Зміцнення грунтової основи вітрових електрогенераторів

Вітровий електрогенератор представляє собою генеруючу установку або групу з них, що використовують енергію вітру для виробництва електроенергії, що підключена до мережі через електропідстанцію.

Рис. 1,2,3 ферма електрогенераторів

Специфіка конструкції вітрогенераторів (вітрових електростанцій) та розташування ділянок, на яких вони будуються, дуже часто вимагають використання фундаменту на армованій (або підсиленій) грунтовій основі. Майданчики для вітрових електростанцій вимагають належної підготовки. Будівництво вітрової електростанції, а точніше фундаменту конструкції, повинно забезпечити відповідність 1-му граничному стану несучої здатності та 2-му граничному стану для використання конструкцій. Більш того, вітрогенератор повинен відповідати критеріям фундаменту, визначеним виробником конструкції. Отже, конструкція вітрогенератора повинна бути належним чином розрахунково перевірена, що умови для будівництва вітрогенератора виконуються щодо несучої здатності основи та елементів підсилення, допустимих значень осідання, крену фундаменту вітрогенератора і динамічної жорсткості на обертання.

Компанія Менард пропонує цілий ряд технологій, перевірених методів зміцнення грунту, таких як безвибурні палі CMC або колони MSC, буроін’єкційні палі CFA або ґрунтоцементні елементи (ГЦЕ) за технологією DSM в результаті глибокого перемішування ґрунту.

Підсилення ґрунтової основи за допомогою ґрунтоцементних елементів DSM


Рис. 4. 5. Проект підсилення основи за допомогою грунтоцементних елементів DSM

Технологія DSM базується на концепції поліпшення міцнісних властивостей ґрунтів шляхом їх змішування з в’яжучими матеріалами (наприклад, цементний розчин, цементно-зольна суспензія, бентонітова суспензія). Так званий ґрунтоцементний розчин характеризується значно вищими механічними та деформаційними параметрами. Глибоке перемішування ґрунту полягає у введенні в грунт спеціальної мішалки, яка руйнує структуру ґрунту та змішує її з введеним розчином. Для стандартних застосувань використовують мішалки, що складаються з бурової штанги та поперечних балок. Зміцнення грунту – весь процес, від моменту занурення мішалки до завершення формування елементу DSM, супроводжується подачею цементного розчину через сопла в кінці бурової штанги. Фаза формування ГЦЕ відбувається після досягнення запланованої глибини і, як правило, проходить у кілька етапів, коли підйом та занурення мішалки забезпечує рівномірне змішування розчину із ґрунтом та формування елементу з однорідною структурою.

Рис 6. Схема виконання підсилення грунтової основи за допомогою грунтоцементних елементів

Підсилення грунтової основи за допомогою безвибурних паль СМС

Рис. 7,8. Проект підсилення основи за допомогою безвибурних паль СМС

Безвибурні палі CMC виготовляються за допомогою спеціально розробленого витіснювального шнека, встановленого на машині, оснащеній редуктором з високим крутним моментом і статичним вертикальним прижимом. Шнек розштовхує грунт горизонтально від осі шнеку. Після зунурення шнеку до проектної відмітки та одночасного переміщення грунту за межі колони подається бетонна суміш (під тиском). В результаті ми отримуємо композит ґрунту та колон, що співпрацює як однорідна конструкція з підвищеною несучою здатністю, що дозволяє виконувати безпосередню посадку фундаменту вітрогенетору на поліпшену основу.

Рис 9. Схема виконання підсилення основи за допомогою безвибурних паль CMC

Застосування елементів підсилення ґрунту для вітрогенераторів однією з описаних вище технологій дозволяє задовільнити стандартні умови, а також ті, що визначені виробником турбіни. Значно підвищується несуча здатність основи, зменшуються осідання і крен фундаменту, а також виконується умова, що стосується динамічної жорсткості на обертання. Отже, належне зміцнення ґрунту дозволяє безпечно зводити та експлуатувати вітрогенератори, що доведено компанією Менард на тисячах прикладів на всьому світі.