，并且所述护套的下端包括弯曲开口，所述弯曲开口允许所述预应力线缆以比所述护套的纵向轴线更垂直的方向穿入所述护套中；

-预应力线缆的下端的锚固件，被容纳在地基系统的下部元件中。

在该情况下，塔的地基系统的安装方法还包括以下步骤：

-将所述预应力线缆预先穿线通过所述支柱的护套，使得线缆的一部分从支柱的上端伸出；

-任选地，将锚固件预先固定在预先穿线到支柱中的预应力线缆的下端；

-在预应力线缆从所述支柱的上端的伸出部分处施加临时紧固装置，允许暂时移向线缆并将其固定在比支柱的纵向轴线更垂直的方向上；

-将预应力线缆固定到锚固件之一，将张力施加到预应力线缆上，然后将预应力线缆固定到另一个锚固件。

-任选地，用材料填充至少一部分的护套，以保护预应力线缆和/或将预应力线缆粘附到预应力线缆跨过的元件上。

并且在这种情况下，在步骤h)之后执行步骤c)，步骤c)包括将预制中心轴或其任何预制件悬挂并且下降到其最终位置，使得在所述支柱中预先穿线的预应力线缆在下降过程中经过弯曲开口穿入中心轴的护套中，允许线缆以比支柱的纵向轴线更垂直的取向进入。

在该步骤中，使操作者或辅助装置能访问预应力线缆的上端，以在下降过程中帮助其穿线通过护套，为了方便起见其可以停顿。还可以使用临时设置在预应力线缆的上端的柔性帽，以作为引导件并促进预应力线缆穿入护套中。

如果塔的地基系统包括至少一个预制支柱，则根据本发明的塔的地基系统的安装和建造方法优选地步骤h)，该步骤h)包括提供夹紧支架，其允许调节和/或暂时固定预制支柱的位置。。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它特征和优点将更为清楚，这些附图必须被视为说明性的而非限制性的，其中：

图1示出了根据本发明的最基本的塔的地基系统；

图2示出了根据本发明的塔的地基系统，其包括若干个肋；

图3示出了根据本发明的塔的地基系统，其包括上外围梁，其中通过预制环建造中心轴；

图4a)示出了根据本发明的塔的地基系统，其包括几个整体支撑件(包括支柱和肋)和下部外围梁；

图4b)是整体支撑件的局部放大剖视图，该整体支撑件附连到塔的地基系统的中心轴、下部板和下外围梁；

图4c)是销形状的预制件的示意图，该预制件形成了图4a)中的塔的地基系统的中心轴。

图5示是根据本发明的塔的地基系统的示意图，其中所述塔的地基系统的下部板件包含厚度增加的中心区。

图6示出了根据本发明的塔的地基系统，其包括上闭合板；

图7示出了一实施例，其中，中心轴包括上闭合板和两个预制环，其中一个预制环位于上闭合板的上方。

图8示出了一个实施例，其中，中心轴为预制的并且作为塔的基座向地平面之上延伸，并且侧向支撑装置是肋。

图9示出了一个实施例，其中，整体支撑件包括两个支柱和一个外围梁。

图10示出了一个实施例的截面图，其中使用了预应力系统，所述预应力系统用于将支柱与中心轴相连以及与塔的地基系统的下部元件相连。

图11示出了一个实施例，其中，中心轴包括上闭合板，通过该上闭合板实现与塔的连接；

图12示出了如图11的实施例，其中，中心轴和支柱作为塔的底座在地平面之上延伸，并且关于预应力线缆的路径有两个可选方案。

图13示出了根据本发明的地基系统的安装方法的几个阶段；

图14示出了用于将支柱与地基系统的中心轴相连的预应力系统的安装方法的具体细节；

图15示出了根据本发明的地基系统的安装方法的几个阶段；

图16示出了一个实施例，其中下部板和预应力带式支柱具有多边形和星形几何形状；

图17示出了一个实施例，其中下部板包括中心模块和具有预应力带式支柱的四个外部模块。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的塔的地基系统，其中可以看出存在以下元件：大部分被埋置的中心轴(1)、完全被埋置的下部板(4)和侧向支撑装置，在这种情况下该侧向支撑装置包含6个也被完全埋置的支柱(2)。

中心轴(1)位于塔(24)的基部下方，使得优选地，其中心垂直轴线基本上与塔(24)的垂直轴线(22)一致，在这种情况下，塔是管状的金属塔。

在本实施例中，中心轴(1)是圆柱形的，但是它可以是任何形状，例如，可以是但不限于圆形、多边形、圆柱形、锥形或具有可变倾斜的壁。此外，该中心轴(1)也可以是中空的或实心的。

下部板(4)位于中心轴(1)的下方，使得优选地，其中心基本上与塔(24)的垂直轴线一致，并且在安装状态下即被完全埋置。在这种情况下下部板(4)具有圆形平面并且基本上平坦。下部板(4)可以具有恒定的厚度或者具有厚度变化的区域，如在这种情况下一样，其中下部板在与支柱(2)的接合处有厚度增加的区，作为柱顶。

在本实施例中，侧向支撑装置附连到中心轴(1)和下部板(4)两者，并且在安装状态下完全埋置，但是它也可以仅部分地埋置。该侧向支撑装置包括具有线性和倾斜构造的支柱(2)，支柱(2)的纵向尺寸超过支柱(2)的最大横向尺寸，并且支柱(2)的两端处于不同的水平线，因此限定了上端和下端。而且上端比下端更接近塔(24)的竖直轴线，并通过附连件连接到中心轴(1)。

在图1的实施例中所示的支柱具有恒定的截面，但是它们也可以具有可变截面，特别是可以在支柱端部增加支柱尺寸以用于连接到地基系统的中心轴(1)或下部元件(39)。

中心轴(1)优选地还包括至少一个突起(34)，突起(34)的位置与将支柱(2)与中心轴(1)连接的接合部之一匹配，并且突起(34)的几何形状使得基本上垂直于支柱(2)的纵向轴线，产生用于实现中心轴(1)与支柱(2)之间的接触或附连的表面。该突起(34)可以通过中心轴(1)的外壁的加厚部分获得。

优选地，如图1所示的实施例中一样，地基系统的元件是由钢筋混凝土或预应力混凝土制成，其提高结构能力、耐久性和降低疲劳敏感性，且可以促进该类元件的预制。

图2示出了根据本发明的塔的地基系统的另一个优选实施例，其包括线性构造的至少一个肋(3)，所述肋(3)具有两个端部并且其纵向尺寸超过其最大横向尺寸。肋(3)附连到支柱(2)的下端和下部板(4)；在这种情况下，肋(3)位于下部板(4)的上方，但它们也可以位于下部板(4)的下方。该肋(3)侧向突出，使得至少一个端部优选地在径向方向上相比肋(3)的其它非端部端点距塔的垂直轴线最远。

图3示出了根据本发明的塔的地基系统的另一优选实施例，其中所述塔的地基系统还设置有外围梁(9)，在这种情况下上部外围梁(11)，即在下部板(4)的上方。外围梁(9)具有线性构造并且其一侧接合到下部板(4)并且在这种情况下接合到肋(3)。外围梁(9)优选地设置成圆周形状，使得其与中心轴(1)保持分离并且相对于下部板(4)的非径向定位。在本实施例中，外围梁(9)是直线的并且具有恒定的深度，但是它们的几何形状也可以是曲线的或多边形的，并且它们的边缘可以是可变的。

尽管下部板(4)的几何形状优选为圆形，如图3所示，但是其可以为任何形状，如本情况下的多边形。此外，从图3中可以看出，下部板(4)可以具有厚度增加的中心区域(27)，在这种情况下在厚度增加的中心区域(27)内中心轴(1)和肋(3)二者被接合。

从图3还可以看出，中心轴(1)由预制的销(13)和/或预制的环(19)制成，预制的销(13)通过现有技术中使用的任何形式的基本上垂直的接合部(18)连接，预制的环(19)通过现有技术中使用的任何形式的基本上水平的接合部(20)接合，从而极大地促进了中心轴(1)的运输和安装。可选地，中心轴(1)可以是单片金属或混凝土，可以是预制的或现场混凝土浇筑而成的。

最后，在图3中可以看出，中心轴(1)可以包括台阶或门(26)，因此避免塔(24)包括门，这简化了塔的建造并降低了建造成本。中心轴还可以具有其他台阶，以允许在安装过程中接入塔内部。

同时，图4a示出了根据本发明的塔的地基系统，其中外围梁(9)是下部梁(10)，即，它被设置在下部板(4)的下方。此外，如图4a所示，支柱(2)和肋(3)形成整体支撑件(15)的一部分，并且下部板(4)包括厚度增加的中心区域(27)，中心轴被置于其中，中心轴(1)的厚度比围绕它的下部板(4)的那部分的厚度更大，从而产生区域(27)的外围侧壁，其至少侧向连接到一个肋(3)，在本实施例中，肋(3)是整体支撑件(15)的一部分。

另外，从图4a可以看出，地基系统的中心轴(1)可能在地平面(12)之上延伸，以便被部分地埋入。因此，中心轴用作具有增加的容量和鲁棒性的底座，其可以从塔(24)(在这种情况下塔是金属的)的底座的支撑水平面升高，这最终可以允许增加风力涡轮机的高度，从而扩大能量生产而无需更高的塔。

图4b示出整体支撑件(15)的截面放大视图，整体支撑件(15)集成了支柱(2)和肋(3)，并且通过突起(34)连接至中心轴(1)和连接到下部板(4)。可以理解，地基系统的所有下部元件(39)都是埋置的。在这种情况下，整体支撑件(15)也完全埋置。

图4c从两个视角示出了预制混凝土的销(13)之一，其构成中心轴(1)的一部分，并且通过竖直接合部(18)与其他销接合。可以理解，这种销可以包括加强或加厚区域，特别地，可以看到可以将中心轴(1)与支柱(2)接合的突起(34)。

支柱(2)的下端连接到地基系统的下部元件(39)，即下部板(4)、肋(3)或外围梁(9)，并在中心轴(1)、下部板(4)和每个支柱(2)(以及在适当情况下的每个肋(3))之间界定中空且基本上三角形的区域。

应当注意，用于支撑中心轴(1)的下部板(4)还旨在将不同的支柱(2)和/或肋(3)和/或整体支撑件(15)制成一体，以提升本发明的地基系统的稳定性，并且将负荷扩散分布到地面(12)。此外，外围梁(9)的主要目的是减少支柱(2)和/或肋(3)和/或整体支撑件(15)之间汇集到下部板(4)上的弯曲度。

图5示出了根据本发明的塔的地基系统，其中，除了下部板(4)之外，外围梁(9)(在这种情况下上梁(11))仅接合到一个肋(3)。

在图5所示的实施例中，塔24是预制混凝土塔，其具有由预制销和埋置长度大于2米的中心轴(1)组成的一个或多个基本管状的部分，其可以替代或取代塔(24)的下部。

在塔的地基系统的另一个优选实施例中，如图6所示，中心轴(1)还包括上闭合板(14)，该上闭合板(14)的周界的全部或部分连接到中心轴(1)的壁的内表面，在这种情况下中心轴(1)是中空的。上闭合板(14)在顶部限制中心轴(1)内的中空区域，中空的中心轴(1)在底部被下部板(4)限制，并且能够以压载材料填充。优选地，上闭合板(14)基本上是平坦的和水平的，由现场浇筑混凝土或预制混凝土制成，并设置在将支柱(2)的上端与中心轴(1)相连的接合部的水平线上。

在图6所示的实施例中，如图6之前的图所示，中心轴(1)作为底座或者下部塔部分(24)在地平面上方延伸。在这些情况下，如图所示，优选地，中心轴(1)在与支柱(2)的附连水平线下方保持圆柱形形状，并且可替代地采用截头圆锥几何形状，从而允许被调整到最适合的直径以充分地承受应力，以及用于与塔(24)的底部的连接。

类似地，图6示出的肋(3)的截面可以采用可变和不规则的几何形状，如在这种情况下，肋部分(3)具有倒T形，以便更好地与下部板(4)传递应力。

图7示出了本发明的另一个优选实施例，如在图6中一样，中心轴(1)是中空的，包括上闭合板(14)并作为塔(24)的底座在地平面之上延伸。如图6所示，上闭合板(14)横向跨过中心轴(1)内部，并且与所接合的支柱(2)的上端处于相同的水平线。

类似地，图7示出的中心轴(1)包括两个预制环(19)，分别位于上闭合板(14)上方和下方并且在中心轴(1)中形成对应的水平接合部(20)。这些环优选是预制件，但它们也可以在现场构建。

图8示出了本发明的一个实施例，其中部分埋置的中心轴(1)是中空的，并且由预制混凝土制成的销(13)形成，并且侧向支撑装置是与中心轴(1)和下部板(4)的线性接合部一起埋置的肋。

在图9中示出了本发明的另一个实施例，在这种情况下，其具有整体支撑件(15)，每个支撑件(15)包括两个支柱(2)和一个外围梁(9)。

图10示出了塔的地基系统的另一优选实施例，其中整体支撑件(15)与地基系统的中心轴(1)和下部元件(39)的接合由预应力系统完成。在这种情况下整体支撑件(15)包括支柱(2)和肋(3)。优选地，该预应力系统包括至少一个预应力线缆(5)或预应力杆，其一部分容纳在支柱(2)的护套(6)中，并且通过中心轴(1)的另一个护套进入中心轴内。预应力线缆(5)纵向跨过支柱(2)并通过护套(8)跨过肋(3)，以将整体支撑件(15)与下部板(4)和/或外围梁(9)附连。

预应力系统的预应力线缆(5)优选地跨过中心轴(1)的外壁，使得其上端连接到被容纳在上闭合板(14)中的锚固件(23)。

类似地，预应力线缆(5)的下端连接到被容纳在地基系统的下部元件(39)(在这种情况下，下部的外围梁(9，10))中的锚固件(29)。

在图10中还可以看出，中空的中心轴(1)填充有填充物或者压载材料(21)。

图11示出了本发明的另一个优选实施例，其中心轴(1)包括预制环(19)和上闭合板(14)，通过上闭合板(14)进行与塔(24)和支柱(2)的中心轴连接。

图11还示出了肋(3)可以包括同一线性元件的不同部分。在这种情况下，每个肋(3)具有距预制塔的轴线最远的部分，并且与整体支撑件(15)的支柱(2)形成整体支撑件(15)的一部分。进而，每个肋具有最接近塔的轴线的另一部分，该另一部分与下部板的厚度增加的中心区域(27)连接，并由现场浇筑混凝土部件制成，优选地为下部板(4)的混凝土的一部分。

图12a示出了另一个优选实施例，类似于图11的实施例，不同之处在于在这种情况下中心轴在地平面上方延伸的长度增加，作为塔(24)的更高的底座。

类似地，在图12b中示出了图12a所示的实施例的横截面，示出了预应力系统，所述预应力系统有助于支柱(2)与中心轴(1，14)以及与地基系统的下部元件(39)的连接。预应力线缆(5)基本上平行于支柱的纵向轴线，在某种意义上，其沿着支柱(2)纵向放置，但是其布局可以包括如图所示的某些扭曲或弯曲，从而使得其不完全平行于所述轴线。例如，图上示出了预应力线缆(5)的两个可能的路径。

图13示出了如图10所示的根据本发明的地基系统的安装方法的各个阶段，其中如上所述，步骤的执行顺序并不唯一。因此，依据前面章节中阐述的步骤编号字母，图13A示出步骤a)。图13b示出步骤b)，步骤m)和步骤h)的第一阶段。图13c示出了步骤i)和步骤h)的第二阶段。图13e中示出了接下来的步骤c)和e)。在图13f上示出随后执行的步骤：g)，k)，l)，q)(包括将预应力线缆(5)从上向下或从下向上穿线通过元件上的护套(6，7，8)，护套(6，7，8)设置在预应力线缆(5)跨过的元件上)和步骤(r)(包括将预应力线缆(5)固定到锚固件(23，29)之一上，向预应力线缆(5)施加张力，然后将其固定到另一个锚固件(23，29)上)。最后，图13g示出了在步骤d)和f)之后的地基系统的安装状态。

具体地，图13a示出了地面的挖掘(37)和预先准备。

图13b示出了铺设下部板的钢筋(38)和外围梁(9)的步骤，在这种情况下，外围梁(9)由混凝土现场制成。为了制作这些外围梁，可以挖沟槽(33)，所述沟槽(33)在用混凝土浇筑所述外围梁(9)的期间用作抵靠地面的框架。

图13b还示出了设置肋(3)和整体支撑件(15)的过程，整体支撑件(15)包括一个支柱(2)和一个肋(3)。在这种情况下，支柱(2)和肋(3)均由预制混凝土制成。为了设置这些元件，可以采用可调节支撑装置以调节它们的置的。还可以使用模板装置，所述模板装置与不同预制件连接以用于控制或保持合适的位置定位。

图13c示出了下部板(4)的混凝土浇筑步骤，其将之前设置的所有预制件制成一体并固定。在这种情况下，下部板(4)具有厚度增加的中心区(27)，混凝土模板框架元件(28)用于该中心区，作为厚度增加的中心(27)的侧向框架，同时作为定位和/或紧固肋(3)或整体部件(15)的预制件的模板元件。

需注意的是，尽管在图13所示的方法中用混凝土浇筑下部板(4)在设置中心轴(1)之前执行，然而也可以在混凝土浇筑之前设置中心轴(1)，这可以允许在用混凝土浇筑下部板(4)固定它们之前调节位置并适应各种预制件。

图13d示出了和支柱(2)的预制件的组装过程对应的安装方法的步骤，可以对其使用定位和夹紧紧固支柱(17)。此外，在图中还示出了分别设置在支柱(2)和肋(3)上的护套(6)和护套(8)，这允许容纳用于将所述构件与地基系统的中心轴1)和/或下部元件(39)连接的预应力系统。

图13e示出了中心轴(1)的组装步骤，在本实施例中，中心轴(1)包括经由竖直接合部(18)互连的预制部分(13)。组装中心轴(1)可以将每个销(13)各自固定在其最终位置处，也可以先将整个中心轴(1)安装在与其最终位置不同的位置处，然后将中心轴(1)固定到其最终位置处。前一种组装过程中，也可以将中心轴(1)的销或构件的仅一部分的在先组装在与其最终位置不同的位置处执行。

图13f示出了在完成以下步骤之后的实施例：定位和张紧预应力线缆(5)，向中心轴(1)内填充压载材料(21)和实施上闭合板(14)。预应力线缆(5)在下部部分(29)处具有上部锚固元件(23)，在本实施例中，其分别位于上部封闭板(14)和下部元件(39)内。

最终，图13g示出了地基系统的安装状态下，其在下部板(4)上方布置有压载材料(21)，使得地基系统的下部板和其他下部元件(39)完全埋置并且中心轴(1)部分埋置。此外，塔(24)在管状金属的这种情况下被布置并连接到中心轴(1)的顶部。

图14示出了根据本发明的安装地基系统的方法中的一个步骤，具体为预应力系统的线缆(5)的穿线过程，预应力系统用于将预制混凝土的支柱(2)与同为预制混凝土的中心轴(1)连接。

在图14a中可以看出，线缆(5)被预先定位在支柱(2)的护套(6)中，使得线缆(5)的上端伸出。在这种情况下，具有包含护套(6)的弯曲开口(30)和预应力线缆的临时固定装置(31)，从而使得线缆能够临时保持在比支柱(2)的轴线更垂直的方向。

如图14b所示，这允许线缆(5)在安装过程期间通过护套(7)插入中心轴(1)的墙外壁。为此，护套(7)进而包括另一个弯曲开口(30)。

图14c和14d示出了线缆的穿线过程，在这种情况下通过借助引导设备(32)辅助进行；所述引导设备将可以位于线缆上的各种线束汇集在一起，并且所述引导设备具有指向几何形状和柔性材料，从而有利于穿线过程。当线缆穿线时，中心轴(1)或其构件的下降可以方便地暂停。

图15示出了根据本发明的地基系统的优选实施例的建造方法的各个阶段，其中几个步骤可以遵循任何技术上可行的顺序执行。

因此，遵循在前面的章节中阐述的步骤的编号字母，图15a示出了步骤a)和步骤m)，图15b示出了步骤b)和设置模板框架的步骤(28)。图15c示出了步骤c)，步骤c)在这种情况下包括中心轴(1)的组装或建造的第一阶段，包括设置中心轴(1)的外壁的框或钢筋，中心轴(1)是中空的且在该实施例中是现场混凝土浇筑制成的。图15d示出了步骤h)，示出了在这种情况下支柱包括预穿过的预应力线缆(5)。图15e示出了步骤i)和e)以及建造中心轴(1)的第二阶段，包括壁的混凝土浇筑。图15f示出了步骤k)和步骤d)的第一阶段。图15g示出了构造中心轴到步骤l)和步骤g)的最后阶段。最后，图15h示出了在步骤d)和步骤f)的第二阶段之后的地基系统的安装状态。

最后，图16和17示出的本发明的实施例，其中支撑部件为预应力带式支柱(25)的支柱(2)形式的。在这两个实施例中，预制的带式支柱(25)包括上端连接到中心轴(1)并且下端连接到地基系统的下部元件(39)的线缆，即肋(3)。可选地，通过本领域已知的锚固装置，上端可以连接到塔(24)，下端可以直接连接到地面。中心轴(1)部分地埋置并且使用预制混凝土销建造而成。

带式支柱(25)被预加应力，特别在与带式支柱(25)的下端连接的连接区域中，下部板(4)上面优选具有大重量的土地，使得土地的重力至少部分地补偿预应力锚固件(25)传递给下部板(4)的向上牵引力。

图16中的下部板(4)采用多边星形几何形状。在图17，下部板(4)包括位于中心轴(1)下方的中心模块(36)和与中心模块(36)分离的四个豁免模块(35)，所述四个豁免模块(35)距离塔(22)的垂直轴线最远并且通过肋(3)和中心模块(36)连接。