預(yù)留樁窩孔的預(yù)制混凝土承臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種預(yù)留樁窩孔的預(yù)制混凝土承臺(tái)，該預(yù)制混凝土承臺(tái)的混凝土本體的頂面中心處澆筑有基礎(chǔ)環(huán)，混凝土本體的底面對(duì)應(yīng)對(duì)于基樁的位置處環(huán)形設(shè)置有多個(gè)預(yù)留樁窩孔，每個(gè)預(yù)留樁窩孔的頂部設(shè)置有穿透混凝土本體的頂面的灌漿孔道。通過(guò)陸上預(yù)制混凝土承臺(tái)，利用混凝土承臺(tái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼套箱，預(yù)制混凝土承臺(tái)套箱即充當(dāng)了混凝土模板同時(shí)又是重要的承載結(jié)構(gòu)，采用裝配式多樁基礎(chǔ)安裝方法，與目前海上風(fēng)電機(jī)組中使用的多樁基礎(chǔ)施工方案相比，節(jié)省了海上支模和拆模工序，可以將大量的海上現(xiàn)場(chǎng)鋼筋綁扎在陸上預(yù)制廠完成，大大提高了施工效率，節(jié)省了海上承臺(tái)施工時(shí)間，同時(shí)降低了施工成本。
【專利說(shuō)明】預(yù)留粧窩孔的預(yù)制混凝土承臺(tái)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于海上風(fēng)電建設(shè)工程中高聳構(gòu)筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種預(yù)制裝配式多樁基礎(chǔ)的承建方法，適用于支撐例如風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架、海上升壓站、輸電線路桿塔等基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著清潔能源的大力開(kāi)發(fā)，我國(guó)海上風(fēng)電即將迎來(lái)大規(guī)模建設(shè)高潮。其中，海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)是風(fēng)電工程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，針對(duì)我國(guó)近海海域極端風(fēng)速大、波浪等荷載及環(huán)境災(zāi)害聯(lián)合作用、地基軟弱復(fù)雜、施工條件局限等特點(diǎn)，傳統(tǒng)多樁基礎(chǔ)先打樁，但是承臺(tái)內(nèi)的施工都是在海上，需要防水鋼套箱，鋼筋綁扎，預(yù)埋件，調(diào)平，海上澆筑大體積混凝土，存在施工過(guò)程復(fù)雜、周期較長(zhǎng)等問(wèn)題。海上風(fēng)電預(yù)制裝配式多樁基礎(chǔ)可減少海上作業(yè)時(shí)間，但風(fēng)電機(jī)組對(duì)基礎(chǔ)的平整度要求較嚴(yán)格。
[0003]為此，改進(jìn)和創(chuàng)新海上風(fēng)電機(jī)組多樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式及其承建(安裝)方法，以減少施工量、提高施工效率，降低施工成本。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型目的是提供一種新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)構(gòu)造，以減少施工量、提高施工效率、提高工程質(zhì)量和降低施工成本。
[0005]為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種預(yù)留樁窩孔的預(yù)制混凝土承臺(tái)，包括混凝土本體，其特殊之處在于，所述混凝土本體的頂面中心處澆筑有基礎(chǔ)環(huán)，混凝土本體的底面對(duì)應(yīng)對(duì)于基樁的位置處環(huán)形設(shè)置有多個(gè)預(yù)留樁窩孔，每個(gè)預(yù)留樁窩孔的頂部設(shè)置有穿透混凝土本體的頂面的灌漿孔道。
[0006]上述灌漿孔道為偏心環(huán)形孔道。
[0007]上述預(yù)留樁窩孔均勻分布。
[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:通過(guò)陸上預(yù)制混凝土承臺(tái)(混凝土承臺(tái)套箱)，利用混凝土承臺(tái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼套箱，預(yù)制混凝土承臺(tái)套箱即充當(dāng)了混凝土模板同時(shí)又是重要的承載結(jié)構(gòu)，采用裝配式多樁基礎(chǔ)安裝方法(裝配式的多樁基礎(chǔ)施工方案)，與目前海上風(fēng)電機(jī)組中使用的多樁基礎(chǔ)(高樁承臺(tái)基礎(chǔ))施工方案相比，節(jié)省了海上支模和拆模工序，同時(shí)可以將大量的海上現(xiàn)場(chǎng)鋼筋綁扎在陸上預(yù)制廠完成，大大提高了施工效率，節(jié)省了海上承臺(tái)施工時(shí)間，同時(shí)降低了施工成本。
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)說(shuō)明。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是預(yù)留樁窩孔的預(yù)制混凝土承臺(tái)軸向(豎直方向)剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是預(yù)留樁窩孔的預(yù)制混凝土承臺(tái)橫向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3是預(yù)留樁窩孔的預(yù)制混凝土承臺(tái)吊裝在基樁上并完成澆筑后的軸向(豎直方向)剖面示意圖。
[0013]圖4是完成安裝后的基樁結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0014]圖5基樁剖面示意圖。
[0015]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1、混凝土本體；2、基礎(chǔ)環(huán)；3、預(yù)留樁窩孔；4、灌漿孔道；5、基樁；
6、圓柱；7、樁芯混凝土段；8、外延混凝土段；9、樁帽；10、鋼筋籠；11、過(guò)渡段；12、調(diào)平千斤頂；13、小平臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1所示為一種預(yù)留樁窩孔的預(yù)制混凝土承臺(tái)，包括混凝土本體1，混凝土本體I的頂面中心處澆筑有基礎(chǔ)環(huán)2 (提前調(diào)平，使得基礎(chǔ)環(huán)2的調(diào)平誤差小于5mm，一般使用激光水準(zhǔn)儀測(cè)平，此使用技術(shù)為本領(lǐng)域普遍技藝，此處不再贅述。)，混凝土本體I的底面對(duì)應(yīng)對(duì)于基樁5的位置處環(huán)形設(shè)置有多個(gè)預(yù)留樁窩孔3 (均勻分布設(shè)置最佳)，每個(gè)預(yù)留樁窩孔3的頂部設(shè)置有穿透混凝土本體I的頂面的灌漿孔道4 ;混凝土本體I的周向側(cè)面上均勻設(shè)置有多個(gè)吊耳。
[0017]通過(guò)預(yù)留樁窩孔的預(yù)制混凝土承臺(tái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼套箱，預(yù)制混凝土承臺(tái)套箱即充當(dāng)了混凝土模板同時(shí)又是重要的承載結(jié)構(gòu)，節(jié)省了海上支模和拆模工序，同時(shí)可以將大量的海上現(xiàn)場(chǎng)鋼筋綁扎在陸上預(yù)制廠完成，大大提高了施工效率，節(jié)省了海上承臺(tái)施工時(shí)間，同時(shí)降低了施工成本。
[0018]結(jié)合圖2清晰可見(jiàn)，灌漿孔道4為偏心環(huán)形孔道，且在圖2中，灌漿孔道4的環(huán)側(cè)壁與因開(kāi)孔道而在灌漿孔道4內(nèi)形成的圓柱6的距離由混凝土本體I的外側(cè)中心逐漸減小。
[0019]在利用該預(yù) 制混凝土承臺(tái)構(gòu)建高聳構(gòu)筑物基礎(chǔ)，即基于該預(yù)制混凝土承臺(tái)的裝配式多樁基礎(chǔ)的安裝方法，包括以下步驟:
[0020]I )、完成各基樁5安裝，將各基樁5樁頭切平，使得各基樁5樁頂處于同一水平面；
[0021]2)、在上述各基樁5內(nèi)設(shè)置鋼筋籠10且該鋼筋籠10的上段部分置于基樁5外，再向該鋼筋籠10、基樁5樁頂內(nèi)澆筑混凝土，形成樁芯混凝土段7、延伸至基樁5頂部外的外延混凝土段8、位于樁芯混凝土段7與外延混凝土段8之間的過(guò)渡段11，然后在各基樁5頂部搭建小平臺(tái)13，并于該小平臺(tái)13頂部垂直安裝調(diào)平千斤頂12 ；
[0022]3)、吊裝預(yù)制混凝土承臺(tái)，使基樁5樁頂插入預(yù)留樁窩孔3內(nèi)、調(diào)平千斤頂12頂觸在預(yù)制混凝土承臺(tái)的底面上，完成預(yù)制混凝土承臺(tái)的吊裝；
[0023]4)、通過(guò)調(diào)平千斤頂12實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)制混凝土承臺(tái)的調(diào)平；
[0024]5)、預(yù)制混凝土承臺(tái)的調(diào)平精度滿足要求后，經(jīng)灌漿孔道4向預(yù)留樁窩孔3澆筑二期混凝土，使得基樁5與預(yù)制混凝土承臺(tái)現(xiàn)澆為一整體，完成裝配式多樁基礎(chǔ)的安裝，如圖3所示。
[0025]這里選用鋼管樁或鋼管混凝土樁作為基樁5，圖4所示為選用鋼管樁作為基樁5，由該圖可以看出，步驟2)中涉及的樁芯混凝土段7的高度h≥1.5d≥1.0m, d為基樁5的直徑；基樁5伸入樁帽9內(nèi)的長(zhǎng)度l>d ;外延混凝土段8的高度105 ds，ds為鋼筋直徑，d為基樁5的直徑。
[0026]上述步驟3)中，預(yù)制混凝土承臺(tái)底部處的基樁5距離預(yù)制混凝土承臺(tái)的側(cè)端的距離k>0.4d ;基樁5深入預(yù)制混凝土承臺(tái)底部的長(zhǎng)度至少是100mm。[0027]上述步驟3)的具體過(guò)程是:用1000 t浮吊將預(yù)制混凝土承臺(tái)提起，使預(yù)制混凝土承臺(tái)底部聞?dòng)诨?粧頂I?1.5 m左右，同時(shí)使預(yù)留粧窩孔3對(duì)準(zhǔn)每根基粧5后,緩緩、勻速下放預(yù)制混凝土承臺(tái)，使各基樁5樁頂與預(yù)留樁窩孔3的頂面均完全接觸。
[0028]接著實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)制混凝土承臺(tái)的調(diào)平即步驟4):測(cè)量人員用激光水準(zhǔn)儀觀測(cè)預(yù)制混凝土承臺(tái)的偏位情況，隨時(shí)將結(jié)果報(bào)給指揮人員，通過(guò)調(diào)節(jié)各調(diào)平千斤頂12的行程實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)制混凝土承臺(tái)的水平度的調(diào)整，并使調(diào)平誤差小于5_。
[0029]然后是澆筑預(yù)制混凝土承臺(tái)內(nèi)二期混凝土，即步驟5)，而為了增大新老混凝土的機(jī)械咬合力或增強(qiáng)新老混凝土的粘結(jié)性能，在步驟4)后、步驟5)前，即在向預(yù)留樁窩孔3內(nèi)澆筑混凝土(二期混凝土)前，先鑿毛預(yù)留樁窩孔3的內(nèi)壁或在預(yù)留樁窩孔3的內(nèi)壁預(yù)留插筋(錨固鋼筋)，以增大新老混凝土的機(jī)械咬合力或增強(qiáng)新老混凝土的粘結(jié)性能；
[0030]在混凝土澆筑時(shí)安排專人預(yù)埋測(cè)溫管，測(cè)溫管預(yù)埋時(shí)測(cè)溫管與鋼筋綁扎牢固，以免位移或損壞；測(cè)溫管用塑料帶罩好，綁扎牢固，然后分層澆筑混凝土，每層混凝土的厚度為400mm?500mm,燒筑混凝土?xí)r應(yīng)連續(xù)燒筑，間歇時(shí)間不超過(guò)2.5h,并通過(guò)測(cè)溫記錄與保溫覆蓋措施使內(nèi)外溫差控制在25度以內(nèi)，當(dāng)內(nèi)部溫度與外部表面溫度之差大于25度或出現(xiàn)溫度異常時(shí)，及時(shí)通知技術(shù)部門采取措施。并應(yīng)防止混凝土產(chǎn)生離析，使骨料粒徑小于80mm的三級(jí)配混凝土自由下落高度不超過(guò)2m。
[0031]還應(yīng)當(dāng)注意的是，在吊裝預(yù)制混凝土承臺(tái)時(shí)，應(yīng)當(dāng)使各吊點(diǎn)同時(shí)受力，并應(yīng)防止吊耳產(chǎn)生扭曲，吊繩與吊耳的水平面所成夾角大或等于45°，鋼筋采用機(jī)械加工接頭，接頭的截面面積占總截面面積的百分率應(yīng)小于50%，同時(shí)，在同一鋼筋上應(yīng)盡量少設(shè)接頭。在混凝土澆筑前，需完成以下分項(xiàng)工程的報(bào)驗(yàn)工作:包括已澆筑的混凝土面清理、模板、鋼筋及預(yù)埋件等，按施工詳圖規(guī)定執(zhí)行，驗(yàn)收合格后，才能開(kāi)始澆筑混凝土。
[0032]在完成預(yù)制混凝土承臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)二期混凝土澆筑后，進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)后即可安裝風(fēng)機(jī)。
[0033]值得注意的是，在吊裝預(yù)制混凝土承臺(tái)前應(yīng)當(dāng)完成對(duì)安裝好的基樁的混凝土養(yǎng)護(hù)。
[0034]參見(jiàn)圖5，基樁與承臺(tái)采用直埋式連接方案，樁芯混凝土內(nèi)設(shè)鋼筋籠(樁芯鋼筋籠)，承臺(tái)就位調(diào)平后，澆筑承臺(tái)內(nèi)混凝土，各樁基與承臺(tái)通過(guò)后澆混凝土現(xiàn)澆為一整體，要求混凝土應(yīng)一次澆筑成型，同時(shí)樁頂填芯混凝土 (樁芯混凝土)內(nèi)設(shè)置的鋼筋籠(樁芯鋼筋籠)增強(qiáng)了基樁與承臺(tái)之間的連接錨固，實(shí)現(xiàn)基樁與承臺(tái)剛性連接。
[0035]按照《港口工程樁基規(guī)范》(JTS 167-4-2012)的要求，鋼管樁伸入承臺(tái)I倍以上粧徑。
[0036]伸入預(yù)制混凝土承臺(tái)內(nèi)的基樁5的樁頂?shù)闹鹘顬槔刃?，主筋與豎直方向的夾角為 30。?45。；
[0037]在主筋為光圓鋼筋(設(shè)彎鉤)時(shí)，錨入預(yù)制混凝土承臺(tái)內(nèi)的主筋的長(zhǎng)度大或等于鋼筋直徑的30倍；在主筋為帶肋鋼筋(不設(shè)彎鉤)時(shí)，錨入預(yù)制混凝土承臺(tái)內(nèi)的主筋的長(zhǎng)度大或等于鋼筋直徑的35倍。
[0038]當(dāng)樁中距a < 3d時(shí)，d為基樁5直徑，預(yù)制混凝土承臺(tái)的受力鋼筋均勻布置于預(yù)制混凝土承臺(tái)的全寬度范圍(是指預(yù)制混凝土承臺(tái)的整個(gè)平面范圍內(nèi))內(nèi)；當(dāng)樁中距a> 3d時(shí)，預(yù)制混凝土承臺(tái)的受力鋼筋均勻布置于距樁中心1.5d范圍內(nèi)，在此范圍以外應(yīng)布置配筋率不小于0.1%的構(gòu)造鋼筋。
[0039]依據(jù)以上的樁基(基樁)與承臺(tái)(預(yù)制混凝土承臺(tái))連接要求，在標(biāo)高在_20m以上范圍的(泥面以下3m高度向上至承臺(tái)底部的高度，這里的-20m僅為一具體例舉)鋼管樁(選用鋼管樁為基樁)內(nèi)灌注C30混凝土，鋼管樁深入預(yù)制混凝土承臺(tái)內(nèi)1.75m，承臺(tái)底部處基樁距離承臺(tái)側(cè)端距離為900mm>0.4d=0.4X 1500=600mm,滿足構(gòu)造要求。
[0040]樁芯混凝土段7的高度h≥1.5d=l.5X1500mm=2250mm，滿足連接構(gòu)造要求。1=1750 mm>d，滿足連接構(gòu)造要求，l0=920mm>35 ds=875mm，滿足連接構(gòu)造要求。其中d為樁徑山為樁芯縱向鋼筋伸出樁頂?shù)拈L(zhǎng)度(即外延混凝土段8的高度);1為樁伸入樁帽或橫梁的長(zhǎng)度(即過(guò)渡段11的高度)，ds為鋼筋直徑。
[0041]綜上所述，不難看出裝配式多樁基礎(chǔ)方案利用陸上預(yù)制混凝土承臺(tái)(預(yù)制混凝土承臺(tái)套箱)，代替了傳統(tǒng)的鋼套箱。預(yù)制混凝土承臺(tái)既是混凝土模板，同時(shí)又是重要的承載結(jié)構(gòu)。裝配式的多樁基礎(chǔ)施工方案與目前海上風(fēng)電機(jī)組中使用的多樁基礎(chǔ)(高樁承臺(tái)基礎(chǔ))施工方案相比，省去了海上支模和拆模工序，同時(shí)可以將大量的海上現(xiàn)場(chǎng)鋼筋綁扎在陸上預(yù)制廠完成，大大提高了施工效率，節(jié)省了海上承臺(tái)施工時(shí)間，同時(shí)降低了施工成本。同時(shí)還具有以下3個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn):
[0042](I)質(zhì)量控制:砼套箱有很大一部分工作量都放在了陸地施工，可控程度高，不需要鋼吊箱常規(guī)的水下混凝土封底、承臺(tái)模板安裝、吊箱拆除等工序，避開(kāi)了水作業(yè)諸多的質(zhì)量、安全風(fēng)險(xiǎn)，有利于質(zhì)量控制；
[0043](2)進(jìn)度控制:傳統(tǒng)的多樁基礎(chǔ)海上施工流程主要包括鋼管樁的安裝、鋼套箱支模、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、鋼套箱拆模，風(fēng)機(jī)安裝。裝配式多樁基礎(chǔ)采用預(yù)制混凝土套箱替代鋼套箱，砼套箱整體吊裝，支 撐在基樁頂部，承臺(tái)鋼筋砼施工不需支拆模板，同時(shí)預(yù)制砼套箱內(nèi)部鋼筋綁扎主要在陸上預(yù)制廠完成。節(jié)省了鋼筋綁扎時(shí)間，從而大大加快了海上施工速度。較傳統(tǒng)多樁基礎(chǔ)可縮短海上施工周期40%以上。混凝土套箱的陸上預(yù)制采用工廠化施工和管理，可批量生產(chǎn)，可以有效縮短施工時(shí)間，增加投入以加快施工進(jìn)度的效果非常明顯；
[0044](3)安全控制:砼套箱預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)施工均是在無(wú)水狀態(tài)下，簡(jiǎn)單容易控制，特別是在海洋氣候環(huán)境、惡劣天氣較多條件下，安全性高。
[0045]以上涉及的基礎(chǔ)環(huán)2是指塔筒基礎(chǔ)環(huán)，混凝土本體I 一般采用圓形的。
[0046]本實(shí)施例沒(méi)有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段，這里不一一敘述。
【權(quán)利要求】
1.一種預(yù)留樁窩孔的預(yù)制混凝土承臺(tái)，包括混凝土本體(I)，其特征在于，所述混凝土本體(I)的頂面中心處澆筑有基礎(chǔ)環(huán)(2)，混凝土本體(I)的底面對(duì)應(yīng)于基樁(5)的位置處環(huán)形設(shè)置有多個(gè)預(yù)留樁窩孔(3)，每個(gè)預(yù)留樁窩孔(3)的頂部設(shè)置有穿透混凝土本體(I)的頂面的灌漿孔道(4)。
2.如權(quán)利要求1所述的預(yù)制混凝土承臺(tái)，其特征在于:所述灌漿孔道(4)為偏心環(huán)形孔道。
3.如權(quán)利要求1所述的預(yù)制混凝土承臺(tái)，其特征在于:所述預(yù)留樁窩孔(3)均勻分布。
【文檔編號(hào)】E02D27/42GK203782732SQ201420113964
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】申寬育, 胡永柱, 張立英, 李振作, 劉蔚, 田偉輝 申請(qǐng)人:中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司