预应力锚栓式风机基础施工方法

宗宏

（山西省安装集团股份有限公司，山西太原 030032）

1 预应力锚栓风机基础施工技术分析

基础工程施工工艺为：施工准备→测量→基础开挖→预埋管线→垫层浇筑→基础锚栓安装调平→钢筋制作安装→预埋管线及接地→支模→基础混凝土浇筑→拆模→接地→基础回填。

1.1 地基与基础

1.1.1 基坑开挖

（1）基坑开挖时，应采取可靠措施保证周围建筑物的安全及边坡稳定、基坑的放坡系数必须符合安全施工规范要求。

（2）基坑开挖完成后应立即对基坑进行封闭，防止水浸和暴露，并应及时进行基础结构施工，若不能及时施工时，应预留300mm厚的土层，在施工前人工清除。

（3）基础垫层施工前，应对基底进行清理、平整、清除扰动土、碎石、杂物等。

1.1.2 垫层施工

（1）垫层混凝土由卡车运输和泵车浇筑，垫层表面用刮胡刀平整，用木制垫层进行平整和压实。先铺设土工织物，然后浇筑电缆嵌入管沟，最后浇筑垫层。在铸造垫层之前，将中板钉在比垫层顶部标记高100mm的地基中心。根据工程图要求的位置，将锚螺栓嵌入式零件控制桩放置在垫层外部。铸造垫层时放下嵌入零件。嵌入零件的高度与工程图中所需的垫层平面的顶部高度相匹配。从嵌入零件中心均匀布置4根5m长的钢板桩，以控制垫层的顶部高度。用塑料薄膜复盖垫后。垫层浇筑24h后，可以设计地基的中心线和侧线，并在垫层上用红色标记，供下一次施工过程使用。混凝土必须振动压实，垫层的厚度、平整度和平面应符合设计和施工规范的要求[1]。

（2）垫层浇筑注意事项：①垫层浇筑后的平整度控制；②垫层浇筑边界线控制，满足立模要求；③施工安全保证，车辆入仓安全措施；④混凝土养护措施，确保施工质量；⑤基础埋管及埋件位置准确无误并进行固定，防止位置移动。

1.2 锚栓及组合件的安装

1.2.1 准备工作

（1）根据预应力锚杆基础图纸中锚螺栓部件的清单，计算每个零件的数量。检查每个组件的外观，确定锚螺栓组件的防腐涂层是否损坏。如果损坏，请通知业主联系制造商进行更换或维修，并检查上下锚板是否变形。无论锚螺栓螺纹是否损坏或锚螺栓弯曲，均拒绝不合格产品，禁止使用。

（2）抵达后和安装前应将锚定螺栓送交合格的质量控制机构进行图纸检验，以确保质量符合设计要求。

（3）必要的零件运到工地后，应放在平坦的地方，并用软木塞填充，以防止上下锚板变形和螺栓螺纹损坏。锚螺栓应涂上防雨布以防止锈蚀和污染。

（4）保留内嵌零件，并根据预应力锚杆基础设计的要求，检查用于安装下锚板的内嵌零件的数量、尺寸、平面度和位置是否符合设计要求。

（5）施工方法：主要以人工安装为主，25t汽车吊配合，人工找平、找正。在施工完成后经过厂家指导安装人员、监理公司人员、业主方验收，在钢筋绑扎过程中，时刻注意组合架的稳定性和各项指标的准确性，并在混凝土浇筑前进行重复验收，浇筑混凝土过程中密切注意螺栓安装的精确度，确保混凝土浇筑完成，各项数据不变。

1.2.2 下锚板的安装

（1）根据设计图纸要求进行下锚板支撑件安装，支撑件安装牢固，布置位置应满足设计要求。

（2）根据预应力锚杆基础图纸的要求，检查用于安装下锚板的嵌入零件的数量、尺寸和位置是否正确。

（3）选择合适的起重机，抬起底部锚板，然后缓慢移动到嵌入部件上方300mm处停止。首先，相应地将下锚板支撑螺栓插入下锚板的螺钉孔中，在下锚板的顶部和底部放置螺母，并在下锚板下的螺母上添加垫圈。内外支撑螺栓与嵌入零件对齐后，起重机将底部锚板放置在嵌入零件上。从底部锚板顶部标高到嵌入零件的距离取决于基础工程图的设计要求。底锚板中心等于地基中心，允许偏差在5mm以内。

（4）用相应的嵌入式零件牢固焊接底锚板支撑螺栓，焊接脚高度不少于6mm。

（5）调整支撑螺栓，使下锚板达到图纸设计高度，下锚板平面度小于3mm。

1.2.3 上锚板的安装

（1）用起重机将顶部锚固板吊至一定高度，站在基坑边缘附近的一侧，然后均匀对称地将定位锚杆安装在顶部锚固板的内外螺栓孔上，然后在锚固螺栓进入顶部锚固板后安装临时钢螺母。

（2）定位锚螺栓磨损后，起重机慢慢抬起顶部锚板和定位螺栓，将其右移至底部锚板上方，进入定位锚螺栓进入底部锚板的相应螺栓孔，然后在底部锚板下方设置密封件，然后拧紧磨损的螺母。

（3）其他常用锚定螺栓的安装方法如下：锚定螺栓（锥头）的顶部首先进入顶部锚定板，另一端（安装半吊子）进入底部锚定板，并以相同方式添加密封件以拧紧母（黑色螺母）。螺母的拧紧力矩必须为300N·m。

1.2.4 穿入其余锚栓

起重机抬起顶部锚板，进入其他锚定螺栓（无尼龙螺母）的顶部，进入顶部锚板的螺栓孔，然后落入相应的螺栓孔，再拧紧底部螺母。

1.2.5 调整上、下锚板同心

采用经纬仪测量4个90°锚定螺栓的直角度，确保上下锚定板的同心度；当锚定螺栓的垂直度超过标准时，用钢丝绳将顶部锚定板的锚定杆与基坑外的钢棒连接，并调整钢丝绳使锚定螺栓垂直。

1.2.6 调整上锚板水平

使用液位测量仪测量顶部锚板顶部的平整度。如果平整不符合要求，则抬起顶部锚板并调整尼龙螺母，使平整符合要求。调整悬挂于顶部锚定板的锚定螺栓的长度，以满足设计需求。

1.2.7 加固

（1）在风机基础外部（自然地面上）每90个位置放置一个桩，然后用装有花篮螺钉的拖绳将顶部锚板连接到桩上，并在四个方向设置花篮螺钉，使顶部锚板和底部锚板同心（以顶部锚板螺栓孔的中心线为基准，并用经纬仪测量直角，共测量4点，每90个点，使顶部锚板和底部锚板同心）。

（2）上下锚板同心后，调整上锚板的平整度。

（3）调整后，用4根钢棒（双向交叉）加强锚定螺栓总成。钢筋的顶部与顶部锚固板的焊接钉焊接，底部与地基的嵌入部分焊接，焊接牢固地固定在四根钢筋的相交处，以提高锚固螺栓总成的整体稳定性。

（4）钢粘结和模板后，混凝土浇筑前应重新检查顶部锚固板的平整度，混凝土只能在满足要求后方可浇筑。

1.2.8 烘烤热缩管

拧紧收缩管以拧紧锚固螺栓和壳体，并在锚固螺栓和上部锚固板的锚固螺栓孔之间插入塞子，使锚固螺栓位于锚固螺栓孔的中心。

1.3 钢筋的加工与安装

（1）钢筋下料施工应根据图纸和规范进行。钢筋施工前，首先要做好模板钢筋，绑扎模板基础钢筋，检查模板钢筋与设计的误差，及时调整。为了避免因基础钢筋下料出现问题而造成钢筋浪费，可以及早发现基础钢筋设计和施工中遇到的问题，提前解决设计和施工问题，总结钢筋绑扎经验，提高基础钢筋的施工进度和质量。

（2）钢筋接头应采用机械连接，并尽量避免焊接。当钢筋直径小于或等于18时，采用焊接或绑扎搭接；当钢筋直径大于或等于≥20mm时，钢筋接头必须采用机械连接。

（3）现场使用的钢筋必须符合设计和规范要求，钢筋力学检验报告和出厂检验报告必须合格。钢筋绑扎验收应重点检查钢筋绑扎的位置、间距、数量和绑扎方法（钢筋绑扎必须逐点充分绑扎）[2]。

1.4 电缆预埋管安装

（1）基础内埋管为聚乙烯塑料管（PE管）或高压电缆专用PVC管。电缆埋管（侧面出口方向应朝主电缆沟）及控制电缆埋管和排水管顺坡埋至基础外，要求出口高程方位正确，埋管90°弯曲半径应大于10D（D为埋管直径）。

（2）排水管应有效排除塔架内积水，顺坡伸至基础外，出口高程、方位应正确。电缆管两端应做好密封，接头连接牢固可靠，并确保穿电缆时管道内清洁、无杂物，每根电缆管内应提前布置电缆牵拉铁丝。

（3）预埋管在塔筒内的出口位置应按施工图纸布置施工，基础预埋管在上锚板内是以塔门方向作为基准点进行定位，现场施工时必须保证塔门与预埋管的定位准确。

1.5 模板工程

（1）支模分两部分进行，第一部分为基础底板部分，第二部分为基础圆柱部分。风机基础施工模板采用定型组合圆形钢模板就地拼装成型的施工方案。模板加固采用螺栓固定和钢丝绳外箍。模板准备。根据施工图纸画好配模图，选择合适的模板，对模板进行调平。抛光要做到抛出钢模板的本色，表面光洁、平整，平整度小于1mm，且模板边角必须顺直、平整、洁净。挑选模板要选出同一厂家的模板并检查模板肋齐全、板眼一致，分堆码放，便于控制并用于同一部位，有利于控制组合钢模板拼缝的严密度和平整度[3]。

（2）模板安装顺序：放线→安装底层模板→安装上部圆柱模板→检查、校正→固定→验收。模板安装方法，根据图纸尺寸，支模顺序由下至上逐层向上安装，先安装底板模板，根据基础墨线摆放模板，用配套螺栓连接副把定型模板扣紧固定；核对标高，配合绑扎钢筋及混凝土（或砂浆）垫块，进行上部圆柱模板安装，校核基础模板几何尺寸、标高及轴线位置，最后检查螺栓及钢丝绳是否固定牢固。模板拆除，模板拆除时间：模板拆除以能保证混凝土表面及棱角不受损坏为原则，方可拆除。拆除时间一般为混凝土浇筑完成后5～7d。

（3）模板拆除顺序：按先支的后拆，自上而下的原则进行拆除。模板拆除要求：拆模时严禁用大锤和撬棍硬砸硬撬，损伤混凝土外观。拆下的模板、配件、脚手管，严禁抛扔，要有人接应传递，按指定地点堆放，并做到及时清理。

1.6 基础混凝土浇筑及养护要求

1.6.1 基础混凝土的浇筑

（1）基础主体结构混凝土强度等级根据设计要求进行，锚栓式基础的混凝土材料要求中需明确使用低水灰比、普通硅酸盐水泥拌制混凝土。应采用集中搅拌混凝土或使用商品混凝土，集中搅拌时，建设的搅拌站至少使用两台搅拌设备，以免搅拌设备故障而影响混凝土施工质量。

（2）浇筑混凝土时，锚定螺栓构件必须事先得到保护，以免受混凝土污染。如果被污染，应及时清理。

（3）对于地基混凝土浇筑，建议先将混凝土浇筑到能够稳定锚杆的锚固锚杆中，然后再将混凝土浇筑到锚固锚杆总成周围。当混凝土首先在锚定螺栓外部浇筑时，应同时从地基的两个对称方向浇筑，以便锚定螺栓可以通过混凝土的横向力偏移或收缩。

1.6.2 基础混凝土的养护要求

（1）地基混凝土浇筑完成后，必须保持混凝土表面的光亮。

（2）建议采用混凝土强度较高、工业用毡帘和塑料薄膜进行固化复盖，可减小混凝土内外温差（内外温差过大导致混凝土内部应力急剧增加，导致混凝土表面开裂）。并避免在受风影响的混凝土表面出现空气破裂。

（3）混凝土浇筑前，应根据设计和GB50496规范嵌入测温电线/管道或其他测温设备，用于大体积混凝土施工，并现场准备应急保温材料。混凝土浇筑完成后4d内，每隔2h对混凝土内外温度进行测量，混凝土内外温差不超过25℃。当混凝土内外温差大于25℃时，应及时通知业主和监理，并采取相应措施控制混凝土内外温差在25℃以内。

1.6.3 风机基础混凝土的防裂措施

应采用低水化热渣水泥，尽可能减少单组分用量和水胶比，并添加减水剂以减少混凝土中的水化热。浇筑后应立即在混凝土上进行保温和防潮，以控制冷却缓慢。混凝土表面应牢固地涂上稻草袋，涂上塑料薄膜，并由指定人员进行维护。为了延长混凝土浇筑的时间，模板施工结束后应立即用土建物填充地下地基，以保持温湿。尽量避免在特别炎热或寒冷的季节浇筑大体积混凝土。控制砂骨料的粉质含量，砂质含量不得超过2%，砂质粉质含量不得超过1%[4]。

2 结语

展望未来，风力发电市场，预应力锚杆-风力机基础必将取代重力风力机基础最广泛应用的传统风力机基础环基础。锚杆支护构件作为预应力风力发电机基础的核心构件，一旦失效或断裂，将对风力发电机和风电场造成灾难性后果。螺纹结构、材料、热处理技术、生产加工工艺、防腐和应力直接影响锚栓总成的机械性能、疲劳性能和松弛性能。因此，预应力风力发电机基锚螺栓装配不同于传统螺纹装配，有必要制定相应的技术标准来规范风力发电机基工业的健康发展。