电机组的基础结构及其施工方法与流程

1.本发明涉及风电机组技术领域，具体为一种电机组的基础结构及其施工方法。


背景技术：

2.陆上风电机组的基础结构的主要型式有扩展基础、桩基础和岩石锚杆基础，这三种基础结构主要是依靠自重形成的基础与地基的摩擦力以抵抗风电机组传来的水平力，依靠地基反力在垂直方向形成的合力和力偶以抵抗风电机组传来的垂直荷载和倾覆弯矩，随着风电机组的单机容量、叶轮直径及塔筒高度的增加，传到基础结构的荷载也越来越大，使得基础结构的尺寸也越来越大，以增加力偶的力臂。由于大尺寸的陆上风电机组基础结构的基底面积和体积规模巨大，当遭遇不良地质条件时，基础结构往往存在不均匀沉降、且难以控制的问题，从而给工程施工带来了很大的难度。而且，基础结构的占地面积和工程投资也会直线向上增加，甚至影响陆上风电场投资的经济性和可行性。
3.现有技术中，公开号为“cn105569066b”的一种用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构及其施工方法，包括筒形结构、设置于筒形结构外侧的回填结构、以及横向环设于筒形结构的环形筋。由于环形筋横向环设于筒形结构，能够避免现有技术需要使用锚固环和法兰环将锚筋固定在混凝土，进而避免了锚固环和法兰环的制作和安装流程，能减少基础工程投资，提高陆上风电场投资的经济效益，因此，该用于陆上风电机组的填芯筒形基础结具有结构简单、生产成本低、且适用于大规模生产的优点。该用于陆上风电机组的填芯筒形基础结构的施工方法具有施工方法简单、易于控制、且施工进度快的优点。
4.但是，其在使用过程中，仍然存在较为明显的缺陷：1、上述基础结构的高度较低，不能适用于需要安装在高处的风力发电机组，而且其高度不能根据使用环境进行灵活调整，因此其使用较为局限；2、电机组的基础结构在长时间使用后，环境中的雨水、雪水等会逐渐地从结构之间的缝隙处渗透，在日积月累之后，非常容易导致基础结构的底部出现进水腐蚀的情况，进而使得基础结构不稳定，存在较大的安全隐患。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种电机组的基础结构及其施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种电机组的基础结构，包括基础底座，所述基础底座的顶部开设有安装槽，所述安装槽中卡嵌设置有外钢管桩，所述外钢管桩的侧面开设有多个定位孔，所述外钢管桩的底壁开设有灌浆孔，所述外钢管桩的内部插设有内钢管桩，所述内钢管桩的底部设置有锥形部，所述内钢管桩及其锥形部中开设有灌浆通道，所述定位孔中卡嵌设置有定位件，用于对内钢管桩进行限位，所述定位件上开设有插槽；
8.所述外钢管桩在定位孔的两侧分别开设有下容纳槽和上容纳槽，所述下容纳槽中活动设置有下封板，所述下封板的底部和下容纳槽的底部之间连接设置有第一弹簧，所述
上容纳槽中固定设置有固定块，所述固定块上设置有第二弹簧，所述第二弹簧远离固定块的一端连接设置有推块，所述推块靠近固定块的一侧连接设置有连接绳，所述连接绳的底部连接设置有上封板，所述上容纳槽中固定设置有管体，所述管体中活动设置有活塞板，所述管体中固定设置有阻挡膜，所述推块的底部固定设置有推板，所述推板靠近活塞板的一侧固定设置有传动杆，所述外钢管桩在上容纳槽的外壁上开设有流通孔，且所述流通孔和管体相连通。
9.优选的，所述外钢管桩的底部固定设置有延伸柱，所述延伸柱卡嵌设置在安装槽的底部。
10.优选的，所述内钢管桩中开设有拓宽部，所述拓宽部和灌浆通道相连通，且拓宽部设置在灌浆通道远离锥形部的一端。
11.优选的，所述基础底座的外部和外钢管桩的底部填埋有回填土层。
12.优选的，所述下封板靠近上容纳槽的一侧开设有卡槽，所述上封板的底部固定设置有卡杆，所述卡杆和卡槽的形状、大小完全相同。
13.一种基于所述电机组的基础结构的施工方法，包括以下步骤：
14.步骤一：将表层土壤挖出，清理出空地，放置基础底座；
15.步骤二：将外钢管桩吊装，使其卡嵌放置在基础底座的安装槽中；
16.步骤三：根据基础结构的总高度，在对应的外钢管桩的定位孔中安装定位件；
17.步骤四：在外钢管桩的内部插设内钢管桩，此时的内钢管桩会受到定位件的限位；
18.步骤五：向内钢管桩的灌浆通道中灌注水泥浆料，直至水泥浆料填充满灌浆通道、外钢管桩的内腔后，将外钢管桩在安装槽中的空隙间也填充满水泥浆料，并待水泥浆料凝固；
19.步骤六：将步骤一中挖出的土壤进行回填，形成回填土层，回填土层将基础底座整体和外钢管桩的底部进行覆盖。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
21.1、本发明在基础底座中卡嵌设置有外钢管桩，在外钢管桩中插设有内钢管桩，且内钢管桩的位置可以灵活调整，因此，根据不同的使用场所的要求，本发明可以实现不同的高度调整，使其适应范围更广；
22.2、本发明采用了基础底座、外钢管桩和内钢管桩的有效结合，解决了传统的基础底座质量大，当基础底座建造的过高时，会因为重心随之升高而导致基础结构容易倾倒的问题，外钢管桩、内钢管桩和基础底座相比，其质量更轻、且更加坚固，能够在加高基础结构的同时，使得重心仍然保持得较低，整体也更加稳定；
23.3、本发明在安装内钢管桩时，内钢管桩在外钢管桩中进行下沉的同时，会自动触发一系列装置，进而使得管体中储存的密封液、保养液等等功能液流出，使得液体填充在内钢管桩和外钢管桩的缝隙之间，既可以对内钢管桩实现进一步的涂覆保护，又可以使得此处的缝隙被填满，避免长期使用后此处出现渗水问题，进而确保基础底座不会被水侵蚀。
24.本发明提供了电机组的基础结构及其施工方法，可以根据需要灵活增高基础结构的高度，且整体的重心能够保持在较低位置，整体更加稳定，本装置在安装的过程中，可以自发实现对内钢管桩的养护和缝隙填充，使得基础结构的使用寿命更长。
附图说明
25.图1为本发明的主体结构的剖面示意图(未灌注水泥浆料)；
26.图2为本发明的图1中的a处放大图；
27.图3为本发明的定位件具体结构的剖面示意图；
28.图4为本发明的主体结构的剖面示意图(已灌注水泥浆料)；
29.图5为本发明的外钢管桩的局部结构的剖面示意图；
30.图6为本发明的图5中的b处放大图。
31.图中：1基础底座、101安装槽、2外钢管桩、201定位孔、2011下容纳槽、2012上容纳槽、202灌浆孔、203延伸柱、3内钢管桩、301锥形部、302灌浆通道、303拓宽部、4定位件、401插槽、5回填土层、6下封板、601卡槽、7第一弹簧、8固定块、9第二弹簧、10推块、11连接绳、12上封板、13卡杆、14管体、15活塞板、16阻挡膜、17推板、18传动杆、19流通孔、20水泥浆料。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：
34.实施例一：
35.一种电机组的基础结构，包括基础底座1，在本实施例中，基础底座1可以是混凝土制成，也可以是通过混凝土和钢筋等等进行定型制作，基础底座1本身具有一定的重量，使得基础结构整体的重心处于较低位置，基础底座1的顶部开设有安装槽101，安装槽101中卡嵌设置有外钢管桩2，不可避免地，外钢管桩2和安装槽101之间存在空隙，这些空隙后续可以被混凝土所填充，进而使得外钢管桩2和基础底座1被凝固成一个整体，且二者之间的接触面积更大，连接得也会更加牢固，外钢管桩2的侧面开设有多个定位孔201，定位孔201之间可以等距，也可以非等距设置，外钢管桩2的底壁开设有灌浆孔202，主要用于流通水泥浆料20，外钢管桩2的内部插设有内钢管桩3，内钢管桩3的底部设置有锥形部301，因此当内钢管桩3在外钢管桩2的内部进行下沉安装时，锥形部301能够推动推块10，使得推块10被向内挤压移动，内钢管桩3及其锥形部301中开设有灌浆通道302，灌浆通道302为直线型，使得水泥浆料20可以快速地向下导流，也避免了水泥浆料20填充不均、存在盲区的问题，定位孔201中卡嵌设置有定位件4，用于对内钢管桩3进行限位，这样的设置使得内钢管桩3在安装后、水泥浆料20灌注并成型之前，无需通过其他的吊装设备一直吊着内钢管桩3，进而减少设备的用量，降低成本，定位件4上开设有插槽401，插槽401主要用于容纳上封板12及其底部的卡杆13。
36.外钢管桩2在定位孔201的两侧分别开设有下容纳槽2011和上容纳槽2012，上容纳槽2012位于最上方，且上容纳槽2012、定位孔201和下容纳槽2011依次设置并连通，下容纳槽2011中活动设置有下封板6，下封板6的底部和下容纳槽2011的底部之间连接设置有第一弹簧7，在初始状态下，下封板6会被第一弹簧7向上顶起，使得下封板6部分地被推到定位孔201中，上容纳槽2012中固定设置有固定块8，固定块8上设置有第二弹簧9，第二弹簧9具有
良好的伸缩弹性，第二弹簧9远离固定块8的一端连接设置有推块10，在本实施例中，推块10为梯形，且和内钢管桩3底部的锥形部301相匹配，当内钢管桩3在外钢管桩2中下沉时，会通过锥形部301下压到推块10，使得推块10向上容纳槽2012中移动，进而对第二弹簧9进行挤压，推块10靠近固定块8的一侧连接设置有连接绳11，连接绳11为无弹性绳，具有良好的传动效果，连接绳11的底部连接设置有上封板12，上容纳槽2012中固定设置有管体14，在本实施例中，管体14为侧面呈现c字型的硬质管道，管体14中活动设置有活塞板15，活塞板15可以在被推动时沿着管体14的内壁移动，管体14中固定设置有阻挡膜16，在本实施例中，活塞板15和阻挡膜16之间的管腔中填充有密封液，可以对内钢管桩3和外钢管桩2之间的缝隙处进行填充，避免基础结构在长期使用后，因为该缝隙处渗水而导致基础底座1被侵蚀的情形发生，推块10的底部固定设置有推板17，推板17靠近活塞板15的一侧固定设置有传动杆18，当推块10被向内推动时，其会通过推板17带动传动杆18，传动杆18又向内推动活塞板15，使得管腔中的压力增大，直至超过阻挡膜16的耐受值后，阻挡膜16出现破裂，外钢管桩2在上容纳槽2012的外壁上开设有流通孔19，且流通孔19和管体14相连通，最终，密封液从流通孔19中流出，对内钢管桩3和外钢管桩2之间进行填充，该操作可以自发进行，能够有效地节省工期，施工过程更加简单。
37.实施例二：
38.一种电机组的基础结构，包括基础底座1，在本实施例中，基础底座1可以是混凝土制成，也可以是通过混凝土和钢筋等等进行定型制作，基础底座1本身具有一定的重量，使得基础结构整体的重心处于较低位置，基础底座1的顶部开设有安装槽101，安装槽101中卡嵌设置有外钢管桩2，不可避免地，外钢管桩2和安装槽101之间存在空隙，这些空隙后续可以被混凝土所填充，进而使得外钢管桩2和基础底座1被凝固成一个整体，外钢管桩2的侧面开设有多个定位孔201，定位孔201之间可以等距，也可以非等距设置，外钢管桩2的底壁开设有灌浆孔202，主要用于流通水泥浆料20，外钢管桩2的底部固定设置有延伸柱203，延伸柱203卡嵌设置在安装槽101的底部，在本实施例中，外钢管桩2和底部的延伸柱203一体成型，这样的设置方式可以增大外钢管桩2和基础底座1之间的接触范围，使得安装后连接得更加稳定，外钢管桩2的内部插设有内钢管桩3，内钢管桩3的底部设置有锥形部301，因此当内钢管桩3在外钢管桩2的内部进行下沉安装时，锥形部301能够推动推块10，使得推块10被向内挤压移动，内钢管桩3及其锥形部301中开设有灌浆通道302，灌浆通道302为直线型，使得水泥浆料20可以快速地向下导流，也避免了水泥浆料20填充不均、存在盲区的问题，内钢管桩3中开设有拓宽部303，拓宽部303和灌浆通道302相连通，且拓宽部303设置在灌浆通道302远离锥形部301的一端，拓宽部303的设置使得水泥浆料20可以更好地导入到灌浆通道302中，避免水泥浆料20在灌注过程中外溢，定位孔201中卡嵌设置有定位件4，用于对内钢管桩3进行限位，这样的设置使得内钢管桩3在安装后、水泥浆料20灌注并成型之前，无需通过其他的吊装设备一直吊着内钢管桩3，进而减少设备的用量，降低成本，定位件4上开设有插槽401，插槽401主要用于容纳上封板12及其底部的卡杆13，基础底座1的外部和外钢管桩2的底部填埋有回填土层5，回填土层5为原先开挖时挖出的土壤，回填设置既解决了土壤处理的问题，也可以进一步对基础底座1和外钢管桩2进行固定，使得基础结构整体更加稳定。
39.外钢管桩2在定位孔201的两侧分别开设有下容纳槽2011和上容纳槽2012，上容纳槽2012位于最上方，且上容纳槽2012、定位孔201和下容纳槽2011依次连通，下容纳槽2011
中活动设置有下封板6，下封板6的底部和下容纳槽2011的底部之间连接设置有第一弹簧7，在初始状态下，下封板6会被第一弹簧7向上顶起，使得下封板6部分地被推到定位孔201中，上容纳槽2012中固定设置有固定块8，固定块8上设置有第二弹簧9，第二弹簧9具有良好的伸缩弹性，第二弹簧9远离固定块8的一端连接设置有推块10，在本实施例中，推块10为梯形，且和内钢管桩3底部的锥形部301相匹配，当内钢管桩3在外钢管桩2中下沉时，会通过锥形部301下压到推块10，使得推块10向上容纳槽2012中移动，进而对第二弹簧9进行挤压，推块10靠近固定块8的一侧连接设置有连接绳11，连接绳11为无弹性绳，具有良好的传动效果，连接绳11的底部连接设置有上封板12，上容纳槽2012中固定设置有管体14，在本实施例中，管体14为侧面呈现c字型的硬质管道，管体14中活动设置有活塞板15，活塞板15可以在被推动时沿着管体14的内壁移动，管体14中固定设置有阻挡膜16，在本实施例中，活塞板15和阻挡膜16之间的管腔中填充有密封液，可以对内钢管桩3和外钢管桩2之间的缝隙处进行填充，避免基础结构在长期使用后，因为该缝隙处渗水而导致基础底座1被侵蚀的情形发生，推块10的底部固定设置有推板17，推板17靠近活塞板15的一侧固定设置有传动杆18，当推块10被向内推动时，其会通过推板17带动传动杆18，传动杆18又向内推动活塞板15，使得管腔中的压力增大，直至超过阻挡膜16的耐受值后，阻挡膜16出现破裂，外钢管桩2在上容纳槽2012的外壁上开设有流通孔19，且流通孔19和管体14相连通，最终，密封液从流通孔19中流出，对内钢管桩3和外钢管桩2之间进行填充，该操作可以自发进行，能够有效地节省工期，施工过程更加简单。
40.实施例三：
41.本实施例在上述实施例一、实施例二的基础上，增设了以下结构：下封板6靠近上容纳槽2012的一侧开设有卡槽601，上封板12的底部固定设置有卡杆13，卡杆13和卡槽601的形状、大小完全相同，在安装时，上封板12底部的卡杆13会插设在卡槽601中，以此实现更好的密封效果，避免外部环境中的雨水进入定位孔201中，进而有效保护内钢管桩3。
42.实施例四：
43.本实施例和上述实施例一、实施例二相似，唯一不同的是，在本实施例中：活塞板15和阻挡膜16之间的管腔中填充的是防锈液，或者是密封液和防锈液的混合试剂，由此，防锈液能够对内钢管桩3的表面进行涂覆，避免内钢管桩3出现锈蚀损坏，进而确保其强度，使得基础结构整体的使用寿命更长。
44.一种基于电机组的基础结构的施工方法，包括以下步骤：
45.步骤一：将表层土壤挖出，清理出空地，放置基础底座1，基础底座1可以是混凝土制成，也可以是通过混凝土和钢筋等等进行定型制作，基础底座1本身具有一定的重量，使得基础结构整体的重心处于较低位置，不易倾覆，更加稳定；
46.步骤二：将外钢管桩2吊装，使其卡嵌放置在基础底座1的安装槽101中，由此，对外钢管桩2进行安装定位；
47.步骤三：根据基础结构的总高度，在对应的外钢管桩2的定位孔201中安装定位件4，在此步骤中，安装定位件4前，需要将该定位孔201中的下封板6向下压，使得第一弹簧7处于压缩状态，然后再将定位件4放置在定位孔201中，定位件4上开设有插槽401，插槽401能够容纳上封板12及其底部的卡杆13，便于后续的安装；
48.步骤四：在外钢管桩2的内部插设内钢管桩3，此时的内钢管桩3会受到定位件4的
限位，使得内钢管桩3的安装位置被限定了，这样的设置方式使得内钢管桩3在安装后、水泥浆料20灌注并成型之前，无需通过其他的吊装设备一直吊着内钢管桩3，进而能够减少设备的用量，降低成本；
49.步骤五：向内钢管桩3的灌浆通道302中灌注水泥浆料20，直至水泥浆料20填充满灌浆通道302、外钢管桩2的内腔后，将外钢管桩2在安装槽101中的空隙间也填充满水泥浆料20，并待水泥浆料20凝固，在凝固后，基础底座1、外钢管桩2、内钢管桩3和定位件4形成一个整体，坚固性更高，抗风能力也更强；
50.步骤六：将步骤一中挖出的土壤进行回填，形成回填土层5，回填土层5将基础底座1整体和外钢管桩2的底部进行覆盖，回填设置既解决了土壤处理的问题，也可以进一步对基础底座1和外钢管桩2进行固定，使得基础结构整体更加稳定。
51.工作原理：
52.在对电机组的基础结构进行施工安装的过程中，当内钢管桩3在外钢管桩2的内部进行下沉安装时，内钢管桩3底部的锥形部301会下压到推块10，使得推块10被推向上容纳槽2012的内部，此时的第二弹簧9被压缩，推块10通过连接绳11连接的上封板12下降，使得上封板12底部的卡杆13卡嵌到下封板6开设的卡槽601中，由此，实现了对定位孔201的封堵，避免外部环境中的雨雪通过定位孔201接触到内钢管桩3，进而延缓内钢管桩3的锈蚀和老化，使得内钢管桩3更加耐用；与此同时，推块10在被向内推的过程中，会带动推板17和传动杆18随之移动，传动杆18又向内挤压活塞板15，使得阻挡膜16受到的压力增大，直至压力超过阻挡膜16的耐受值后，阻挡膜16破裂，活塞板15和阻挡膜16之间储存的功能液，例如密封液或者防锈液等等流出，防锈液能够对内钢管桩3的表面进行涂覆防护，密封液能够对内钢管桩3和外钢管桩2之间的缝隙进行填充封堵，由此，使得基础结构整体更加稳固、坚实、耐用。
53.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。