一种潮间带风电低桩承台基础的施工方法

摘要

一种潮间带风电低桩承台基础的施工方法，包括以下步骤：步骤S1、在潮间带上确定风电低桩承台基础的中心位置；步骤S2、绕风电低桩承台基础的中心位置建造围堰(1)；然后向围堰(1)内部填筑素土至与围堰(1)顶部平齐；再将素土压实，从而形成作业平台；步骤S3、对作业平台进行井点降水；再在作业平台下方打下多个管桩(3)；然后在作业平台上挖出基坑(4)，使管桩(3)露出；接着，对管桩(3)进行截桩头；并在基坑(4)底部浇筑出垫层(7)，再在垫层(7)上浇筑出风机承台(5)。本发明的潮间带风电低桩承台基础的施工方法技术方案巧妙，经济实用。

权利要求

1.一种潮间带风电低桩承台基础的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、在潮间带上确定风电低桩承台基础的中心位置；

步骤S2、绕风电低桩承台基础的中心位置建造围堰(1)；然后向围堰(1)内部填筑素土至与围堰(1)顶部平齐；再将素土压实，从而形成作业平台；

步骤S3、对作业平台进行井点降水；再在作业平台下方打下多个管桩(3)；然后在作业平台上挖出基坑(4)，使管桩(3)露出；接着，对管桩(3)进行截桩头；并在基坑(4)底部浇筑出垫层(7)，再在垫层(7)上浇筑出风机承台(5)；

步骤S2包括：在潮间带上绕风电低桩承台基础的中心位置放出围堰(1)的所有角点；然后采用充砂管袋并根据围堰(1)的所有角点建造围堰(1)；

步骤S3包括：在作业平台上围堰(1)内打井，并通过该井将围堰(1)内地下水抽排到围堰(1)外，使围堰(1)内地下水位降低至围堰(1)内的滩涂泥面以下的1m-2m。

2.根据权利要求1所述的潮间带风电低桩承台基础的施工方法，其特征在于，步骤S2还包括：在潮间带上铺设滩涂通道(2)至围堰(1)顶部；滩涂通道(2)包括多块通道板，相邻两块通道板之间采用连接器连接。

3.根据权利要求1所述的潮间带风电低桩承台基础的施工方法，其特征在于，所述管桩(3)顶部位于围堰(1)内的滩涂泥面以下0.8m-1.2m；管桩(3)分为分别绕风电低桩承台基础的中心位置设置的外圈管桩、中圈管桩和内圈管桩。

4.根据权利要求3所述的潮间带风电低桩承台基础的施工方法，其特征在于，所述管桩(3)为PHC管桩，外圈管桩和中圈管桩均由两根桩拼接而成；在接桩时，所述两根桩采用CO2气体保护焊焊接。

5.根据权利要求3所述的潮间带风电低桩承台基础的施工方法，其特征在于，步骤S3还包括：在挖好基坑(4)后，在基坑(4)底部采用C20混凝土浇筑出垫层(7)；再在所述管桩(3)的内腔 中浇筑C40混凝土至管桩(3)顶部以下2.9m-3.3m。

6.根据权利要求3所述的潮间带风电低桩承台基础的施工方法，其特征在于，风机承台(5)依照外圈、中圈和内圈的顺序进行浇筑；风机承台(5)每一圈的浇筑均采用分层浇筑方式进行，其中，在每一圈浇筑时，上层混凝土将下层混凝土完全覆盖。

7.根据权利要求1所述的潮间带风电低桩承台基础的施工方法，其特征在于，待风机承台(5)浇筑完成并养护完毕后，拆除风机承台(5)的浇筑模板，并进行风机承台(5)附属设施的安装；再先后进行风机承台(5)的防水涂装和防腐涂装。

说明书

一种潮间带风电低桩承台基础的施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑工程领域，尤其涉及一种潮间带风电低桩承台基础的施工方法。

背景技术

[0002] 风能资源作为一种可再生清洁能源，其开发利用逐渐受到普遍重视，风电场建设逐步由陆上发展到海上。目前国内海上风电规划方面，潮间带风电场占有大量份额。

[0003] 潮间带是海水涨至最高潮时淹没，退至低潮时露滩的滩涂；在潮间带建造的风电低桩承台基础可以采用单桩基础结构和多桩基础结构。单桩基础结构简单、用料省，施工快，是一种较为理想的结构形式，但是由于单桩基础结构尺寸、重量大(一般桩径4.5m-6.1m，桩长40m-70m，桩重250t-600t)，这样就需要大型的起重及打桩设备，且垂直度控制较为困难，国内拥有满足该基础施工装备和施工技术的企业非常少。而多桩基础结构尺寸、重量小，施工设备、技术较为成熟，其在国内潮间带风电场项目中应用较为广泛。

[0004] 在采用多桩基础结构时，首先需要进行沉桩；然而，桩与桩之间的位置难以保证，从而导致施工效率较为低下。

发明内容

[0005] 本发明针对现有潮间带风电场项目在采用多桩基础结构时，首先需要进行沉桩；然而，桩与桩之间的位置难以保证，从而导致施工效率较为低下的问题，提出了一种潮间带风电低桩承台基础的施工方法。

[0006] 本发明提出的技术方案如下：

[0007] 本发明提出了一种潮间带风电低桩承台基础的施工方法，包括以下步骤：

[0008] 步骤S1、在潮间带上确定风电低桩承台基础的中心位置；

[0009] 步骤S2、绕风电低桩承台基础的中心位置建造围堰；然后向围堰内部填筑素土至与围堰顶部平齐；再将素土压实，从而形成作业平台；

[0010] 步骤S3、对作业平台进行井点降水；再在作业平台下方打下多个管桩；然后在作业平台上挖出基坑，使管桩露出；接着，对管桩进行截桩头；并在基坑底部浇筑出垫层，再在垫层上浇筑出风机承台。

[0011] 本发明上述的潮间带风电低桩承台基础的施工方法中，步骤S2包括：在潮间带上绕风电低桩承台基础的中心位置放出围堰的所有角点；然后采用充砂管袋并根据围堰的所有角点建造围堰。

[0012] 本发明上述的潮间带风电低桩承台基础的施工方法中，步骤S2还包括：在潮间带上铺设滩涂通道至围堰顶部；滩涂通道包括多块通道板，相邻两块通道板之间采用连接器连接。

[0013] 本发明上述的潮间带风电低桩承台基础的施工方法中，步骤S3包括：在作业平台上围堰内打井，并通过该井将围堰内地下水抽排到围堰外，使围堰内地下水位降低至围堰内的滩涂泥面以下的1m-2m。

[0014] 本发明上述的潮间带风电低桩承台基础的施工方法中，所述管桩顶部位于围堰内的滩涂泥面以下0.8m-1.2m；管桩分为分别绕风电低桩承台基础的中心位置设置的外圈管桩、中圈管桩和内圈管桩。

[0015] 本发明上述的潮间带风电低桩承台基础的施工方法中，所述管桩为PHC管桩，外圈管桩和中圈管桩均由两根桩拼接而成；在接桩时，所述两根桩采用CO2气体保护焊焊接。

[0016] 本发明上述的潮间带风电低桩承台基础的施工方法中，步骤S3还包括：在挖好基坑后，在基坑底部采用C20混凝土浇筑出垫层；再在所述管桩的內腔中浇筑C40混凝土至管桩顶部以下2.9m-3.3m。

[0017] 本发明上述的潮间带风电低桩承台基础的施工方法中，风机承台依照外圈、中圈和内圈的顺序进行浇筑；风机承台每一圈的浇筑均采用分层浇筑方式进行，其中，在每一圈浇筑时，上层混凝土将下层混凝土完全覆盖。

[0018] 本发明上述的潮间带风电低桩承台基础的施工方法中，待风机承台浇筑完成并养护完毕后，拆除风机承台的浇筑模板，并进行风机承台附属设施的安装；再先后进行风机承台的防水涂装和防腐涂装。

[0019] 本发明的潮间带风电低桩承台基础的施工方法通过在潮间带上建造围堰，并在围堰内填筑素土来构筑作业平台；而通过作业平台即可很容易地对各管桩进行定位。本发明的潮间带风电低桩承台基础的施工方法技术方案巧妙，经济实用。

附图说明

[0020] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

[0021] 图1为本发明实施例的潮间带风电低桩承台基础的施工方法的第一步骤示意图；

[0022] 图2为本发明实施例的潮间带风电低桩承台基础的施工方法的第二步骤示意图；

[0023] 图3为本发明实施例的潮间带风电低桩承台基础的施工方法的第三步骤示意图；

[0024] 图4为图3所示的管桩的分布示意图；

[0025] 图5为本发明实施例的潮间带风电低桩承台基础的施工方法的第四步骤示意图；

[0026] 图6为本发明实施例的潮间带风电低桩承台基础的施工方法的第五步骤示意图；

[0027] 图7为本发明实施例的潮间带风电低桩承台基础的施工方法的第六步骤示意图；

[0028] 图8为本发明实施例的潮间带风电低桩承台基础的施工方法的第七步骤示意图；

[0029] 图9为本发明实施例的潮间带风电低桩承台基础的施工方法的第八步骤示意图。

具体实施方式

[0030] 本发明要解决的技术问题是：在采用多桩基础结构时，首先需要进行沉桩；然而，桩与桩之间的位置难以保证，从而导致施工效率较为低下。本发明提出的解决该技术问题的技术思路是：在潮间带上建造围堰，并在围堰内填筑素土来构筑作业平台；而通过作业平台即可很容易地对各管桩进行定位。

[0031] 为了使本发明的技术目的、技术方案以及技术效果更为清楚，以便于本领域技术人员理解和实施本发明，下面将结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

[0032] 本实施例提出了一种潮间带风电低桩承台基础的施工方法，包括以下步骤：

[0033] 步骤S1、在潮间带上确定风电低桩承台基础的中心位置；

[0034] 在本步骤中，风电低桩承台基础的中心位置按照设计要求确定，并采用全站仪定位。

[0035] 步骤S2、绕风电低桩承台基础的中心位置建造围堰1，如图1所示；然后向围堰1内部填筑素土至与围堰1顶部平齐；再将素土压实，从而形成作业平台，如图2所示；

[0036] 在本步骤中，围堰1的建造过程包括：在潮间带上绕风电低桩承台基础的中心位置放出围堰1的所有角点；然后采用充砂管袋并根据围堰1的所有角点建造围堰1。在本实施例中，围堰1内坡脚尺寸为36m×(36+20)m，顶高程5.5m，迎水面顶宽5m，其余三面宽4m，围堰1内侧1:1放坡，围堰1外侧1:2放坡。在这里，围堰1填筑高度应根据其所在潮间带滩涂高程而定，充砂管袋的填充过程可以就地取材，施工方便快速，安全可靠，成本较低。

[0037] 之后，本步骤还包括：在潮间带上铺设滩涂通道2至围堰1顶部；滩涂通道2包括多块通道板，相邻两块通道板之间采用连接器连接。具体地，可以先在潮间带上放出通道中心线以及大堤下海连接段的填土范围，然后，在大堤下海连接段填土并压实，之后，在其上方铺上1mm厚钢板；然后，在钢板上采用随车吊及汽车吊铺设通道板；在本实施例中，通道板的尺寸为7.5m×2.5m×0.2m，相邻两块通道板之间通过单双耳连接器连接，从而铺设形成7.5m宽的滩涂通道2。滩涂通道2的成功铺设可解决滩涂施工运输的难题，使得滩涂运输方便、安全可靠。

[0038] 步骤S3、对作业平台进行井点降水；再在作业平台下方打下多个管桩3，如图3所示；然后在作业平台上挖出基坑4，使管桩3露出；接着，对管桩3进行截桩头；并在基坑4底部浇筑出垫层7，如图5所示；再在垫层7上浇筑出风机承台5，如图6所示。

[0039] 本步骤还包括：在作业平台上围堰1内打井，并通过该井将围堰1内地下水抽排到围堰1外，使围堰1内地下水位降低至围堰1内的滩涂泥面以下的1m-2m。具体地，在本实施例中，在围堰1内四周布置8口井，井深15m，然后，采用潜水泵通过这8口井将围堰1内的地下水抽排至围堰1外，将围堰1内地下水位降低至围堰1内的滩涂泥面以下的1.5m左右。

[0040] 进一步地，在本实施例中，如图4所示，一个风电低桩承台基础需要打30个管桩3，该30个管桩3分三圈布置，具体可分为分别绕风电低桩承台基础的中心位置设置的外圈管桩、中圈管桩和内圈管桩；其中，外圈管桩有16根，中圈管桩有8根，内圈管桩有6根。进一步地，管桩3顶部位于围堰1内的滩涂泥面以下0.8m-1.2m；具体地，在本实施例中，管桩3桩顶高程位于风电低桩承台基础的中心位置高程以下1m；管桩3为PHC管桩，每个管桩3的长度根据所在地质情况不同而不同，外圈管桩和中圈管桩长度为24m-27m不等；内圈管桩的长度均为15m。外圈管桩和中圈管桩均由两根桩拼接而成，其中，下根桩短，上根桩长，且上下桩的长度差不超过4m。

[0041] 进一步地，本实施例采用锤击法进行PHC管桩施工，施工设备选用YBD24A打桩机及DD160柴油打桩锤。PHC管桩进场时，要进行外观质量及管桩合格证检查，不满足要求的PHC管桩不能进入施工现场；PHC管桩的施工需要严格按照规范要求进行，沉桩过程中，桩身垂直度、桩位偏差、管桩接桩焊缝要求、停锤标准均要满足规范要求，具体来说，主要有以下几点：

[0042] 1)桩锤、桩帽或送桩器与桩身要确保在同一轴线上；在具体施工中，在打桩机正面和侧面分别架设一台经纬仪，以此控制沉桩垂直度。在沉桩过程中，应反复监测桩身的垂直度；其中，第一节桩插入地面时的垂直度偏差不大于0.3％，桩身的垂直度偏差不得超过0.5％。当桩尖进入较硬土层后，严禁用移动桩架等设备来强行回扳纠偏。

[0043] 2)对于中圈管桩和外圈管桩，在接桩时，上下两根桩采用CO2气体保护焊焊接，焊缝应饱满、连续；待焊缝焊好后，焊工要敲掉焊缝表面的焊渣进行自检，不合格的部分要及时补焊，经探伤检测合格并经质检人员以及监理工程师验收合格后，才能进行施打，并且作好电焊隐蔽记录；此外，焊接接头在自然冷却后才可继续沉桩，冷却时间不宜少于8min，严禁用水冷却或焊接后立即沉桩；并且，所有焊缝接头都要进行探伤试验。所有焊工必须持证上岗，随时接受业主和监理的监督检查。

[0044] 3)在打桩过程中，任意一PHC管桩的总锤击次数不宜超过2500次，管桩3最后1m行程的锤击数不宜超过300次。

[0045] 进一步地，在本实施例中，待管桩3施工完成后，采用反铲方式开挖基坑4，至潮间带滩涂泥面以下1.3m；在本实施例中，风机承台5直径为20m；基坑4开挖面直径为27.6m，该基坑4的底部直径为22.4m，具有1:2的坡比。待基坑4开挖至距建基面40cm时，采用人工配合机械进行开挖。

[0046] 进一步地，步骤S3还包括：在挖好基坑4后，在基坑4底部采用C20混凝土浇筑出垫层7；再在所述管桩3的內腔中浇筑C40混凝土至管桩3顶部以下2.9m-3.3m。在本实施例中，垫层7直径为20.4m，厚度为0.2m，风机承台5和台柱分两仓浇筑，浇筑完成后，进行养护，冬季施工还应采取保温措施。

[0047] 进一步地，风机承台5依照外圈、中圈和内圈的顺序进行浇筑；风机承台5每一圈的浇筑均采用分层浇筑方式进行，其中，在每一圈浇筑时，上层混凝土将下层混凝土完全覆盖，以保证层与层之间、圈与圈之间的混凝土在初凝前良好结合。风机承台5浇筑时从外往里浇筑，边浇筑边收面，收面采用刮轨进行收面，刮轨采用Φ20圆钢制作，呈圆环状绕风机承台5表面一圈，每圈混凝土的刮轨单独制作，外圈、中圈分别制作三根刮轨，内圈制作两根刮轨。

[0048] 在风机承台5各部件浇筑完毕后分别立即进行覆盖保温。对于所有暴露的没有模板覆盖的表面上，在浇筑完收浆抹平之后，覆盖一层塑料布、棉絮、彩条布保温养护，在混凝土面从台柱底部挂管洒水养护。

[0049] 待风机承台5浇筑完成并养护完毕后，拆除风机承台5的浇筑模板，并进行风机承台5附属设施的安装；再先后进行风机承台5的防水涂装和防腐涂装。之后，采用反铲方式向基坑4内抛投块石以覆盖基坑4底部，从而回填出块石层6，如图7所示。块石单块重量不小于60kg，抛投过程中不能破坏混凝土表面防腐涂层。接着，采用主吊机向基坑4内回填素土至与围堰1顶部平齐，重新形成作业平台(如图8所示)，并基于作业平台，在风机承台5上吊装风力发电机组。风力发电机组调试验收后，拆除充砂管袋，并回收管袋塑料垃圾，挖掘机整平并在海潮的作用下还原机位滩涂环境；最后，拆除滩涂通道2，如图9所示。

[0050] 应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。