设计风机基础时除了考虑水平、竖向荷载外，还需考虑较大的倾覆力矩。抗倾覆设计要求基础正常工况底板边缘不出现拉应力，极端工况允许底板边缘局部脱开，为此风机基础设计成底盘尺寸较大的扩展基础，基础埋入地下，地基开挖和混凝土施工工程量大。

 

　　某风口风电场地基为土层，风机塔高70m，风机叶半径42m，塔基采用圆柱和圆台组合的扩展基础，基础底部直径17.4m，基础高2.5m，基础埋深3m，单个基础工程量：土体开挖763m3，混凝土379m3，钢筋46t。

 

 

　　阜新台喇嘛风电场工程区山体多为基岩出露，仅在山体坡脚和局部较缓处有第四系覆盖层。该场地风机基础若仍然采用埋在地下的扩展基础，岩石上开挖施工难度大。

 

　　《风电机组地基基础设计规定》指出，风电机组基础设计应坚持因地制宜、保护环境和节约资源的原则。风机基础除上述扩展基础外，还应根据不同的地质条件，推荐使用桩基础或岩石锚杆基础。鉴于阜新台喇嘛风电场工程区基岩多裸露，建议风机基础采用岩石锚杆基础。

 

　　岩石锚杆基础是通过锚杆将风机基础与岩石地基连接成整体，充分利用基岩的体量和重量来共同抵抗基础受到的倾覆力矩。岩石锚杆基础允许基础底板与地基之间的交接面出现大的拉应力，该拉应力将由锚杆来承担。而普通的扩展基础只能依靠基础的体量和埋深，由此带来的自重和回填土压力来抵抗倾覆力矩。因而岩石锚杆基础不像扩展基础那样需要较大的体量和埋深，能有效地减少地基的开挖工程量和混凝土方量。

 

 

　　在高层建筑结构中为了克服地下水上浮力对地下室底板的不利影响，采用抗浮锚杆来减小底板的厚度，以节省混凝土方量，减少地基开挖工程量，取得了良好的经济效益。当底板下的基岩埋置浅时，改用扩底自锁锚杆来代替普通锚杆，将锚杆直接锚在岩石内，能减小锚杆锚固段长度，经济效益显著。

 

　　普通岩石锚杆是在岩石上钻直孔，插入钢筋后灌浆，利用浆体与岩石孔壁的粘结力来提供锚固力。而岩石扩底自锁锚杆是在岩石上钻直孔后，改用扩孔钻头在孔底扩孔，插入端头特制的钢筋锚杆，安装时钢筋端头张开与孔底扩孔咬合后灌浆，该锚杆除了粘结浆体提供的锚固力外，还有锚杆底端扩大头与岩石扩孔壁的机械咬合提供的锚固力。机械咬合的机理比粘结更可靠，因而扩底自锁锚杆比普通锚杆的锚固力更大，可靠性更高，抗疲劳性能更好。

 

 

　　针对阜新台喇嘛风电场工程的实际情况采用岩石扩底自锁锚杆风机基础。根据提供的荷载参数，初步提出下列两种造型的岩石扩底自锚杆风机基础方案：

 

　　方案1：风机基础由钢筋混凝土圆形塔杆基座、外伸地基梁和岩石扩底自锁锚杆组成。该方案圆形塔杆基座直径6m，高2.5m，外伸地基梁长6m、宽2m、高1～2m，基础埋深2m，在地基梁上设锚杆，锚杆总数为30根，锚杆埋深5～6m。单根锚杆采用直径32mm强度等级PSB980的精轧螺纹钢筋。

 

　　方案2：风机基础仍然采用扩展基础，圆形塔杆基座直径6m，高2.5m，但扩展底板直径取14m，底板厚1～2m，基础埋深1m，在扩展底板周边设锚杆，锚杆总数为30根，锚杆埋深5m。单根锚杆采用直径32mm强度等级PSB980的精轧螺纹钢筋。

 

 

　　基础放线；地基开挖至设计深度；锚杆钻孔定位，钻孔，扩孔，清孔；锚杆组装，安装，灌浆，养护；基底岩石表面凿毛，冲洗干净，立模板，绑钢筋，浇混凝土，养护。

　　检测：

 

　　（1）、岩石钻孔至设计深度后测量孔深、记录孔深；改用扩孔钻头扩孔，扩孔前标记钻杆位置，与扩孔后钻杆位置比较，钻杆扩孔行程达要求后判断扩孔到位，否则继续扩孔。

 

　　（2）、锚杆组装后插入扩孔内，用套筒加压，锤击套筒，套筒行程达要求后合格。

 

　　（3）、通过注浆管灌浆，浆液从孔口溢出停止灌浆，养护期间禁止敲击锚杆外露钢筋。养护时间24小时。

 

　　（4）、锚杆抗拔力检验。

 

 

　　目前岩石锚杆技术应用在输变电钢管塔、出线塔、大厦等工程中，都是在静载工况下使用。对于风电项目，风机塔70m高，叶轮半径42m，如此大的动载工况下使用国内没有工程实例，对于岩石锚杆基础的耐久性，抗疲劳、抗变形等能力需要工程实例进行检验。