鋼筒基礎結構、設備及其施工方法

2023-07-22 15:11:46

鋼筒基礎結構、設備及其施工方法
【專利摘要】本發明公開了一種鋼筒基礎結構、設備及其施工方法。鋼筒基礎包括：鋼筒(3)，用於連接風力發電機塔筒(1)，在所述鋼筒(3)與所述塔筒(1)連接部設置長圓孔，且採用高強緊固件(2)穿過所述長圓孔連接。本發明的鋼筒基礎和塔身的連接處採用長圓孔來微調塔架的垂直度，修正基礎允許範圍內的傾斜，鋼筒基礎和塔身採用高強螺栓雙剪拼接，無焊縫，抗疲勞性好且簡化結構。其施工方法簡易可行地解決了由於打樁產生的垂直度偏差而造成的調平問題，同時對以後正常工作時的受力沒有不良影響。
【專利說明】鋼筒基礎結構、設備及其施工方法

【技術領域】
[0001]本發明屬於土木工程領域，具體涉及到一種帶有頂部和底部地基強化的鋼筒基礎結構、設備及其施工方法。

【背景技術】
[0002]目前高地下水位軟土地基上風塔基礎，多用樁基礎，打到很深的持力層工程量大，造價高，施工複雜，施工周期長，做承臺仍要降低地下水層。
[0003]而現有的風塔鋼筒基礎也要打到很深的持力層，如中國水電顧問集團華東勘測設計研究院的發明專利:無過渡段單樁式海上風機基礎結構(申請號201210114192.X)，工程量大，造價也較高。另外，現有的單筒基礎底部依舊採取傳統的L型法蘭並且採用墊片的方式來調平。這種調平法不但調平的能力有限而且容易使得連接接觸面不平整，導致工作時受到局部集中應力的作用。


【發明內容】

[0004]有鑑於此，本發明針對現有技術的上述或其他不足，本發明提出了一種鋼筒基礎結構、設備及其施工方法，其目的就是要針對上述現有風力發電機鋼筒基礎存在的造價高的問題，提供一種施工便捷、經濟可靠的鋼筒形基礎。
[0005]本發明一方面提出了一種鋼筒基礎結構，其包括:鋼筒3，用於連接風力發電機塔筒1，在所述鋼筒3與所述塔筒I連接部設置長圓孔，且採用高強緊固件2穿過所述長圓孔連接。
[0006]進一步地，所述鋼筒3內側上部設置有壓漿入口 8、中部多個位置設置有定位環9、底部設置有壓漿出口 6，其中，所述定位環9用於將壓漿管固定在所述鋼筒3內。
[0007]進一步地，所述鋼筒3外側呈規律分布的多個強化鋼板葉片4。強化鋼板葉片可提高鋼筒基礎結構的抗扭能力；
[0008]進一步地，將水泥砂漿管從壓漿入口 8進入壓漿管5，從壓漿出口 6伸出，在所述鋼筒3底部形成砂漿膨脹頭7。
[0009]進一步地，在鋼筒3外圍的定位放線依次打入摻水泥土石灰樁11和水泥土攪拌樁10。
[0010]本發明另一方面提出了一種鋼筒基礎結構設備，其包括:風力發電機塔筒I以及連接所述塔筒I的如上述鋼筒基礎結構。
[0011]本發明又一方面提出了一種鋼筒基礎結構設備施工方法，其包括以下步驟:吊裝底節風機塔筒1，將所述風力發電機塔筒I連接至鋼筒3，所述連接為在所述鋼筒3與所述塔筒I連接部設置長圓孔，且採用高強緊固件2穿過所述長圓孔連接，且通過所述長圓孔調整所述鋼筒的水平度。鋼筒基礎和塔身的連接處採用長圓孔來微調塔架的垂直度，修正基礎允許範圍內的傾斜。簡易可行地解決了由於打樁產生的垂直度偏差而造成的調平問題，同時對以後正常工作時的受力沒有不良影響。
[0012]進一步地，在吊裝底節風機塔筒I步驟前還包括:將不同厚度筒節對接焊成鋼筒3，將定位環9、壓漿出口 6、壓漿入口 8固定焊接於鋼筒3內側，將強化鋼板葉片焊接於所述鋼筒3外側，採用高頻液壓振動錘將所述鋼筒3垂直打入地基設計標高，且用高頻振動錘調整水平度。
[0013]進一步地，還包括以下步驟:在所述鋼筒3的頂部通過水泥攪拌樁10和摻水泥土石灰樁11對地基作加固處理。
[0014]進一步地，還包括以下步驟:在所述鋼筒3的底部通過形成砂漿膨脹頭7對地基作加固處理。基礎底部的砂漿膨脹頭能提高基礎的端承力，從而節省樁的設計長度。
[0015]本發明與現有技術相比，其優點在於:本發明專利以較小的用鋼量，較小的地基處理工作量，便利的施工方法，無需應對高地下水位，施工周期短，與上部結構連接調整便利等多項優點使軟土高水位地基條件下的風機基礎造價大大降低，施工進度成倍加快，質量可靠。本發明施工便利、工期短、精度高、便於工廠產業化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發明示意性示出鋼筒基礎結構的縱向剖面圖；
[0017]圖2為本發明示意性示出圖1中沿A-A方向的剖面圖；
[0018]圖3為本發明示意性示出圖1中沿C-C縱向剖面圖；
[0019]圖4為本發明示意性示出圖1中沿B-B方向的剖面圖。
[0020]附圖標記說明:
[0021]I塔筒；2為長圓孔摩擦型高強螺栓；3鋼筒；4強化鋼板葉片；5壓漿管；6壓漿出口；7砂漿膨脹頭；8壓漿入口 ；9定位環；10水泥攪拌樁；11摻水泥土石灰樁。

【具體實施方式】
[0022]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。
[0023]圖1為本發明一實施例示意性示出鋼筒基礎結構的縱向剖面圖。如圖1所示,本發明提出了一種鋼筒基礎結構，其包括:鋼筒3，用於連接風力發電機塔筒1，在所述鋼筒3與所述塔筒I連接部設置長圓孔，且採用高強緊固件2穿過所述長圓孔連接。鋼筒基礎和塔身採用高強螺栓雙剪拼接，無焊縫，抗疲勞性好且簡化結構。
[0024]其中，所述鋼筒3內側上部圓周上均勻焊接有多個壓漿入口 8、中部多個位置圓周上均勻焊接有定位環7、底部圓周上均勻焊接有壓漿出口 6，其中，所述定位環7用於將壓漿管5固定在所述鋼筒3內。
[0025]圖2為本發明示意性示出圖1中沿A-A方向的剖面圖。如圖2所示,所述鋼筒3外側呈規律分布的多個強化鋼板葉片4。本發明採用強化鋼板葉片可提高鋼筒基礎結構的抗扭能力。
[0026]圖3為本發明示意性示出圖1中沿C-C縱向剖面圖。如圖3所示,所示強化鋼板葉片4分布在地基表面以下，通過緊固件或焊接在所述鋼筒3的外側。葉片4在鋼筒的外表面呈圓周分布，每隔45度設置一葉片4。
[0027]圖4為本發明示意性示出圖1中沿B-B方向的剖面圖。如圖3所示，將水泥砂漿管從壓漿入口 8進入壓漿管5，從壓漿出口 6伸出，在所述鋼筒3底部形成砂漿膨脹頭7。優選地，所述砂漿膨脹頭7的尺寸為自然形成的球形，大約直徑為lm。材料選用水下不分散灌漿料。本發明通過筒底地基的上述處理，可提高鋼筒豎向承載能力，有效控制豎向沉降變形，避免基礎加深落到天然持力層所造成的材料用量的增加，符合風機設計規範的允許沉降值。
[0028]在實際的使用中，參考圖1，在鋼筒3外圍的定位放線依次打入摻水泥土石灰樁11和水泥土攪拌樁10。優選地，所述摻水泥土石灰樁11圍繞所述鋼筒外部呈內圓周分布，所述內圓周可以是一圓周或多個圓周。所述水泥土攪拌樁10在所述摻水泥土石灰樁11外周呈現外圓周分布，所述外圓周可以是一圓周或多個圓周。將摻水泥土石灰樁11布置在鋼筒3與水泥土攪拌樁10之間保證了土體膨脹壓緊共同受力。本發明通過筒頂地基處理提高鋼筒外側地表範圍土體的強度，符合筒型基礎在軟土中的受力特點，充分利用地耐力，提高地基土抗傾覆效率，節省鋼材用量。
[0029]作為又一實施例，本發明還提出了一種鋼筒基礎結構設備，其包括:風力發電機塔筒I以及連接所述塔筒I的如上述實施例相同的鋼筒基礎結構。
[0030]本發明的鋼筒基礎結構設備通過鋼筒基礎和塔身的連接處採用長圓孔來微調塔架的垂直度，修正基礎允許範圍內的傾斜，鋼筒基礎和塔身採用高強螺栓雙剪拼接，無焊縫，抗疲勞性好且簡化結構。
[0031]下面結合附圖進一步說明上述實施例中鋼筒基礎結構設備的施工方法，其包括以下步驟:
[0032]工廠加工時，根據設計確定不同厚度的筒節對接焊形成鋼筒3，將定位環9、壓漿出口 6、壓漿入口 8固定焊接於鋼筒3內側，統一做防腐處理，運輸到現場時將強化鋼板葉片焊接於鋼筒3外側並作防腐處理，本發明採用鋼筒基礎在軟土地基中下沉方便，且不需要處理地下水，節約施工投資。
[0033]施工時，採用高頻液壓振動錘將鋼筒3垂直打入地基設計標高，測量筒頂標高水平度，用高頻振動錘調整；底部地基強化採用高壓水槍可進入壓漿管5，從壓漿出口 6伸出，在鋼筒3底部切割土體形成砂漿膨脹頭7所需要的球狀腔體空間，撤水槍，將水泥砂漿管從壓漿入口 8進入壓漿管5，從壓漿出口 6伸出，在鋼筒3底部形成砂漿膨脹頭7，同時置換出雜質水體從壓漿入口 8排除；頂部地基強化在鋼筒3外圍定位放線依次作水泥土攪拌樁10和摻水泥土石灰樁11 ；吊裝底節風機塔筒1，安裝長圓孔摩擦型高強螺栓2與鋼筒3頂部連接，並通過長圓孔二次調整水平度。
[0034]本發明在所述鋼筒(3)的底部設置砂漿膨脹頭(7)以達到地基處理的效果，從而減小基礎的沉降。其施工方法簡易可行地解決了由於打樁產生的垂直度偏差而造成的調平問題，同時對以後正常工作時的受力沒有不良影響。
[0035]以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種等同變換，這些等同變換均屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種鋼筒基礎結構，其包括:鋼筒(3)，用於連接風力發電機塔筒(1)，在所述鋼筒(3)與所述塔筒(I)連接部設置長圓孔，且採用高強緊固件(2)穿過所述長圓孔連接。
2.根據權利要求1所述的鋼筒基礎結構，其特徵在於:所述鋼筒(3)內側上部設置有壓漿入口(8)、中部多個位置設置有定位環(9)、底部設置有壓漿出口 ￠)，其中，所述定位環(9)用於將壓漿管固定在所述鋼筒(3)內。
3.根據權利要求2所述的鋼筒基礎結構，其特徵在於:所述鋼筒(3)外側呈規律分布的多個強化鋼板葉片(4)。
4.根據權利要求2所述的鋼筒基礎結構，其特徵在於:將水泥砂漿管從壓漿入口(8)進入壓漿管(5)，從壓漿出口(6)伸出，在所述鋼筒(3)底部形成砂漿膨脹頭(7)。
5.根據權利要求4所述的鋼筒基礎結構，其特徵在於:在鋼筒(3)外圍的定位放線依次打入摻水泥土石灰樁(11)和水泥土攪拌樁(10)。
6.一種鋼筒基礎結構設備，其包括:風力發電機塔筒(I)以及連接所述塔筒(I)的如權利要求1-5任一項所述的鋼筒基礎結構。
7.一種鋼筒基礎結構設備施工方法，其包括以下步驟:吊裝底節風機塔筒(1)，將所述風力發電機塔筒(I)連接至鋼筒(3)，所述連接為在所述鋼筒(3)與所述塔筒(I)連接部設置長圓孔，且採用高強緊固件(2)穿過所述長圓孔連接，且通過所述長圓孔調整所述鋼筒的水平度。
8.根據權利要求7所述的鋼筒基礎結構設備施工方法，其特徵在於:在吊裝底節風機塔筒(I)步驟前還包括:將不同厚度筒節對接焊成鋼筒(3)，將定位環(9)、壓漿出口(6)、壓漿入口(8)固定焊接於鋼筒(3)內側，將強化鋼板葉片焊接於所述鋼筒(3)外側，採用高頻液壓振動錘將所述鋼筒(3)垂直打入地基設計標高，且用高頻振動錘調整水平度。
9.根據權利要求8所述的鋼筒基礎結構設備施工方法，其特徵在於:還包括以下步驟:在所述鋼筒(3)的頂部通過水泥攪拌樁(10)和摻水泥土石灰樁(11)對地基作加固處理。
10.根據權利要求9所述的鋼筒基礎結構設備施工方法，其特徵在於:還包括以下步驟:在所述鋼筒(3)的底部通過形成砂漿膨脹頭(7)對地基作加固處理。
【文檔編號】E02D27/12GK104452797SQ201410659137
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月18日 優先權日:2014年11月18日
【發明者】馬逸鵠, 施輝, 高志勇 申請人:江蘇金海新能源科技有限公司, 內蒙古金海新能源科技股份有限公司