專利名稱：一種裝配式預應力混凝土圓筒型柱體基礎的設計方法
技術領域：
本發明屬于建設工程中高聳構筑物基礎結構的技術領域，涉及一種裝配式預應力混凝土圓筒型柱體基礎的設計方法，適用于支撐例如風力發電機組塔架等的固定。
背景技術：
近年來，我國風力發電工程建設如火如荼，支撐風力發電機組塔架的基礎結構參考高聳建筑物基礎結構采用擴展基礎或樁基礎，其設計方法成熟，施工方便，但由于風電機組基礎具有承受360°方向重復荷載和大偏心受力的特殊性，且隨著單機容量逐漸增大，常規基礎的局限性逐漸顯露
1、為了承擔風機大偏心荷載，基礎體型不斷增大，工程量急劇增加；
2、對于一次澆筑完成的大體積混凝土，施工溫度裂縫難以控制；
3、基礎施工周期加長。
發明內容
本發明目的是提供一種施工速度快、質量好、造價低的裝配式預應力混凝土圓筒型柱體基礎的設計方法。為達到上述目的，本發明的技術方案是一種裝配式預應力混凝土圓筒型柱體基礎的設計方法，其特征在于它是通過裝配預制混凝土圓筒型柱體形成圓筒型柱體基礎，再通過錨固錨索后張拉使混凝土處于預壓狀態，利用裝配完成后的預應力混凝土圓筒型柱體基礎回填混凝土外側土體的被動土壓力來抵抗上部高聳結構傳來的荷載。所述的裝配預制混凝土圓筒型柱體包括預制圓筒型混凝土柱體；預埋在該預制圓筒型混凝土柱體內的預埋縱向套管；穿過預埋縱向套管延伸至該圓筒型混凝土柱體底端的錨固錨索，其頂端延伸至預制圓筒型混凝土柱體外與高強混凝土調平模板環相連，底端與該預制圓筒型混凝土柱體內預埋固定底環自動鎖定裝置聯接；與基礎底部混凝土墊層內固定連接的底部調節螺栓；該預制圓筒型混凝土柱體外圍設置填充混凝土體；起到調平與承載作用的高強混凝土。所述的預制圓筒型混凝土柱體為中心有一空心空間的裝配式圓筒型結構,分成若干段，每段按整環或分成若干瓦片進行預制，該空心空間內充填回填土或混凝土。所述的預制圓筒型混凝土柱體應根據具體實際工程要求進行若干分段，每段可整環或分若干瓦片設計預制，且安裝對應接點應標識明確；預制混凝土圓筒型柱體外側面根據受力情況選擇母線為直線或母線為曲線；預制圓筒型混凝土柱體每分段分塊上預埋縱向套管應均勻分布，且與其相對接套管應具有較好的同心度。所述的預埋縱向套管設置在錨固錨索和預制圓筒型混凝土柱體的接觸部分；錨固錨索兩端設置連接頭，頂端連接頭垂直伸出預制圓筒型混凝土柱體上高強混凝土調平模板環，底端連接頭插入預埋固定底環自動鎖定裝置并與其緊固連接，錨固錨索按圓周布置一圈或兩圈。
所述的高強混凝土調平模板環是金屬材質的圓環結構，其上設置通孔，通孔成圓 周狀均勻布置在底環上并與預制圓筒型混凝土柱體柱體結構上預埋縱向套管相對應。
所述的底部調節螺栓為預制圓筒型混凝土柱體安裝平整度調整構件，其頂部插入 預制圓筒型混凝土柱體預埋的配套套管內，與基礎底部混凝土墊層內預埋墊板連接。
本發明的優點是它是利用預應力混凝土圓筒型柱體基礎回填混凝土外側土體 的被動土壓力以抵抗上部高聳結構傳來的荷載，采用錨固錨索后張拉使混凝土處于預壓狀 態。同時對混凝土圓筒型柱體采用分段預制的方式生產，將整個預應力混凝土圓筒型柱體 基礎根據具體工程及其它要求分成若干段，每段整環或分成若干瓦片進行預制，這樣能成 批規模化生產，不僅能保證混凝土在強度上的要求，還能減少混凝土和鋼筋工程量，有效的 縮短施工周期。采用錨固錨索后張拉使混凝土處于預壓狀態，對圓筒型混凝土柱體進行分 段分塊預制，還能有效減少混凝土及鋼筋工程量，且施工快速，能有效地縮短施工周期，基 礎結構承載效果更好。
下面結合附圖和實施例對本發明做詳細說明圖I是裝配式預應力混凝土圓筒型柱體基礎示意圖(縱剖)；圖2是裝配式預應力混凝土圓筒型柱體基礎示意圖(橫剖)；圖3A是本發明的預制混凝土圓筒型柱體截面分塊示意圖，其具體分塊數應根據實際 工程要求確定本示意圖僅作舉例示意；圖3B是本發明的預制混凝土圓筒型柱體截面分塊示意圖，其具體分塊數應根據實際 工程要求確定本示意圖僅作舉例示意；圖3C是本發明的預制混凝土圓筒型柱體截面分塊示意圖，其具體分塊數應根據實際 工程要求確定本示意圖僅作舉例示意。
圖中1、預制圓筒型混凝土柱體；2、預埋縱向套管；3、錨固錨索；4、高強混凝土調 平模板環；5、調節螺栓；6、預埋固定底環；7、基礎底部混凝土墊層；8、回填混凝土 ；9、高強 混凝土 ； 10、回填土或者混凝土。
具體實施方式
如附圖I、圖2所示，一種裝配式預應力混凝土圓筒型柱體基礎的設計方法，它是 通過裝配預制混凝土圓筒型柱體形成圓筒型柱體基礎，再通過錨固錨索后張拉使混凝土處 于預壓狀態，利用裝配完成后的預應力混凝土圓筒型柱體基礎回填混凝土外側土體的被動 土壓力來抵抗上部高聳結構傳來的荷載。
裝配預制混凝土圓筒型柱體包括預制圓筒型混凝土柱體I ;預埋在該預制圓筒型 混凝土柱體I內的預埋縱向套管2 ;穿過預埋縱向套管2延伸至該預制圓筒型混凝土柱體 I底端的錨固錨索3，其頂端延伸至預制圓筒型混凝土柱體I外與高強混凝土調平模板環4 相連，底端與該預制圓筒型混凝土柱體I內預埋固定底環6自動鎖定裝置聯接；與基礎底部 混凝土墊層7內的底部調節螺栓5固定連接；該預制圓筒型混凝土柱體外圍設置填充回填 混凝土 8 ;起到調平與承載作用的高強混凝土 9。
裝配式預制圓筒型混凝土柱體I為中心有一空心空間的裝配式圓筒型結構，分成若干段，每段按整環圖3中的A或分成若干瓦片進行預制(圖3中的B、C)，該空心空間內可充填回填土或混凝土。預制圓筒型混凝土柱體I應根據具體實際工程要求進行若干分段，每段可整環或分若干瓦片設計預制，且安裝對應接點應標識明確；預制混凝土圓筒型柱體外側面根據受力情況選擇母線為直線或母線為曲線；預制圓筒型混凝土柱體I每分段分塊上預埋縱向套管2應均勻分布，且與其相對接套管應具有較好的同心度。預埋縱向套管2設置在錨固錨索3和預制圓筒型混凝土柱體I的接觸部分；錨固錨索3兩端設置連接頭，頂端連接頭垂直伸出預制圓筒型混凝土柱體I上高強混凝土調平模板環4，底端連接頭插入預埋固定底環6自動鎖定裝置并與其緊固連接，錨固錨索3按圓周布置一圈或兩圈。高強混凝土調平模板環4是金屬材質的圓環結構，其上設置通孔，通孔成圓周狀均勻布置在底環上并與預制圓筒型混凝土柱體I柱體結構上預埋縱向套管2相對應。底部調節螺栓5為預制圓筒型混凝土柱體I安裝平整度調整構件，其頂部插入預制圓筒型混凝土柱體I預埋的配套套管內，與基礎底部混凝土墊層7內預埋墊板連接。本發明的具體實施步驟是
首先澆筑墊層混凝土，埋設墊板；
然后將預制好的預制圓筒型混凝土柱體I第一分段(最底部)進行初裝，通過底部平衡調節螺栓5進行調平；調平后對第一分段混凝土圓筒型柱體基礎外圍進行混凝土回填；待滿足強度要求后繼續依次對剩余各分段進行同軸拼接，安裝同時應保證各分段的同心度；
將錨固錨索3穿過預埋于預制圓筒型混凝土柱體I內的縱向套管2插入預埋固定底環6的特制錨頭內與其連接；頂端伸出預制圓筒型混凝土柱體I外與高強混凝土調平模版環4相連；
對高強混凝土調平模板環4按風機廠要求精度調平后，進行高強混凝土澆筑，待高強混凝土強度滿足要求后拆除基礎高強混凝土調平模板環4 ；
最后進行預制圓筒型混凝土柱體I內外側回填。本實例提供的裝配式預應力混凝土圓筒型(風力發電機組)柱體基礎，能充分利用裝配完成后的預應力混凝土圓筒型柱體基礎側向土體的被動土壓力以抵抗上部高聳結構傳來的荷載，采用錨固錨索后張拉使混凝土處于預壓狀態。同時對混凝土圓筒型柱體采用分段預制的方式生產，將整個預應力混凝土圓型柱體基礎根據具體工程及其它要求分成若干段，每段整環或分成若干瓦片進行預制，這樣能成批規模化生產，不僅能保證混凝土在強度上的要求，還能減少混凝土和鋼筋工程量，縮短施工周期，且基礎結構承載效果更好。本實施例沒有詳細敘述的部件和結構屬本行業的公知部件和常用結構或常用手段，這里不一一敘述。
權利要求
1.一種裝配式預應力混凝土圓筒型柱體基礎的設計方法，其特征在于它是通過裝配預制混凝土圓筒型柱體形成圓筒型柱體基礎，再通過錨固錨索后張拉使混凝土處于預壓狀態，利用裝配完成后的預應力混凝土圓筒型柱體基礎回填混凝土外側土體的被動土壓力來抵抗上部高聳結構傳來的荷載。
2.根據權利要求I所述的一種裝配式預應力混凝土圓筒型柱體基礎的設計方法，其特征在于所述的裝配預制混凝土圓筒型柱體包括預制圓筒型混凝土柱體(I);預埋在該預制圓筒型混凝土柱體(I)內的預埋縱向套管(2);穿過預埋縱向套管(2)延伸至該圓筒型混凝土柱體(I)底端的錨固錨索(3)，其頂端延伸至預制圓筒型混凝土柱體(I)外與高強混凝土調平模板環(4)相連，底端與該預制圓筒型混凝土柱體(I)內預埋固定底環(6)自動鎖定裝置聯接；與基礎底部混凝土墊層內(7)固定連接的底部調節螺栓(5);該預制圓筒型混凝土柱體外圍設置填充混凝土體(8);起到調平與承載作用的高強混凝土(9)。
3.根據權利要求2所述的一種裝配式預應力混凝土圓筒型柱體基礎的設計方法，其特征在于所述的預制圓筒型混凝土柱體(I)為中心有一空心空間的裝配式圓筒型結構，分成若干段，每段按整環或分成若干瓦片進行預制，該空心空間內充填回填土或混凝土。
4.根據權利要求2所述的一種裝配式預應力混凝土圓筒型柱體基礎的設計方法，其特征在于所述的預制圓筒型混凝土柱體(I)應根據具體實際工程要求進行若干分段，每段可整環或分若干瓦片設計預制，且安裝對應接點應標識明確；預制混凝土圓筒型柱體外側面根據受力情況選擇母線為直線或母線為曲線；預制圓筒型混凝土柱體(I)每分段分塊上預埋縱向套管(2)應均勻分布，且與其相對接套管應具有較好的同心度。
5.根據權利要求2所述的一種裝配式預應力混凝土圓筒型柱體基礎的設計方法，其特征在于所述的預埋縱向套管(2)設置在錨固錨索(3)和預制圓筒型混凝土柱體(I)的接觸部分；錨固錨索(3)兩端設置連接頭，頂端連接頭垂直伸出預制圓筒型混凝土柱體(I)上高強混凝土調平模板環(4)，底端連接頭插入預埋固定底環(6)自動鎖定裝置并與其緊固連接，錨固錨索(3)按圓周布置一圈或兩圈。
6.根據權利要求2所述的一種裝配式預應力混凝土圓筒型柱體基礎的設計方法，其特征在于所述的高強混凝土調平模板環(4)是金屬材質的圓環結構，其上設置通孔，通孔成圓周狀均勻布置在底環上并與預制圓筒型混凝土柱體(I)柱體結構上預埋縱向套管(2)相對應。
7.根據權利要求2所述的一種裝配式預應力混凝土圓筒型柱體基礎的設計方法，其特征在于所述的底部調節螺栓(5)為預制圓筒型混凝土柱體(I)安裝平整度調整構件，其頂部插入預制圓筒型混凝土柱體(I)預埋的配套套管內，與基礎底部混凝土墊層(7)內預埋墊板連接。
全文摘要
本發明涉及一種裝配式預應力混凝土圓筒型柱體基礎的設計方法，其特征在于它是通過裝配預制混凝土圓筒型柱體形成圓筒型柱體基礎，再通過錨固錨索后張拉使混凝土處于預壓狀態，利用裝配完成后的預應力混凝土圓筒型柱體基礎回填混凝土外側土體的被動土壓力來抵抗上部高聳結構傳來的荷載。該方法具有施工速度快、質量好、造價低等特點。
文檔編號E02D27/42GK102979109SQ20121054706
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月17日 優先權日2012年12月17日
發明者胡永柱, 李振作, 申寬育 申請人:中國水電顧問集團西北勘測設計研究院