本發(fā)明涉及風力發(fā)電行業(yè)土木工程技術領域，特別涉及可更換錨桿的預應力巖石錨桿基礎及更換施工方法。

背景技術：

目前對于大型或超大型設備的機架、塔架，包括風力發(fā)電機、風力渦輪機、輸電線街道照明和信號裝置、橋梁支座、商業(yè)招牌、高速公路招牌、滑雪纜車等建筑均采用現(xiàn)場搭建的混凝土基礎支撐。

尤其是近年來，隨著我國經濟的高速發(fā)展和社會環(huán)保意識的提高，風力發(fā)電規(guī)模日益增大，風力發(fā)電機塔逐漸成為主流。為適應不同的地質條件，也會有不同的混凝土基礎，在山地條件，比如：堅硬巖石、風化巖、砂石、泥質砂巖的條件下就適合選用預應力巖石錨桿基礎。

傳統(tǒng)的預應力巖石錨桿基礎，包括由混凝土形成的混凝土承臺，混凝土承臺的底面上設有呈圓周分布的若干個高強灌漿柱，高強灌漿柱內同軸設有預應力巖石錨桿，所述的預應力巖石錨桿的上端通過頂部螺母與頂部錨桿固定板連接，混凝土承臺中心設在錨籠環(huán)組件；錨籠環(huán)組件包括上、下錨板以及錨栓，錨栓的底端通過螺母固定，整個錨栓與螺母全部裸露在混凝土中，若要將錨栓卸除，就需要使錨栓與螺母分離，但是錨栓以及螺母固定在混凝土中，轉扭力很大，不容易轉動錨栓以及螺母，還會導致錨栓無法與螺母分離的情況。

中國專利申請公布為CN105155571A公開了一種可更換的預應力錨栓裝置及其安裝方法和更換方法，其主要包括上錨板，下錨板，連接上錨板以及下錨板的錨栓，套在錨栓外的塑料套管，塑料套管的上、下兩端由熱縮套收縮密封，塑料套管上端的熱縮套上安裝有非金屬調平螺母，錨栓頂部安裝有上螺母，錨栓的底部通過下螺母與下錨板固接，并在下螺母的外側套設一個螺母盒以使混凝土與錨栓以及螺母隔離。

授權公開(公告)號:CN201747544U的實用新型專利公開了一種風力發(fā)電機的安裝基座和風力發(fā)電機該風力發(fā)電機的安裝基座，包括：混凝土本體和至少兩個以上的地腳螺栓，所述至少兩個以上的地腳螺栓埋設在所述混凝土本體內；所述至少兩個以上的地腳螺栓的一端設置有連接風力發(fā)電機的塔筒的墊板法蘭，所述至少兩個以上的地腳螺栓的另一端設置有錨固法蘭，所述墊板法蘭和錨固法蘭均固設在所述混凝土本體上；所述地腳螺栓上套設有將地腳螺栓與混凝土本體隔離的套管地腳螺栓兩端設有與套管連接的伸縮軟管。

授權公告號為 CN 202023199 U的實用新型專利公開了一種基礎預應力錨板錨栓組合件，包括上錨板、下錨板，上錨板與下錨板通過長錨栓連接，上錨板上、下平面處的長錨栓上分別安裝有調平螺母，下錨板上設有分布均勻的調平螺栓，在上錨板底平面上靠近內環(huán)及外 環(huán)邊緣處均設有分布均勻的焊接鉚釘，下錨板上、下平面處的長錨栓上分別安裝有薄螺母及螺母，在長錨栓上套裝熱收縮套、錨栓套管。

授權公告號 CN 203947487 U的實用新型專利公開了一種風力發(fā)電塔架基礎預應力錨栓，包括兩錨栓上端螺紋段、錨栓下端螺紋段、上螺紋與光桿過渡段、下螺紋與光桿過渡段、錨栓光桿段、薄熱收縮套、厚熱收縮套，所述的薄熱收縮套套裝錨栓光桿段上，所述的厚熱收縮套套裝在錨栓光桿段的下部，薄熱收縮套插接在厚熱收縮套與錨栓光桿段之間，錨栓上端螺紋段位于錨栓光桿段的上端，錨栓下端螺紋段位于錨栓光桿段的下端，所述的上螺紋與光桿過渡段位于錨栓上端螺紋段與錨栓光桿段的過渡段，下螺紋與光桿過渡段位于錨栓下端螺紋段與錨栓光桿段的過渡段。

綜上，參見圖12至圖14，以上所有方式在為了實現(xiàn)錨栓4與混凝土之間的隔離所采用的方式均為在錨栓4外套設一根塑料套管42，塑料套管42兩端通過熱縮套41進行密封。首先，螺母盒與螺母分體設置，為了實現(xiàn)螺母的周向固定需要將螺母焊接在下錨板上，但是在焊螺母或造成整個底法蘭的應力不均勻，還會增加一道焊接工序，從而增加成本；其次，為了滿足施工條件，塑料套管42與錨栓4需要一定的間隙，而且在整個錨栓4裝置基本都填充在混凝土當中，在澆筑的過程中混凝土勢必會對塑料套管42產生擠壓的力迫使塑料套管42變形以使得錨栓4與塑料套管42之間不同軸，難以使斷裂的錨栓4旋出進行更換；再次，塑料套管42的兩端通過熱縮套41進行收縮密封，如此一來就會使得在塑料套管42插入口處口徑變小，參見圖14所示，那么新的錨栓4難以插入到塑料套管42內，從而造成更換錨栓4不方便。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的一是提供可更換錨桿的預應力巖石錨桿基礎，使其具有降低成本、更換方便的優(yōu)點。

本發(fā)明的上述技術目的一是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的：一種可更換錨桿的預應力巖石錨桿基礎，包括由混凝土形成的混凝土承臺，所述混凝土承臺的底面上以及底面以下的巖體中設有呈圓周分布的若干個高強灌漿柱，所述高強灌漿柱內同軸設有預應力巖石錨桿，所述的預應力巖石錨桿的上端通過頂部螺母與頂部錨桿固定板連接，所述的混凝土承臺中心設有錨籠環(huán)組件；所述的預應力巖石錨桿上套設有用于隔離灌漿料的剛性套管一，所述預應力巖石錨桿的下端穿過底部錨桿固定板并螺紋連有呈一體設置且用于隔離混凝土的隔離帽一，隔離帽一的開口端與底部錨桿固定板密封連接。

通過采用上述技術方案，在預應力巖石錨桿外套設剛性套管的設置一方面可以有效阻隔混凝土與預應力巖石錨桿澆筑在一起，另一方面由于其具有剛性在整個混凝土的澆筑過程中不易變形可以使得剛性套管一與預應力巖石錨桿保持較好的同軸度，在拆卸與安裝預應力巖石錨桿的時候更加方便；另外，剛性套管一的兩端均與頂部錨桿固定板以及底部錨桿固定板密封連接可以有效防止在澆筑過程中液體與預應力巖石錨桿接觸而腐蝕預應力巖石錨桿；過一體化設置的隔離帽一摒棄了現(xiàn)有技術中將螺母或者螺母盒焊接在下錨板上的步驟，而是通過混凝土的澆筑作用使得隔離帽周向固定，避免了焊接所產生的缺陷，一方面提高了錨栓的性能，另一方面使得安裝施工更為簡單方便、成本更低。

作為優(yōu)選的所述的頂部錨桿固定板以及底部錨桿固定板設有階梯孔一、階梯孔二，所述的剛性套管一上端延伸至階梯孔一內并與階梯孔一的臺階抵接，下端延伸至階梯孔二內并與階梯孔二臺階抵接。通過采用上述技術方案，將剛性套管一直接延伸至頂部錨桿固定板以及底部錨桿固定板的階梯孔一、階梯孔二內可以實現(xiàn)剛性套管的密封，由于階梯孔一以及階梯孔二中小孔的直徑與錨栓的直徑相配合，因此可以有效防止頂部錨桿固定板徑向移動，同理底部錨桿固定板也不會徑向移動，同時該方式克服了現(xiàn)有技術中通過熱縮套實現(xiàn)密封所帶來的缺陷，再更換錨栓的時候更加方便新錨栓的插入。

作為優(yōu)選的，所述的預應力巖石錨桿包括第一預應力巖石錨桿以及第二預應力巖石錨桿，所述的第一預應力巖石錨桿與第二預應力巖石錨桿通過連接套螺紋連接，所述的剛性套管一套設于第一預應力巖石錨桿上，剛性套管一的兩端分別密封連接在頂部錨桿固定板以及連接套上。

通過采用上述技術方案，由于預應力巖石錨桿長度較長，而錨桿斷裂的位置一般集中在中部。因此將其分成兩個部分，然后通過連接套螺紋連接，如此一來保證預應力巖石錨桿的連接強度，連接套相當于是隔離帽的作用，通過剛性套管一以及連接套的作用能將第一預應力巖石錨桿與混凝土隔離，當?shù)谝活A應力巖石錨桿斷裂時，通過旋轉第一預應力巖石錨桿的端部就能將其取出。

作為優(yōu)選的，所述的剛性套管一上端延伸至上端延伸至頂部錨桿固定板的階梯孔一內，下端延伸至連接套的階梯孔三內。

通過采用上述技術方案，通過剛性套管一以及連接套的作用能將第一預應力巖石錨桿與混凝土隔離，當?shù)谝活A應力巖石錨桿斷裂時，通過旋轉第一預應力巖石錨桿的端部就能將其取出。

作為優(yōu)選的，所述的錨籠環(huán)組件包括上錨板、下錨板、以及連接上錨板和下錨板的錨栓，所述的錨栓上套設有剛性套管二，所述的剛性套管二兩端密封連接在上錨板以及下錨板上，所述的錨栓的上端通過上螺母與上錨板連接，所述錨栓的下端穿過下錨板并螺紋連有呈一體設置且用于隔離混凝土的隔離帽二，隔離帽二的開口端與下錨板密封連接。

通過采用上述技術方案，在錨栓外套設剛性套管二的設置一方面可以有效阻隔混凝土與錨栓澆筑在一起，另一方面由于其具有剛性在整個混凝土的澆筑過程中不易變形可以使得剛性套管二與錨栓保持較好的同軸度，在拆卸與安裝錨栓的時候更加方便；另外，剛性套管二的兩端均與上錨板以及下錨板密封連接可以有效防止在澆筑過程中液體與錨栓接觸而腐蝕錨栓；通過一體化設置的隔離帽二可以一方面使得裝卸更加方便、成本更低，另一方面隔離帽二通過與混凝土的澆筑作用的周向固定，確保隔離帽二周向不會輕易轉動。

作為優(yōu)選的，所述的錨栓伸出上錨板的頂端為圓柱狀或扁平狀或棱柱狀。

通過采用上述技術方案，將錨栓穿出上錨板的頂端設置成扁平狀可以方便使用扳手將斷裂錨桿的上半部分旋轉取出。

作為優(yōu)選的，所述的隔離帽一、隔離帽二均為封頭螺母，所述的剛性套管一、剛性套管二為不銹鋼管或鋼管或硬質塑料管。

通過采用上述技術方案，采用封頭螺母直接作為隔離帽成本更低，更方便，采用不銹鋼管或鋼管或硬質塑料管可以提高防腐性能。

本發(fā)明的目的二是提供一種可更換錨桿的預應力巖石錨桿基礎的更換施工方法，使其具有降低成本、更換方便的優(yōu)點。

本發(fā)明的上述技術目的二是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的：一種可更換錨桿的預應力巖石錨桿基礎的更換施工方法，包括以下步驟；

a、將斷裂預應力巖石錨桿的上部取出；

b、采用取桿器伸入剛性套管一內將斷裂的預應力巖石錨桿取出；

c、從頂部錨桿固定板的階梯孔一處插入新的預應力巖石錨桿，在頂部旋轉預應力巖石錨桿，使其端部擰入隔離帽一內，然后在頂部錨桿固定板的上方的處依次安裝新的墊片和頂部螺母。

本發(fā)明的目的三是提供一種可更換錨桿的預應力巖石錨桿基礎的更換施工方法，使其具有降低成本、更換方便的優(yōu)點。

本發(fā)明的上述技術目的三是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的：一種可更換錨桿的預應力巖石錨桿基礎的更換施工方法，包括以下步驟；

a、檢測預應力巖石錨桿斷裂情況，若發(fā)現(xiàn)為預應力巖石錨桿材料或其他系統(tǒng)缺陷導致斷裂，則準備更換全部未斷裂的巖石錨桿；

b、從上部將預應力巖石錨桿取出；

c、從頂部錨桿固定板的階梯孔一處插入新的預應力巖石錨桿，在頂部旋轉預應力巖石錨桿，使其端部擰入隔離帽一內，然后在頂部錨桿固定板的上方的處依次安裝新的墊片和頂部螺母。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：在預應力巖石錨桿基礎中，當需要將預應力巖石錨桿從基礎中拆卸下來，預應力巖石錨桿上套裝不銹鋼管將整個預應力巖石錨桿與混凝土隔離開，隔離帽一與混凝土澆筑在一起，限制隔離帽一隨預應力巖石錨桿旋轉，使預應力巖石錨桿與隔離帽一之間產生相對旋轉，從而使預應力巖石錨桿與隔離帽一分離，此外還改進了錨桿與套管之間的密封結構摒棄了現(xiàn)有技術中密封后會導致錨桿難以插入的缺陷，實現(xiàn)了預應力巖石錨桿基礎上的錨桿可替換、可回收的目的，且更換施工簡便，節(jié)省了大量的維修費用，提高了該基礎的經濟價值。

附圖說明

圖1為可更換錨桿的預應力巖石錨桿基礎的結構示意圖；

圖2是實施例中用于體現(xiàn)預應力巖石錨桿與頂、底部錨桿固定板以及剛性套管一之間連接結構的示意圖；

圖3為圖2中A部放大圖；

圖4為圖2中B部放大圖；

圖5為隔離帽一的結構示意圖；

圖6為實施例一中用于體現(xiàn)剛性套管二、錨栓以及上、下錨板之間連接關系的結構示意圖；

圖7為圖6中C部放大圖；

圖8為圖6中D部放大圖；

圖9為實施例三用于體現(xiàn)預應力巖石錨桿的結構示意圖；

圖10為圖9中E部放大圖；

圖11為實施例四的結構示意圖；

圖12為現(xiàn)有技術中錨桿、套管以及熱縮套之間的連接關系的結構示意圖；

圖13為現(xiàn)有技術中用于體現(xiàn)更換錨桿時的狀態(tài)圖;

圖14為圖13中F部放大圖；

圖15為體現(xiàn)取桿器的結構示意圖。

圖中：1、混凝土承臺；11、澆筑混凝土找平層；12、混凝土墊層；2、錨籠環(huán)組件；2a、上錨板；21a、階梯孔四；2b、頂部錨桿固定板；21b、階梯孔一；3a、下錨板；31a、階梯孔五；3b、底部錨桿固定板；31b、階梯孔二；4a、預應力巖石錨桿；41a、第一預應力巖石錨桿；42a、第二預應力巖石錨桿；4b、錨栓；41、熱縮套；42、塑料套管；43、連接套；431、階梯孔三；51、剛性套管一；52、剛性套管二；61a、上螺母；61b、頂部螺母；71、隔離帽一；72；隔離帽二；9、底部塔筒；10、巖體；101；聚乙烯苯板；11、護套；111、鉆頭。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

實施例1、參見圖1至2所示，一種可更換錨桿的預應力巖石錨桿基礎，包括在巖體10上澆筑的澆筑混凝土找平層11、混凝土墊層12以及圓柱形的混凝土承臺1以及埋置在混凝土承臺1中部的錨籠環(huán)組件2，混凝土承臺1圓周分布有預應力巖石錨桿4a，預應力巖石錨桿4a依次穿頂部錨桿固定板2b、混凝土承臺1、混凝土墊層12、聚乙烯苯板101以及混凝土找平層11至巖體10的預應力巖石錨桿孔內。

預應力巖石錨桿4a的外套設有用于隔離的混凝土的剛性套管一51，剛性套管一51的兩端密封連接。

預應力巖石錨桿4a的上端通過頂部螺母61b與頂部錨桿固定板2b連接，預應力巖石錨桿4a的下端與底部錨桿固定板2b連接。

底部錨桿固定板3b的下方位于螺紋孔的位置安裝隔離帽一71，預應力巖石錨桿4a穿過底部錨桿固定板3b延伸至隔離帽一71內部并與隔離帽一71螺紋連接，隔離帽一71被混凝土澆筑在預應力巖石錨桿孔中，此方式使得隔離帽7周向是通過與混凝土的澆筑作用的固定，隔離帽一71周向不會輕易轉動。

參見圖3，對剛性套管一51與預應力巖石錨桿4a上端的密封連接作以下說明，頂部錨桿固定板2b上設置階梯孔一21b，剛性套管一51的上端延伸至階梯孔一21b內，剛性套管一51的頂端與階梯孔一21b的臺階抵接，階梯孔一21b中的大孔的直徑等于剛性套管一51的直徑，小孔的直徑與預應力巖石錨桿4a的直徑相配合，小孔的深度等于大孔的深度，如此一來可以在實現(xiàn)密封效果的前提下還方便新的預應力巖石錨桿4a的插入。

參見圖4，對剛性套管一51與預應力巖石錨桿4a下端的密封連接作以下說明，底部錨桿固定板3b上設置階梯孔二31b，剛性套管一51延伸至階梯孔二31b內，階梯孔的大孔與剛性套管一51的外徑相等，階梯孔二31b的小孔與預應力巖石錨桿4a的直徑相配合，小孔的深度等于底部錨桿固定板3b厚度的一半。一方面摒棄了通過熱縮套將塑料套管進行密封的方式，另一方面也擯棄了現(xiàn)有技術中因螺母需要焊接在底部錨桿固定板3b所帶來的缺陷。

針對該實施例下面對錨籠環(huán)組件2做以下說明：

參見圖6所示，錨籠環(huán)組件2包括上錨板2a、下錨板3a以及錨栓4b，錨栓4b為雙排。下錨板3a的下方位于螺紋孔的位置安裝隔離帽二72，錨栓4b穿過下錨板3a延伸至隔離帽二72內部并與隔離帽二72螺紋連接，隔離帽二72澆筑在混凝土中，此方式使得隔離帽二72周向的固定是通混凝土的澆筑作用，使得在不需要焊接的情況下能使隔離帽二72周向不會輕易轉動。

參見圖7，對剛性套管二52與錨栓4b上端的密封連接作以下說明，上錨板2a上設置階梯孔四21a，剛性套管二52的上端延伸至階梯孔四21a內，剛性套管二52的頂端與階梯孔四21a的臺階抵接。

參見圖7，對剛性套管二52與錨栓4b下端的密封連接作以下說明，下錨板3a上設置階梯孔五31a，剛性套管二52延伸至階梯孔五31a內，階梯孔五31a的大孔與剛性套管二52的外徑相等，階梯孔五31a的小孔與錨栓4b的直徑相配合，小孔的深度等于下錨板3a厚度的一半。一方面摒棄了通過熱縮套將塑料套管進行密封的方式，另一方面也擯棄了現(xiàn)有技術中因螺母需要焊接在下錨板3a所帶來的缺陷。

實施例2、參見圖9和圖10，一種可更換錨桿的預應力巖石錨桿基礎，與實施例2相比區(qū)別在于：預應力巖石錨桿4a分成兩個部分為第一預應力巖石錨桿41a、第二預應力巖石錨桿42a、連接套43，第一預應力巖石錨桿41a和第二預應力巖石錨桿42a在連接套43的端面設置安裝孔431，剛性套管一51套設在第一預應力巖石錨桿41a上，剛性套管一51的下端延伸至安裝孔431內，安裝孔431的直徑等于剛性套管一51的直徑相等。

該實施例中第一預應力巖石錨桿41a的頂端部分設置成扁平狀，如此設置可以通過扳手將其取出。

實施例4、參見圖11所示，一種可更換錨桿的預應力巖石錨桿基礎，與實施例1的區(qū)別在于錨籠環(huán)組件2中，錨栓4b為雙單結構。

實施例5、一種可更換錨桿的預應力巖石錨桿基礎的更換施工方法，包括以下步驟；

a、將斷裂預應力巖石錨桿4a的上部取出；

b、采用取桿器伸入剛性套管一51內將斷裂的預應力巖石錨桿4a取出；

c、從頂部錨桿固定板3a的階梯孔一21a處插入新的預應力巖石錨桿4a，在頂部旋轉預應力巖石錨桿4a，使其端部擰入隔離帽一71內，然后在頂部錨桿固定板3a的上方的處依次安裝新的墊片和頂部螺母61b。

參見圖15所示，本實施例中取桿器的具體結構包括護套11以及設置在護套11內的鉆頭111，護套11為鋼套，護套下端的直徑略大于預應力巖石錨桿4a的直徑。將護套11伸入剛性套管一51內并且套在斷裂預應力巖石錨桿4a的外部通過護套11與預應力巖石錨桿4a的過渡配合實現(xiàn)固定，鉆頭111伸入護套11內與斷裂預應力巖石錨桿4a的斷裂端面抵觸，鉆頭111配合電鉆一同使用，鉆頭111鉆入的同時帶動斷裂預應力巖石錨桿4a的下半部分反向旋轉，使斷裂預應力巖石錨桿4a從隔離帽一71退出。由于預應力巖石錨桿4a斷裂端面不平整，因此當鉆頭111剛開始鉆入的時候會出現(xiàn)竄動，護套11的作用可以有效保護剛性套管一51。此外護套11與電鉆的外殼固定，以防止護套11掉落在剛性套管一51內。

實施例6、一種可更換錨桿的預應力巖石錨桿基礎的更換施工方法，包括以下步驟；

a、檢測預應力巖石錨桿4a斷裂情況，若發(fā)現(xiàn)為預應力巖石錨桿4a材料或其他系統(tǒng)缺陷導致斷裂，則準備更換全部未斷裂的巖石錨桿4a；

b、從上部將預應力巖石錨桿4a取出；

c、從頂部錨桿固定板3a的階梯孔一21a處插入新的預應力巖石錨桿4a，在頂部旋轉預應力巖石錨桿4a，使其端部擰入隔離帽一71內，然后在頂部錨桿固定板3a的上方的處依次安裝新的墊片和頂部螺母61b。

由于錨籠環(huán)組件2的結構與預應力巖石錨桿4a的結構類似，因此在更換錨栓4b不在重新贅述。

本具體實施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本發(fā)明的權利要求范圍內都受到專利法的保護。