風電場擴展式大體積空心混凝土基礎施工方法

閆 秀 維

(山西機械化建設集團公司，山西 太原　030009)

1　擴展式大體積空心混凝土基礎施工方法

本項目采用了擴展式大體積空心混凝土基礎，基礎內部為環形懸挑梁，空心懸挑梁預留40個預應力孔道，采用預應力錨索張拉技術與上部塔筒進行連接，對預埋件精度要求較高，偏差不大于2 mm，承臺空心部分直徑為(8.3/10.2)m，基礎鋼筋及混凝土施工分兩次進行。第一次底板鋼筋綁扎、模板安裝及底板立面混凝土澆筑，第二次進行懸挑部位及擴展平臺部位鋼筋綁扎、模板安裝及懸挑部位擴展承臺的混凝土澆筑。混凝土振搗是非常重要的環節，尤其是在預留孔道周圍要加強振搗，混凝土澆筑完畢后進行測溫養護，養護時間不少于14 d，拆模時間應嚴格控制。承臺養護完畢后進行土方回填，然后交付安裝，進行塔筒的安裝。

2　工程實例

我公司目前在施某風電場二期項目是首個平原地區風電項目，項目包括17臺120 m鋼混塔架+5臺140 m鋼混塔架風機地基基礎，基礎承臺采用擴展式大體積空心混凝土基礎，基礎承臺直徑為20 m/22.2 m，屬于國內最大直徑、風機混塔最高的，在國內風電行業處于領先水平。

2.1　工藝流程

風機基礎施工順序為：定位放線→場地清理→水泥土攪拌樁施工→樁頭處理→工程樁檢測→基坑開挖→中心點及塔門線定位→清槽→驗槽→鋪設20 cm褥墊層→墊層混凝土澆筑→鋼筋綁扎→模板安裝(預埋管件、接地網等安裝)→整體驗收→澆筑承臺混凝土→混凝土養護測溫→拆模→附屬工程施工→混凝土工程驗收→回填→風機基礎交付安裝。

2.2　施工方法

風機基礎定位放線。

1)在風電基礎的施工中，最關鍵的就是“一點一線”，一點是指中心點，一線是門洞線，在基礎東、南、西、北方向各用木樁作基礎的定位樁，作為基礎放線的控制點。控制點的保護，要避免車輛碰撞、碾壓或震動。控制點周圍嚴禁堆放雜物，在控制點外側0.5 m處，用腳手管或鋼筋焊成方框做臨時圍護欄桿，并刷上顯眼的紅白相間的油漆標志。標高基準點根據設計要求設置，將此標高引測到控制點樁上，作為此風機的統一標高。

2)樁基完成后進行土方開挖，土方開挖采用機械與人工相結合施工，第一步基礎整體開挖至±0標高下-2.45 m，第二步開挖基礎中心部位至±0標高下-4.05 m。采用羅盤儀將溝槽方位粗略定位，用工程線通過羅盤儀定位孔，另一端置于圓心點，根據羅盤儀指針角度找到溝槽方位，然后將羅盤儀水準泡調至中心，準確定位溝槽中心線，用白灰灑出中心線，用鋼卷尺將溝槽邊線放出。

3)褥墊層施工完畢待監理工程師驗收合格后，現場根據定位及標高控制樁，放出墊層邊線，且在基坑底設置標高控制點。進行墊層施工，墊層施工完畢后，采用羅盤儀將門洞線方位粗略定位，用工程線通過羅盤儀定位孔，另一端置于圓形點，根據羅盤儀指針角度找到門洞線方位，然后將羅盤儀水準泡調至中心，準確定位門洞中心線，用墨盒彈出門洞中心線。

2.3　風機承臺基礎施工

2.3.1模板施工

1)本項目采用了擴展式大體積空心混凝土基礎，基礎內部為環形懸挑梁，空心部分懸挑高度1 100 mm，寬度1 250 mm/1 300 mm，上部混凝土重量約183.33 t/240.68 t，搭設立桿(105/130)根，縱桿兩排，橫桿50 cm一排。每根立桿頂絲要承受1.68 t/1.78 t的重量，下部搭設的模板及腳手架要經過計算來保證滿足上部承載力。

2)基礎模板使用定型鋼模板，模板之間采用螺栓連接，對模板的定位支撐有很高的技術要求。模板施工前應進行試拼裝，然后根據施工圖紙配模，分別編號，確保每次支模按固定的順序進行拼裝。根據編號挑出模板，涂刷完水溶性隔離劑后放于基礎一側準備安裝。

3)模板安裝時按墊層上所彈邊線進行，模板內側壓邊線，將模板調成垂直后進行加固，安裝完畢用全站儀或線錘校正。

2.3.2波紋管及預埋件施工

1)內層鋼筋綁扎完后開始安裝波紋管，將波紋管下端對準錨墊板，用膠帶纏裹，待鋼筋綁扎完畢后，頂模根據門洞線向兩側安裝，安裝頂模時將波紋管伸入頂模預留孔內，頂模拼裝完成后，用水準儀對頂模進行校正，并對頂模進行加固，頂模加固完成后，用鋼卷尺校正波紋管距中心點的距離，保證每個波紋管距離中心點的偏差在±2 mm之內，然后將定制好的鋼管插入波紋管內，防止波紋管在澆筑混凝土的過程中位移變形。

2)施工中要注意保護預埋波紋管，施工人員不得用工具敲擊波紋管，不得用振動棒碰撞、別撬。波紋管安裝過程中如發現與鋼筋位置重合，按鋼筋避讓波紋管的原則，調整鋼筋位置。

3)塔筒采用預應力錨索張拉技術，在空心基礎承臺周圍預留40個孔洞，用來連接塔筒與基礎，因塔筒采用預制。混凝土基礎和每層塔筒上下層的預留錨索孔道角度、位置均不相同，縱向呈一定的傾角，因此對預留孔洞埋件安裝的精度要求較高，允許偏差不大于2 mm，須嚴格按照圖紙安裝。

2.3.3混凝土施工

1)本工程基礎施工屬于大體積鋼筋混凝土，基礎埋深3.75 m，混凝土采用C40，基礎為擴展式空心基礎。混凝土體積約(552/725.3)m3，空心部分直徑為(8.3/10.2)m，施工分兩次進行澆筑。

2)混凝土澆筑分兩次進行，施工縫設置在墊層上700 mm處，為保證施工縫部位不滲水，在施工縫處抹6 mm防水砂漿，并設置止水鋼板一道，第一次混凝土澆筑應保證混凝土高度在止水鋼板中部。

3)在澆筑過程中混凝土振搗是一個重要環節，要嚴格按照操作規程操作，基礎混凝土振搗采用φ50插入式振搗棒，4臺振搗棒同時振搗，振搗使上部混凝土密實并將堆積的混凝土攤開，促使形成坡度流淌，波紋管周圍要求加強振搗，確保密實，振搗的同時要注意不能使波紋管和錨墊板出現位移。振搗時做到快插慢拔，插點要均勻，插點之間距離控制在400 mm以內。

4)振搗棒第一排插入點離開模板距離為200 mm左右，振搗中采用單一的行列形式，振搗點時間控制在20 s～30 s之間。

5)在下一層混凝土初凝前澆筑上一層混凝土，振搗上一層時，應插入下一層50 mm以上，以消除兩層間的接縫，為保證插入深度，在振搗棒端部處綁扎布條作為深度標志。

2.3.4混凝土測溫養護

1)混凝土澆筑完畢及時進行保溫、保濕養護。混凝土初凝后終凝前，覆蓋一層塑料薄膜及一層毛氈進行保溫保濕，塑料薄膜及毛氈之間互相搭接100 mm，以減少水分的散發，對邊緣、棱角部位混凝土要加強覆蓋。

3)基礎測溫點每臺基礎上設置3處，每處測溫點布置上、中、下三個測溫點，分別位于澆筑體底部以上50 mm處，澆筑體中心和澆筑體表面以下50 mm處，其余測溫點按照測點間距不大于600 mm均勻布置。

4)大體積混凝土澆筑體里表溫差、降溫速率、環境溫度及溫度應變的測試時間間隔、頻率應符合下列規定：

a.1 d～3 d，每2 h不少于一次；

b.4 d～7 d，每4 h不少于一次；

c.8 d至測溫結束，每8 h不少于一次。

3　結語

1)該工藝通過羅盤儀的應用，根據“一點一線”精確定位門洞方位和風扇葉的安裝方位，使風機能夠達到最佳采風效果。

“鹽垛斗虎”傳承百年而不衰，主要原因是它來自民間，被歷代人民群眾所喜愛并傳承著。按時間分布，表述如下：

2)該工藝通過精確測量中心點與預留孔道距離，保證偏差都控制在±2 mm，使基礎與混塔筒能夠精準對接。

3)該工藝將橋梁上預應力錨索張拉技術運用到風電技術上，用預應力錨索將基礎與塔筒進行連接，使塔架高度達到120 m～140 m，通過增加塔架高度，將風輪托舉到風資源更好的區域，從而捕獲更多的風能。

4)該工藝適用于華東、華中、東南沿海地區低風速風電基礎施工，通過大直徑大厚度擴展式大體積空心混凝土基礎的應用，使原本不具備風電開發條件的項目，也能具備開發條件,大大提高了我國低風速風力發電的開發空間。

參考文獻：

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[2]GB/T 51121—2015,風電發電工程施工與驗收規范[S].

[3]GB 51004—2015,建筑地基基礎工程施工規范[S].

[4]GB 50007—2011,建筑地基基礎設計規范[S].

[5]GB 50026—93,工程測量規范[S].

[6]GB 50496—2009,大體積混凝土施工規范[S].