CN114150697A - 大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法，属于风机试验台施工技术领域，包括以下施工工艺流程：型钢深撑骨架制作安装→试验台模板安装→中间隔震沟窄深模板安装→预埋件固定→试验台大体积混凝土浇筑→试验台预埋孔及预埋钢筋位置检测。本发明能解决传统大型风机试验台基础采用多次分层浇筑的施工方法时，技术间歇造成施工周期较长、试验台整体牢固性能差的问题，适用于浇筑高度3m以上、窄深型模板高度2m以上的大型风机实验台基础的施工，避免分层浇筑容易出现冷缝以及其他整体质量缺陷；一次性整体浇筑混凝土的方法，有利于提高结构的整体性、抗渗性、同时提高了结构的隔震能力；整体施工进度快，相比于传统施工工艺，能大大节省工期。

Description

大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法

技术领域

本发明涉及风机试验台施工技术领域，尤其涉及一种大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法。

背景技术

随着国家大力提倡风电产业的发展，风力发电机的装机容量越来越大，特别随着海上风电的快速发展，大型风机试验台的建设数量越来越多。

大型风机试验台供6MW以上风力发电机机组的各式试验，具有承压、抗拔能力高、隔震功能高、T形槽平台安装所需预埋件量大、定位准确度高等特点。但是，因为试验台钢筋高度过高，容易造成钢筋自身支撑力度不够，深窄型隔震沟模板安拆困难，预埋件悬空固定难度大等因素，以致传统施工中大型风机试验台基础往往采取如图1所示的多次分层浇筑的方法，大大降低试验台的整体牢固性能，同时因分层浇筑产生的技术间歇，延长了施工周期。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法，以解决传统大型风机试验台基础采用分层浇筑的施工方法时，施工周期较长、试验台整体牢固性能较差的技术问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法，包括以下施工工艺流程：型钢深撑骨架制作安装→试验台模板安装→中间隔震沟窄深模板安装→预埋件固定→试验台大体积混凝土浇筑→试验台预埋孔及预埋钢筋位置检测；

型钢深撑骨架包括自上至下间隔布置的多层钢筋网架、与各层钢筋网架连接且沿整机试验台长度方向摆放的多根骨架立柱以及与对应骨架立柱焊接的横梁，横梁双向设置，包括横向横梁和纵向纵梁，骨架立柱避开下部桩基以及上部预埋螺栓预留孔洞位置，骨架立柱的底端位于底层钢筋网架的下部混凝土垫层的顶部，并且骨架立柱的底部设有支撑横腿，支撑横腿每边伸出骨架立柱设定距离，支撑横腿的伸出骨架立柱的部分与骨架立柱之间焊接有加固斜撑；

中间隔震沟窄深模板在施工时，采用钢筋网片、钢丝网、挤塑聚苯板结合的形式，钢筋网片的内侧满挂钢丝网，并在筏板侧壁主筋外侧设计钢筋钢护层垫块，同时在挤塑聚苯板下部位置按照隔震槽的尺寸放置对应的通长模板封底；

预埋件采用锥形钢盒模，锥形钢盒模的顶部伸出顶层钢筋网架外并且与顶层钢筋网架焊接连接，锥形钢盒模的底部焊接连接形状适配的固定边框，固定边框与位于顶层钢筋网架的下一层钢筋网架焊接连接，每个锥形钢盒模的周向通过连接钢筋焊接有呈矩形分布的四根预埋钢筋，预埋钢筋的顶部伸至锥形钢盒模的上方，浇筑混凝土时采用封板将锥形钢盒模的顶部密闭。

进一步的，在制作型钢深撑骨架前，在已施工的混凝土垫层上放置槽钢垫块，槽钢垫块成对设置，成对的两个槽钢垫块背对背焊接，成对的槽钢垫块分别设置于两桩之间以及无桩支撑处，底层钢筋钢架位于各槽钢垫块的顶部并与各槽钢垫块焊接。

进一步的，每根骨架立柱上处于同一侧面的相同位置处均设有横梁底托，纵向横梁放置在横梁底托上并与横梁底托贴紧焊接，横向横梁在纵向横梁施工完成的基础上放置在纵向横梁上方并与纵向横梁贴紧焊接。

进一步的，在整机试验台的长度方向上，相邻两根骨架立柱之间焊接有柱间加强支撑，柱间加强支撑呈交叉状。

进一步的，在试验台模板安装前根据整机试验台图纸尺寸进行定位放线，沿基础施工线外侧打入混凝土垫层定位筋，试验台模板采用双面覆膜多层板，施工时，在混凝土垫层内打入竖向支撑钢管，竖向支撑钢管与试验台模板之间加斜支撑管加固，整机试验台对拉螺栓直接与对应层的钢筋网架焊接，对拉螺栓上丝杆两端用山型卡固定并采用双螺母加固。

进一步的，各个锥形钢盒模底部的固定边框由角钢制作而成，各个固定边框焊接连接在一起形成固定网框架。

本发明的有益效果：本发明的施工方法中增加型钢深撑骨架来增强钢筋的支撑强度，由于钢筋自身支撑强度不足，通过增加型钢支撑来保障深度大面积的钢筋铺设中不因其自重产生的钢筋网变形甚至倒塌，从而使试验台主体的钢筋安装得以一次性实施；采用挤塑聚苯板解决深窄型模板无法安拆问题，将周边隔震沟放于试验台主体施工之后，解决试验台主体周边深槽模板的支撑和拆除难度；中间隔震沟设置挤塑聚苯板代替木模、锥形预埋孔采用钢盒模代替木模，解决深槽木模板浇注后难以拆除的问题；增设固定边框增强预埋孔根部固定的牢固性，由于预埋孔及预埋钢筋底部在浇注前处于悬空状态，在预埋锥形杯口底部平面设置固定网框架，增强预埋件的固定牢固程度，解决一次性浇注过程预埋件的位置变动带来的困扰。本发明的大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法适用于浇筑高度3m以上、窄深型模板高度2m以上的大型风机实验台基础的施工，避免分层浇筑容易出现冷缝以及其他整体质量缺陷，一次性整体浇筑混凝土的方法，有利于提高结构的整体性、抗渗性、同时提高了结构的隔震能力；整体施工进度快，相比于传统施工工艺，能大大节省工期。

附图说明

图1是采用分层浇筑的方法施工大型风机试验台基础的施工示意图；

图2是本发明的大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法中槽钢垫块的摆放示意图；

图3是本发明的大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法中深撑骨架的示意图；

图4是图3中深撑骨架的骨架立柱与横梁相交处在Y向的示意图；

图5是图3中深撑骨架的骨架立柱与横梁相交处在X向的示意图；

图6是本发明的大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法中的模板支撑体系的剖面图；

图7是图6中架设模板时所用的龙骨的布置示意图；

图8是本发明的大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法中挤塑模板的安装示意图；

图9是本发明的大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法中锥形钢盒模与预埋钢筋的固定示意图一；

图10是本发明的大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法中锥形钢盒模与预埋钢筋的固定示意图二；

图11是图3中A处放大图。

附图标记：1-底层钢筋网架，2-槽钢垫块，3-骨架立柱，4-横向横梁，5-纵向横梁，6-横梁底托，7-加固斜撑，8-支撑横腿，9-顶层钢筋网架，10-钢筋网片，11-钢丝网，12-挤塑聚苯板，13-通长模板，14-对拉螺栓，15-竖向支撑钢管，16-斜支撑管，17-对拉螺栓，18-横向龙骨，19-竖向龙骨，20-锥形钢盒模，21-预埋钢筋，22-固定边框，23-连接钢筋，24-柱间加强支撑，25-试验台模板。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本发明的大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法的具体实施例：

本发明的大型风机试验台基础施工所需要的条件：1.垫层施工完毕并通过验收。2.深基坑施工已经完成，并经过验收，基坑合理设置运输便道。3.塔吊等起重设备安装完毕，并通过验收。4.工程所需人员、材料、机械设备已齐备。

在上述条件已满足的条件下，本发明的大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法包括以下施工工艺流程：型钢深撑骨架制作安装→试验台模板安装→中间隔震沟窄深模板安装→预埋件固定→试验台大体积混凝土浇筑→试验台预埋孔及预埋钢筋位置检测。

型钢深撑骨架制作安装

型钢深撑骨架施工前，要编制专项方案，对型钢支撑的选用种类、布置以及整体钢筋重量进行力学验算，确保钢筋受力均匀牢固，确保钢筋施工中不发生安全事故。试验台钢筋总重量大，密度较密，通常采用槽钢、工字钢，型钢在现场制作后安装。

如图2所示，在已施工的混凝土垫层上放置槽钢垫块2，槽钢垫块2成对设置，成对的槽钢垫块2分别设置于两桩之间以及无桩支撑处。由于桩基入承台100mm，槽钢垫块2厚度也为100mm，槽钢垫块2为10#槽钢，为保上部钢筋的稳定性，槽钢垫块2的长度为1000mm，成对的两个槽钢垫块2背对背焊接，槽钢垫块2除按上述原则布置外间距不应大于2000mm，保证型钢支撑骨架周围有足够的支撑刚度。

垫好槽钢垫块2后，在槽钢垫块2上铺设钢筋以形成底层钢筋网架1，如图3和图11所示，本实施例中的型钢深撑骨架沿整机试验台长向摆放，包括自上至下间隔布置的多层钢筋网架、与各层钢筋网架连接且沿整机试验台长度方向摆放的多根骨架立柱3以及与对应骨架立柱3焊接的横梁，多层钢筋网架便包括上述的底层钢筋网架1，骨架立柱3平行于整机试验台长向钢筋。骨架立柱3设置间距为2000mm，局部受条件影响位置间距不得大于2000mm，骨架立柱3布置原则为避开下部桩基及上部预埋螺栓预留孔洞位置。骨架立柱3定位应在是施工完成的混凝土垫层上按照深撑骨架定位图纸中设计的位置进行测量放线，并弹出立柱外边线用红色油漆标注出立柱四角位置。

本实施例中，骨架立柱3采用12.6#工字钢，横梁双向设置，包括横向横梁4和纵向纵梁5，且均采用12.6#槽钢。如图4、图5和图11所示，骨架立柱3与横向横梁4和纵向横梁5均采用焊接连接，具体是在每根骨架立柱3上处于同一侧面的相同位置处均设有横梁底托6，横梁底托6为槽钢，纵向横梁5放置在横梁底托6上并与横梁底托6贴紧焊接，横向横梁4在纵向横梁5施工完成的基础上放置在纵向横梁5上方并与纵向横梁5贴紧焊接。骨架立柱3高度为3920mm，设置于底层钢筋网架1下部混凝土垫层顶部，横向横梁4设计位置于对应层钢筋网架下方，高度同钢筋网架设计高度。如图3所示，骨架立柱3底部设置支撑横腿8，实际施工时，要求支撑横腿8每边伸出骨架立柱3外500mm，并在伸出部分与骨架立柱3之间设计加固斜撑7，支撑横腿8、加固斜撑7以及骨架立柱3之间焊接连接。相邻两骨架立柱3之间设置柱间加强支撑24，柱间加强支撑24采用10#槽钢焊接，呈交叉状连接，保证满足深撑骨架的结构稳定性。

试验台模板安装

钢筋绑扎及相关专业施工完成后立即进行模板安装，模板安装前根据整机试验台图纸尺寸进行定位放线，沿基础施工线外侧打入混凝土垫层定位筋，定位筋采用Φ8间距300mm为宜。如图6和图7所示，试验台模板25采用15mm厚双面覆膜多层板，横向龙骨18为50×100mm方木，竖向龙骨19采用Φ48钢管并且成对设置，相邻两对竖向龙骨19的间距不大于700mm，每对中的两根竖向龙骨19之间设置对拉螺栓17。整机试验台对拉螺栓17穿过试验台模板与对应层的钢筋网架直接焊接，对拉螺栓17采用M14通丝螺杆，丝杆两端用山型卡固定。施工时，在混凝土垫层内打入竖向支撑钢管15，打入深度不小于1.5m，竖向支撑钢管15与试验台模板25之间加斜支撑管16加固，整机试验台对拉螺栓17直接与对应层的钢筋网架焊接，由于整机试验台基础设计较厚且为单面面板，为避免混凝土浇筑时侧压力过大，所有对拉螺栓均设置双螺母加固。

模板安装前，必须核查轴线和模板定位线的尺寸，确保基础模板定位准确，标高定位准确。同时，对相关工种的上一道质量进行检查，如发现钢筋位移或下层混凝土表面的松软层未剔凿者，预先处理好后再支模板。

模板安装要遵守施工规范和工艺标准，确保模板与轴线位置、标高、垂直准确，支撑牢固稳定和结构构件尺寸准确，不跑模、不涨模、拼缝严密、不漏浆、不错台、不位移、不变形。

中间隔震沟窄深模板安装

如图8所示，采用300*300mm钢筋网片10+钢丝网11+200mm厚挤塑聚苯板12结合的形式，钢筋网片10的内侧满挂钢丝网11，并在筏板侧壁主筋外侧设计50mm钢筋保护层垫块，为防止在浇筑混凝土过程中挤塑板收到混凝土的浮力导致上浮，在挤塑聚苯板12下部位置（-3.0m）按照隔震槽尺寸放置200mm宽、15mm厚的通长模板13，模板加固采用加固筋与主筋焊接连接并在主筋上部放置混凝土垫块的形式。

预埋件固定

如图9和图10所示，预埋件采用锥形钢盒模20，盒模用3mm厚的钢板制成，高度较设计埋深正偏差5mm，以防止混凝土浇注后深度过浅难以处理。锥形钢盒模20的顶部伸出顶层钢筋网架9外并且与顶层钢筋网架9焊接连接，锥形钢盒模20的底部焊接连接形状适配的固定边框22，固定边框22与位于顶层钢筋网架9的下一层钢筋网架焊接连接，以保证盒模的牢固程度，避免混凝土浇注时预埋孔发生移位。每个锥形钢盒模20的周向通过连接钢筋23焊接有呈矩形分布的四根预埋钢筋21，确保预埋钢筋21的牢固性和抗拔力，预埋钢筋21的顶部伸至锥形钢盒模20的上方，浇筑混凝土时采用封板将锥形钢盒模的顶部密闭。

各个锥形钢盒模20底部的固定边框22由角钢制作而成，各个固定边框22焊接连接在一起形成固定网框架，以解决大体积混凝土浇注时杯口位置变动。固定边框22以每块T形槽（大型风机试验台每块T形槽尺寸为5mL*3mW）为基础，其中尺寸为5m*3m并与相T形槽相匹配。采用角钢型号为50*50，固定完成后再进行多层钢筋安装。

试验台大体积混凝土浇筑

实验台大体积混凝土浇注前，需要编写《大体积混凝土专项施工方案》。浇筑时根据现场实际要求的泵送设备，并预留应急设备，确保大体积混凝土浇筑过程正常进行。由于试验台厚度大且单次浇筑量大，如何有效控制大体积混凝土有害裂缝的出现、保证大体积混凝土连续浇筑是混凝土工程施工的重、难点。试验台基础混凝土采用一次浇筑成型，大体积混凝土的浇筑，根据整体连续浇筑的要求，结合结构尺寸的大小、钢筋疏密、混凝土供应条件等具体情况。

在浇筑混凝土时，采用正确的振捣方法可以避免出现蜂窝麻面的质量通病。振捣时采用插入式振捣器，对基础梁和柱采用HZ-50插入式振捣器；在梁相互交叉处钢筋较密及杯壁位置，可改用HZ6X-30插入式振动器。在振捣过程中做到“快插慢拔”，使混凝土上下振捣均匀。混凝土浇筑完成后将预留孔洞内清理干净，并注满水进行养护。

试验台预埋孔及预埋钢筋位置检测

试验台施工完毕交付T型槽单位使用前，除了规范规定的检测项目外，还需要对预埋孔及预埋钢筋位置进行检测验证。由于T型槽的单元尺寸不同，以及T型槽下部的方盒、锚栓为固定配置，每块T型槽整体尺寸误差仅为2mm，因此对预埋螺栓孔及锚筋安装位置精度要求高，以保证整块T型槽安装不受到干涉。

本工法预埋孔及预埋钢筋位置检测中，采用的检测工具为授权公告号为CN210216525U的中国实用新型专利中所公开的一种T型槽基础预埋螺栓孔快速检测模具，其结构在此不再详细描述，实现对每块T型槽角、边、中不同类型的单元盒对应的预埋产品的位置校核，简单快速有效。

在使用上述检测模具时，需要：1、要将检测面清理干净；2、两侧试验台的同一纵轴线要对正，全长偏差不得超过1mm；3、弹线要清晰，颜色是纯黑色为宜；4、模具边框伸出耳边中间要保持清晰；5、检测预埋钢筋时注意模具的摆放方向，与检测要求方向一致；6、检测钢锤下放时，牵引线不得碰触检测模具；呈自然下垂姿态下放，当碰到牵引线倾斜或松动时，及时标记，并将钢锤抽出测量下放高度。

本发明的施工方法中增加型钢深撑骨架来增强钢筋的支撑强度，由于钢筋自身支撑强度不足，通过增加型钢支撑来保障深度大面积的钢筋铺设中不因其自重产生的钢筋网变形甚至倒塌，从而使试验台主体的钢筋安装得以一次性实施；采用挤塑聚苯板解决深窄型模板无法安拆问题，将周边隔震沟放于试验台主体施工之后，解决试验台主体周边深槽模板的支撑和拆除难度；中间隔震沟设置挤塑聚苯板代替木模、锥形预埋孔采用钢盒模代替木模，解决深槽木模板浇注后难以拆除的问题；增设固定边框增强预埋孔根部固定的牢固性，由于预埋孔及预埋钢筋底部在浇注前处于悬空状态，在预埋锥形杯口底部平面设置固定网框架，增强预埋件的固定牢固程度，解决一次性浇注过程预埋件的位置变动带来的困扰。本发明的大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法适用于浇筑高度3m以上、窄深型模板高度2m以上的大型风机实验台基础的施工，避免分层浇筑容易出现冷缝以及其他整体质量缺陷，一次性整体浇筑混凝土的方法，有利于提高结构的整体性、抗渗性、同时提高了结构的隔震能力；整体施工进度快，相比于传统施工工艺，能大大节省工期。

以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法，其特征在于，包括以下施工工艺流程：型钢深撑骨架制作安装→试验台模板安装→中间隔震沟窄深模板安装→预埋件固定→试验台大体积混凝土浇筑→试验台预埋孔及预埋钢筋位置检测；

型钢深撑骨架包括自上至下间隔布置的多层钢筋网架、与各层钢筋网架连接且沿整机试验台长度方向摆放的多根骨架立柱以及与对应骨架立柱焊接的横梁，横梁双向设置，包括横向横梁和纵向纵梁，骨架立柱避开下部桩基以及上部预埋螺栓预留孔洞位置，骨架立柱的底端位于底层钢筋网架的下部混凝土垫层的顶部，并且骨架立柱的底部设有支撑横腿，支撑横腿每边伸出骨架立柱设定距离，支撑横腿的伸出骨架立柱的部分与骨架立柱之间焊接有加固斜撑；

中间隔震沟窄深模板在施工时，采用钢筋网片、钢丝网、挤塑聚苯板结合的形式，钢筋网片的内侧满挂钢丝网，并在筏板侧壁主筋外侧设计钢筋钢护层垫块，同时在挤塑聚苯板下部位置按照隔震槽的尺寸放置对应的通长模板封底；

预埋件采用锥形钢盒模，锥形钢盒模的顶部伸出顶层钢筋网架外并且与顶层钢筋网架焊接连接，锥形钢盒模的底部焊接连接形状适配的固定边框，固定边框与位于顶层钢筋网架的下一层钢筋网架焊接连接，每个锥形钢盒模的周向通过连接钢筋焊接有呈矩形分布的四根预埋钢筋，预埋钢筋的顶部伸至锥形钢盒模的上方，浇筑混凝土时采用封板将锥形钢盒模的顶部密闭。

2.根据权利要求1所述的大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法，其特征在于，在制作型钢深撑骨架前，在已施工的混凝土垫层上放置槽钢垫块，槽钢垫块成对设置，成对的两个槽钢垫块背对背焊接，成对的槽钢垫块分别设置于两桩之间以及无桩支撑处，底层钢筋钢架位于各槽钢垫块的顶部并与各槽钢垫块焊接。

3.根据权利要求1所述的大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法，其特征在于，每根骨架立柱上处于同一侧面的相同位置处均设有横梁底托，纵向横梁放置在横梁底托上并与横梁底托贴紧焊接，横向横梁在纵向横梁施工完成的基础上放置在纵向横梁上方并与纵向横梁贴紧焊接。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法，其特征在于，在整机试验台的长度方向上，相邻两根骨架立柱之间焊接有柱间加强支撑，柱间加强支撑呈交叉状。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法，其特征在于，在试验台模板安装前根据整机试验台图纸尺寸进行定位放线，沿基础施工线外侧打入混凝土垫层定位筋，试验台模板采用双面覆膜多层板，施工时，在混凝土垫层内打入竖向支撑钢管，竖向支撑钢管与试验台模板之间加斜支撑管加固，整机试验台对拉螺栓直接与对应层的钢筋网架焊接，对拉螺栓上丝杆两端用山型卡固定并采用双螺母加固。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的大型风机试验台基础一次性浇筑施工方法，其特征在于，各个锥形钢盒模底部的固定边框由角钢制作而成，各个固定边框焊接连接在一起形成固定网框架。

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