預應力鋼絞線空心式混凝土基礎施工應用

魏戰(zhàn)磊

隨著技術的不斷提升，預應力鋼絞線張拉技術已逐步運用到風電施工上，通過對預應力鋼絞線空心式混凝土基礎施工的應用，塔筒高度得到了進一步的提升，提高了風資源的利用率并取得了良好的經(jīng)濟效果[1]。

1.預應力鋼絞線空心式混凝土基礎施工應用

（1）北京天潤新能華東公司50兆瓦風力發(fā)電項目采用了預應力鋼絞線空心式混凝土基礎。在基礎內部采用空心式環(huán)形懸挑結構，并預留12個張拉埋管。另通過預應力鋼絞線張拉技術與上部混塔進行連接，對預留的張拉埋管尺寸要求極高。

（2）風機基礎承臺Ⅰ區(qū)空心部位直徑為9.4m，Ⅱ區(qū)空心部位直徑為6.54m，該兩部分基礎建設分開進行。重點是第二次對懸挑位置模板的安裝及張拉埋管的定位放線安裝至Ⅱ區(qū)鋼筋綁扎、模板安裝及混凝土澆筑。大體積混凝土施工中振搗起到了尤為關鍵的作用，尤其是在張拉埋管周圍及懸挑結構位置?；炷翝仓戤吅蠹皶r進行養(yǎng)護及測溫，養(yǎng)護時間不得少于14d，拆模的時間應根據(jù)現(xiàn)場實際情況嚴格把控。風機基礎承臺養(yǎng)護完成后，經(jīng)監(jiān)理驗收后，方可進行土方回填，回填時按照圖紙設計說明每30cm一層，分層壓實分層回填。待混凝土強度不應低于設計強度的100%時，方可交付安裝，進行塔架安裝。

2.工程實例

（1）北京天潤新能華東公司50兆瓦風力發(fā)電項目是我公司首次采用張拉埋管施工的預應力鋼絞線空心式混凝土基礎。風機基礎結構形式為樁基礎+板式承臺鋼筋混凝土基礎，采用預應力鋼絞線連接上部塔筒和混凝土基礎。基礎平面型式為圓形，開挖直徑26.10m，基礎埋深4.470m。±0.000為自然地坪標高，基坑槽底標高為-4.470m，基礎中心半徑6.140m開挖范圍標高為-4.470m，緩沖階中心半徑為9.60m開挖范圍標高為-2.350m。

（2）每座風機基礎砼581m3，鋼筋53t，基礎砼墊層設計強度等級為C15，主體P6C40，鋼筋保護層厚度為50mm。結構設計使用年限為50年，風電機組塔架地基基礎設計級別為1級，結構安全等級為一級。

3.工藝流程

主要施工流程為：定位放線→平臺清理→PHC管樁施工→樁基檢測→土方開挖→中心點及塔筒門定位→地基清槽→地基驗槽→Ⅰ區(qū)墊層混凝土澆筑→反填充模板安裝→模板及Ⅱ區(qū)驗槽→反填充及Ⅱ區(qū)墊層澆筑→驗收Ⅰ區(qū)鋼筋綁扎及模板安裝→Ⅰ區(qū)混凝土澆筑→Ⅰ區(qū)拆模及懸挑模板安裝→張拉埋管安裝及驗收→Ⅱ區(qū)鋼筋綁扎及模板安裝→Ⅱ區(qū)鋼筋及模板驗收→Ⅱ區(qū)混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護測溫→拆模→外接地施工驗收→基礎驗收→回填→交付安裝。

4.主要施工方法

4.1 風機基礎定位放線

根據(jù)樁基施工單位提供的測量數(shù)據(jù)，測定基礎中心點，根據(jù)設計尺寸沿基礎結構尺寸用白灰撒出開挖邊線，同時將高程控制點引測至穩(wěn)定且不易破壞的區(qū)域。

4.2 基坑開挖

（1）施工工序中最為基礎且最為重要的工序便是基坑開挖工序。該工序不僅直接影響施工進度，而且還影響工程邊坡的安全。本工程土方開挖選用以機械開挖為主，人工開挖配合的形式。當機械快挖至設計基底標高以上200mm時，為了避免超挖，此時采用人工開挖，以保護基底免受擾動，并避免深度超標。

（2）根據(jù)工程地質情況，本工程的土方基坑開挖方案必須遵循“分層開挖，嚴禁超挖”的原則，確保工程質量與安全。同時，為確?；娱_挖深度，在管樁上采用紅漆做標高控制線。

4.3 模板施工

（1）本項目采用了預應力鋼絞線空心式混凝土基礎，基礎內部為空心式環(huán)形懸挑結構，空心部分懸挑高度1620mm，寬度1430mm，上部混凝土重量約228t，搭設立桿140根，縱桿兩排。每根立桿頂絲要承受1.63t的重量，如圖1所示。

（2）基礎模板安裝前應按照要求復查模版安裝尺寸，并確保安裝面保持干凈；同時為防止側模根部跑漿，可預先對縫隙抹水泥砂漿處理。

（3）為方便模板周轉，施工時盡量減少切割、鉆孔；同時為防止硬化的砼與模板粘結，模板使用前先涂刷脫模劑。

（4）在澆灌砼過程中設專人看模，如發(fā)現(xiàn)變形、松動等，要及時修整、加固。拆除模板時禁止亂撬亂鑿、碰撞砼邊角，拆模時構件砼的強度必須滿足規(guī)范要求。

圖1 懸挑腳手架施工

4.4 張拉埋管施工

（1）管道在安裝前，應檢查管口外觀是否有毛刺等，同時內部應清理干凈。

（2）懸挑模板安裝完后開始安裝張拉埋管，在懸挑模板上面根據(jù)施工圖紙尺寸用經(jīng)緯儀把中心點確定出，按照張拉埋管各尺寸用10m卷尺和墨盒彈出線條并確定各埋管中心點及邊框。將張拉埋管下端對準張拉埋管邊框，根據(jù)圖紙要求預應力鋼絞線與豎向方向夾角為2.083°，根據(jù)計算在埋管外口邊下處墊1.1mm塑料板，四周用玻璃膠封堵避免混凝土進入及固定作用。埋管安裝完成后四邊用水泥釘再次固定住，如圖2所示。

圖2 張拉埋管固定

（3）施工中要注意保護張拉埋管，施工人員嚴禁使用工具敲擊張拉埋管，嚴禁使用振動棒碰撞、別撬。鋼筋安裝過程中如發(fā)現(xiàn)與張拉埋管位置重合，按鋼筋避讓張拉埋管的原則，調整鋼筋位置。

（4）基礎澆筑前應檢查張拉埋管頂端所在平面中心，基礎頂面灌漿槽模板所在平面中心和張拉埋管底部鋼板所在平面中心，三者應同心同軸，誤差控制在3mm內。

（5）此類型基礎對精度要求較高，施工偏差應滿足以下要求：張拉埋管錨墊板的位置偏差為±5mm，張拉埋管傾斜角偏差為±0.3°，灌漿槽底部水平度為±5mm，張拉埋管底部尺寸、頂部尺寸、基礎頂部埋管尺寸偏差為±5mm。

4.5 混凝土施工

（1）主要施工流程為：砼澆筑前施工準備→▽-4.32m～▽-2.40m中間向四周采用泵送，并按300mm分層澆筑，設置施工縫→▽-2.40m～▽+0.00由四周向中間采用泵送，并按300mm分層澆筑→▽+0.00m～▽+0.45m中間向四周采用泵送，并按300mm分層澆筑→砼養(yǎng)護。

（2）本項目按照“快插慢拔”的原則，采用插入式振動器震動。另外，澆筑過程中嚴格把控施工標準，注意避免過振或振搗不足。鋼絞線錨頭上方混凝土應加強振搗，每層振搗厚度不應大于300mm。鋼絞線預埋管每個間隔都應振搗密實。

4.6 表明收光

為保證基礎外露面達到清水混凝土效果及預防產(chǎn)生裂紋的通病，擬采用二次抹壓工藝。

（1）第二次抹壓時間的掌握。理論上第二次抹壓應該在混凝土初凝前完成，在施工現(xiàn)場無法利用實驗儀器測量貫入度推測初凝時間的情況下可采取如下方法簡單判別：手握混凝土松開，混凝土流動緩慢；刮去混凝土5mm面層，用手指按壓，指印不明顯即可判斷為達到初凝狀態(tài)。

（2）二次抹壓應用力壓實，使混凝土表面已初步形成的收縮裂縫重新愈合；注意抹壓完成后將腳印抹平，無法抹平時用同配比混凝土填滿壓實。

4.7 混凝土養(yǎng)護

施工時混凝土養(yǎng)護溫度較高，在基礎側面、斜坡面采取綜合蓄熱覆蓋法養(yǎng)護?；炷帘氐暮穸葢鶕?jù)現(xiàn)場實際情況經(jīng)過計算確定。

（1）為確?；炷翉姸冗_標，新澆筑的混凝土在強度未達到1.2Mpa前，混凝土表面需持續(xù)保養(yǎng)，不得上人作業(yè)。

（2）應在澆筑完畢后12h～14h對混凝土加以覆蓋及保濕養(yǎng)護。氣溫較低時應根據(jù)初凝時間適當縮短混凝土的暴露時間。

（3）為確保模版轉運使用，在混凝土模板拆除時盡量避免硬撬；另注意混凝土澆筑時間，不得在未達到拆模強度時松動模板拆除支撐連接件，避免影響混凝土質量和表面棱角的完整性。

5.總結

（1）預應力鋼絞線空心式風機基礎安裝方便、安裝精度高、施工時間短、安裝效率高，且可節(jié)約基礎混凝土及錨栓組合件的用量。（2）該工藝使塔架高度達到140m，通過增加塔架高度，更好地利用了風資源。（3）該工藝適用于低風速區(qū)域的風電項目，通過預應力鋼絞線空心式風機基礎的應用，提高了低風速區(qū)域的風電項目開發(fā)空間，增加了資源的利用率。