风机基础护筒型混凝土灌注桩竖向抗拔承载力试桩结构

摘要

本发明涉及一种风机基础护筒型混凝土灌注桩竖向抗拔承载力试桩结构，其特征是：设第一半径的内圆圆心内布置1根护筒型混凝土灌注桩作为该基础的竖向抗拔承载力试桩；设第一半径处布置2根混凝土灌注桩作为竖向抗拔承载力锚桩；由2个锚桩和试桩构成杠杆，杠杆的中间与抗拔承载力试桩连接，杠杆的两端通过千斤顶与2个锚桩连接，由电动高压油泵向千斤顶供给动力，由千斤顶将荷载加载到中心点布置的试桩上进行竖向抗拔承载力试验，通过压力传感器和位移传感器获取荷载值和试桩位移值，由计算机记录和显示试桩荷载、位移值确定风电场风机基础结构。该结构竖向抗压承载力试桩施工工艺性好，软基基础安全性高，成本合理，适应于沿海滩涂流沙区域。

说明书

技术领域

本发明涉及一种陆上沿海滩涂流沙软土风机基础护筒工艺结构，特别是滩涂流沙软弱地基风机基础护筒型混凝土灌注桩竖向抗拔承载力试桩结构。

背景技术

海南东方感城风电场地处南海，属热带湿润季风性海洋气候，以高温多雨及台风为主要特征，极大风速59.0m/s，属Ⅱ类风场，风场地质条件属沿海滩涂流沙区域，场地土为软土，地质条件复杂。由于沿海受台风影响，其风机、塔架、风机基础等均需特殊加强设计，以使风机基础安全可靠。

在沿海滩涂流沙软土区域及在Ⅱ类风场和台风区域建设风电场，国内外均未有技术借鉴，特别是对装机容量大的风机，地质条件复杂、场地土为流沙软土地基，对基础地基处理方案是否能满足承载力和倾斜要求，对桩基施工工艺和竖向抗拔承载力试桩都提出了很高的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种竖向抗拔承载力试桩施工工艺性好，软基基础安全性高，成本合理，适应于沿海滩涂流沙区域的风机基础护筒型混凝土灌注桩竖向抗拔承载力试桩结构。

本发明的目的是这样实现的，风机基础护筒型混凝土灌注桩竖向抗拔承载力试桩结构，其特征是：设第一半径的内圆圆心内布置1根护筒型混凝土灌注桩作为该基础的竖向抗拔承载力试桩；设第一半径处布置2根混凝土灌注桩作为竖向抗拔承载力锚桩；由2个锚桩和试桩构成杠杆，杠杆的中间与抗拔承载力试桩连接，杠杆的两端通过千斤顶与2个锚桩连接，由电动高压油泵向千斤顶供给动力，由千斤顶将荷载加载到中心点布置的试桩上进行竖向抗拔承载力试验，通过压力传感器和位移传感器获取荷载值和试桩位移值，由计算机记录和显示试桩荷载、位移值确定风电场风机基础结构。

所述的单桩竖向抗拔承载力静载试验包括破坏性试验和非破坏性试验。

所述的破坏性试验：在基础中心点布置一根试桩，在试桩纵向轴布置2根锚桩，2根锚桩桩径Φ1000mm，桩长L=25～30m，试桩单桩抗拔承载力约为1000kN，破坏性试验试桩最大加载极限值为3000kN。

所述的非破坏性试验：在基础中心点布置一根试桩，在试桩纵向轴布置2根锚桩，桩径Φ1000mm，桩长L=25～30m，非破坏性试验试桩单桩抗拔承载力为1000kN，试桩最大加载极限值为2000kN 。

所述的竖向抗拔承载力试桩上部螺旋筋间距200mm，竖向抗拔承载力试桩长度方向箍筋间距2000mm，竖向抗拔承载力试桩长度方向螺旋筋直径d=10mm，竖向抗拔承载力试桩长度方向主筋直径d=22mm，竖向抗拔承载力试桩长度计算为所需要承受上部荷载结合侧摩阻力及端阻力的方向主筋，竖向抗拔承载力试桩的采用护筒型结合护壁的施工工艺。

所述的设竖向抗拔承载力锚桩上部螺旋筋间距150mm，所述的设竖向抗拔承载力锚桩长方向箍筋间距1500mm，所述的设竖向抗拔承载力锚桩长度方向螺旋筋直径d=12mm，所述的设竖向抗拔承载力锚桩长度方向主筋直径d=25mm，所述的竖向抗拔承载力锚桩的采用护筒型结合护壁的施工工艺。

所述的竖向抗拔承载力锚桩与试桩间距:3100mm。

所述的竖向抗拔承载力锚桩间距:6200mm。

本发明的优点是：设第一半径的内圆圆心内布置1根护筒型混凝土灌注桩作为该基础的竖向抗拔承载力试桩；设第一半径处布置2根混凝土灌注桩作为竖向抗拔承载力锚桩；通过2根锚桩提供反力梁，由电动高压油泵向千斤顶供给动力，由千斤顶将荷载加载到中心点布置的试桩上进行单桩竖向抗压静载试验，通过压力传感器和位移传感器获取荷载值和试桩位移值，由计算机记录和显示试桩荷载、补压位移值确定风电场风机基础结构。本发明结合实际机位优化布置的单桩竖向抗压静载试验试桩方案，加快了工程进度，在实际机位的地基基础上做试桩，更加真实地反映了机为基础的地基抗拔承载力状况，根据这样布置的试桩方法，得出的试桩实验结论，真实的反应了桩基础设计的安全、经济和结构的合理性。

附图说明

以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步描述： 

图1 是本发明实施例基础竖向抗拔承载力试桩、锚桩平面图；

图2 是本发明实施例基础竖向抗拔承载力试桩、锚桩剖面图；

图3是图1的试桩结构图；

图4是图1锚桩桩身剖面。 

 图中：1、风电场风机基础；2、试桩；3、锚桩；4、工程桩。

具体实施方式

如图1所示，风机基础护筒型混凝土灌注桩竖向抗拔承载力试桩结构：设第一半径的内圆圆心内布置1根护筒型混凝土灌注桩作为该基础的竖向抗拔承载力试桩2；设第一半径处布置2根混凝土灌注桩作为竖向抗拔承载力锚桩3；由2个锚桩3和试桩2构成杠杆，杠杆的中间与抗拔承载力试桩连接，杠杆的两端通过千斤顶与2个锚桩3连接，由电动高压油泵向千斤顶供给动力，由千斤顶将荷载加载到中心点布置的试桩2上进行竖向抗拔承载力试验，通过压力传感器和位移传感器获取荷载值和试桩位移值，由计算机记录和显示试桩荷载、位移值确定风电场风机基础结构。

如图2所示，包括：试桩2、锚桩3和工程桩4，四根锚桩3按90度分布在第一半径的圆周上，工程桩4分布在第二半径的圆周上，第二半径大于第一半径，第一半径的圆周和第二半径的圆周中心与试桩2同心。工程桩4高度低于试桩2和锚桩3，试桩2和锚桩3高度面齐平。工程桩4 由风电场风机基础1覆盖，试桩2、锚桩3高出风电场风机基础1。

单桩竖向抗拔静载试验包括破坏性试验和非破坏性试验。

破坏性试验：在基础中心点布置一根试桩；桩型为钻孔灌注桩，在试桩纵横向轴布置两根锚桩，桩径Φ1000mm，经计算桩长L=25～30m。试桩分别在指定的一个机位中布置。试桩单桩抗拔承载力约为1000kN，试桩采用双控，试桩最大加载极限值为3000kN(做破坏性试验)。

非破坏性试验：在基础中心点布置一根试桩；桩型为钻孔灌注桩，在试桩纵横向轴布置两根锚桩，桩径Φ1000mm，经计算桩长L=25～30m。试桩分别在指定的一个机位中布置。试桩单桩抗拔承载力约为1000kN，试桩采用双控，试桩最大加载极限值为2000kN (不做破坏性试验)。

如图3所示，所述的竖向抗拔承载力试桩上部螺旋筋间距200mm，竖向抗拔承载力试桩长度方向箍筋间距2000mm，竖向抗拔承载力试桩长度方向螺旋筋直径d=10mm，竖向抗拔承载力试桩长度方向主筋直径d=22mm，竖向抗拔承载力试桩长度计算为所需要承受上部荷载结合侧摩阻力及端阻力的方向主筋，竖向抗拔承载力试桩的采用护筒型结合护壁的施工工艺。

如图4所示，所述的设竖向抗拔承载力锚桩上部螺旋筋间距150mm，所述的设竖向抗拔承载力锚桩长方向箍筋间距1500mm，所述的设竖向抗拔承载力锚桩长度方向螺旋筋直径d=12mm，所述的设竖向抗拔承载力锚桩长度方向主筋直径d=25mm，所述的竖向抗拔承载力锚桩的采用护筒型结合护壁的施工工艺。

竖向抗拔承载力锚桩间距:6200mm。

竖向抗拔承载力锚桩与试桩间距:3100mm。

结合实际机位优化布置的单桩竖向抗拔承载力静载试验试桩方案，加快了工程进度，在实际机位的地基基础上做试桩，更加真实地反映了机为基础的地基抗拔承载力状况，根据这样布置的试桩方法，得出的试桩实验结论，真实的反应了桩基础设计的安全、经济和结构的合理性。

实际机位的试验成果：

114#桩：当试验荷载加至2400kN时，桩顶上拔量仅为6.11㎜，U—δ曲线呈缓变型，δ—lgt曲线呈平行或亚平行排列。因钢筋拉断，故停止试验。综合判定该桩单桩竖向抗拔极限抗拔承载力为2100kN；

115#桩：当试验荷载加至2000 kN时，桩顶上拔量仅为3.96㎜，U—δ曲线呈缓变型，δ—lgt曲线呈平行或亚平行排列。因达到设计要求最大加荷值，故停止试验。综合判定该桩单桩竖向抗拔极限抗拔承载力＞2000 kN。

由此可见，114#、115#风机单桩竖向抗拔静载荷试验均发生破坏，破坏方式为钢筋拉断。由于上拔量仅为几毫米，故单桩竖向抗拔抗拔承载力受钢筋强度控制，单桩竖向抗拔静载试验详细结果见表1。

试验详细结果见表1。

表1 单桩竖向抗拔静载试验结果汇总表 

本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。