扩底预应力锚桩风力机基础的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种扩底预应力锚桩风力机基础是由扩底预应力钢绞线锚桩、基础承台和基础环组成。所述锚桩呈环形分别布置在基础环内外两侧的基础承台上。基础承台通过承台内预埋的基础环与风力机上部塔筒结构连接，基础承台通过扩底预应力钢绞线锚桩与基岩连接，从而构成一个整体。本实用新型采用可扩底的钻孔机钻孔，通过扩底预应力钢绞线锚桩连接基础承台和基岩，施工基面小，混凝土用量少，钢材用量少，弃渣少，土石开方量少，减少了对山区原始地貌的破坏，有利于植被及生态环境保护。
【专利说明】扩底预应力锚粧风力机基础
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种风力发电机基础，尤其涉及一种基础与基岩通过扩底预应力锚桩与基岩连成整体的扩底预应力锚桩风力机基础。
【背景技术】
[0002]随着我国风电装机规模快速的增长，风力发电机组装机数量也同步增加，现今平原地区的风力发电机组接近饱和，而风力发电的供给还远远未能满足城市化进程的需求，这就使得新装风力发电机组只能向山区等地形陡峭，地基坚固地带发展。
[0003]目前，我国风电场使用的风力机基础多采用钢筋混凝土重力式独立扩展基础，形式比较单一。且此种风力机基础占地面积大、开挖量大，不太适合使用在山区，特别是对于山区普遍存在的岩石地基，基坑开挖难度较大，一般采用免爆或浅层爆破的方式开挖，从而大大增加了施工进度和工程成本。
[0004]本实用新型在基础工程中，尤其是风力发电机基础行业还未见应用及报道。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提出一种结构简单、占地面积小、施工速度快、工程成本低、适合应用在山区中风化或微风化岩石地基上修建的扩底预应力锚桩风力机基础。
[0006]本实用新型的目的是这样实现的:扩底预应力锚桩风力机基础是由扩底预应力钢绞线锚桩、基础承台和基础环组成。所述锚桩呈环形分别布置在基础环内外两侧的基础承台上。基础承台通过承台内预埋的基础环与风力机上部塔筒结构连接，基础承台通过扩底预应力钢绞线锚桩与基岩连接，从而构成一个整体。
[0007]本实用新型采用可扩底的钻孔机钻孔，通过扩底预应力钢绞线锚桩连接基础承台和基岩，施工基面小，混凝土用量少，钢材用量少，弃渣少，土石开方量少，减少了对山区原始地貌的破坏，有利于植被及生态环境保护。在推广先进技术、节约工程造价、保护自然环境及增加社会效益上效果明显，其主要有如下体现:(1)充分利用先进技术，采用可扩底的钻孔机钻孔，在钻孔底部扩底，在预应力钢绞线固定端锚具逐步放入扩底部分并灌浆后形成固定端扩大头。(2)充分利用先进材料，通过扩底预应力钢绞线锚桩把基础承台和基岩连成整体，共同承担风力机基础传来的以倾覆弯矩为主的荷载效应。从而减少基础承台本身的尺寸和埋深。(3)充分发挥了原状岩体的力学性能，具有良好的抗拔性能。(4)减少了混凝土和基础钢材等材料的用量。(5)避免了免爆和浅层爆破作业对基础周围岩石基面、林木植被的损害。(6)充分利用了山区自然地形地貌条件，减少了基础基面开方，土石方开方量少。(7)由于水泥、砂石、钢材等材料消耗的减少，减少了工程运输量，这对运输困难的山区用混凝土浇注基础有明显的经济效益和技术优势。
[0008]【专利附图】
【附图说明】:本实用新型的具体结构由以下的附图和实施例给出:
[0009]图1是扩底预应力铺粧风力机基础结构不意图；
[0010]图2是锚桩在基础承台上的分布示意图；
[0011]图3是锚桩结构示意图；
[0012]图例:1、基础承台，2、基础承台垫层，3、基础环，4、锚桩，5、钻孔、6、钻孔扩底，7、无粘结预应力钢绞线，8、压花式固定端锚具，9、张拉端锚具，10、张拉端锚具保护帽。
[0013]【具体实施方式】:
[0014]本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
[0015]实施例:如图1、2所示，扩底预应力锚桩风力机基础是由扩底预应力钢绞线锚桩4、基础承台1和基础环3组成。所述锚桩4呈环形分别布置在基础环3内外两侧的基础承台1上。基础承台1通过承台内预埋的基础环3与风力机上部塔筒结构连接，基础承台1通过扩底预应力钢绞线锚桩4与基岩连接，从而构成一个整体。
[0016]如图1所示，基础环3座于基础承台垫层2上，所述基础承台垫层2是在已经超平平整的基坑底部烧筑形成，在其中心处安装固定基础环3，基础环3内外烧筑形成基础承台
1。在基础承台1中预留按前述锚桩4的分布位置的预留孔，用可扩底的钻孔机在基础承台1预留孔处钻孔，按设计要求深度钻孔，钻孔5底部扩大钻孔直径形成钻孔扩底6。
[0017]如图3所示，在预留孔、钻孔5和钻孔扩底6内设置锚桩4，锚桩4上端通过预应力钢绞线张拉端锚具9与基础承台1相连，下端通过预应力钢绞线压花式固定端锚具8伸入钻孔扩底6内并灌浆形成固定端与基岩固定相连。无粘结预应力钢绞线7、压花式固定端锚具8和张拉端锚具9为业内通用部件，其结构在此不作详细描述。
[0018]以下为施工过程:
[0019](1)场地平整，清除地表土、腐殖土层，平整出风力机基础的施工基面。
[0020](2)开挖基础承台1的基坑，坑底抄平平整后浇筑基础承台垫层2，安装固定基础环3，浇筑基础承台1，在基础承台1中按锚桩4的分布位置预留出与钻孔5同直径的预留孔。
[0021](3)用可扩底的钻孔机在基础承台预留孔处钻孔，按设计要求深度钻孔5、钻孔扩底6。
[0022](4)每根锚桩钻孔内应放置设计要求型号、数量的无粘结预应力钢绞线7:底部剥去600?800臟长的套管，洗净油脂，做压花式固定端锚具8，清理锚桩钻孔后逐根放入；张拉端剥去套管长度至张拉端锚具9底部，洗净油脂，逐根穿入张拉端锚具9的指定孔中。
[0023](5)灌浆:从张拉端锚具9上的灌浆孔向锚桩钻孔内灌浆，钻孔扩底6部分采用040高流动性细石混凝土灌注，并震动钢绞线以达到灌浆料密实；再压力灌注水泥浆至孔顶。
[0024](6)无粘结预应力钢绞线7的张拉:灌浆料养护达到100%强度后，按设计要求的张拉控制力对无粘结预应力钢绞线7进行张拉。
[0025](7)张拉端锚具保护帽10:对张拉端锚具保护帽10范围内的基础承台1顶面进行凿毛处理，并进行二次浇注，将张拉端锚具9埋于保护帽10内进行保护。
[0026]本申请是直接建于基岩上的风力机基础，基础与基岩通过扩底预应力锚桩4与基岩连成整体，共同承担风力机基础传来的以倾覆弯矩为主的荷载效应，扩底预应力锚桩4的作用与抗拔桩相同。
[0027]为增加桩的抗拔力采用扩底预应力锚桩4是最优选择，扩底预应力锚桩4在上拔力作用下的破坏状态为锚桩4拉断(桩体破坏)或产生超过允许值的伸长变形、锚桩4将周围通过粘结力或抗拔力相连的土体向上拔起而产生地基向上隆起变形(地基破坏《建筑桩基技术规范》对桩身强度有完整可靠的计算方法，实践证明可控；而地基隆起破坏会随着地基岩层不同的破碎程度、密实程度千变万化，一般均需通过现场检测确定，优秀的锚桩4(抗拔桩)设计是使其地基抗拔力特征值与桩身承载力相等。
[0028]以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，可根据实际情况增减本实用新型的非必要技术特征，以满足实际需要。
【权利要求】
1.一种扩底预应力锚桩风力机基础，是由扩底预应力钢绞线锚桩、基础承台和基础环组成，其特征在于:所述锚桩呈环形分别布置在基础环内外两侧的基础承台上，基础承台通过承台内预埋的基础环与风力机上部塔筒结构连接，基础承台通过扩底预应力钢绞线锚桩与基岩连接。
2.如权利要求1所述的扩底预应力锚桩风力机基础，其特征在于:基础环座于基础承台垫层上，所述基础承台垫层是在已经超平平整的基坑底部浇筑形成，在其中心处安装固定基础环。
3.如权利要求1所述的扩底预应力锚桩风力机基础，其特征在于:基础环内外浇筑形成基础承台，在基础承台中预留按前述锚桩的分布位置的预留孔，在基础承台预留孔处钻孔，钻孔底部扩大钻孔直径形成钻孔扩底。
4.如权利要求3所述的扩底预应力锚桩风力机基础，其特征在于:在预留孔、钻孔和钻孔扩底内设置锚桩，锚桩上端通过预应力钢绞线张拉端锚具与基础承台相连，下端通过预应力钢绞线压花式固定端锚具伸入钻孔扩底内并灌浆形成固定端与基岩固定相连。
【文档编号】E02D27/44GK204139197SQ201420488601
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】戚俊峰, 袁铁柱, 袁金西, 叶祖林, 张晓晶 申请人:新疆风电工程设计咨询有限责任公司