陆上风机基础及承台施工质量控制要点浅析李少男

陆上风机基础及承台施工质量控制要点浅析李少男

李少男

（河北建设勘察研究院有限公司河北石家庄050000）

【摘要】随着国家风力发电产业的日益兴旺，风机场建设的质量受到人们越来越多的重视，其中以风机基础及承台质量最具代表性。从宁夏同心马高庄风电场风机基础及承台施工质量控制角度，详解陆上风机基础施工中的点位测放，地基土层换填回填，预埋件制作及安放；承台施工中基础环支设及平整度调整、钢筋绑扎、预埋管线安装、大体积混凝土浇筑养护测温、最终交付安装及环境保护环节的质量控制要素。对增强基础及承台施工质量、消除黄土湿陷性、优化施工组织、加快施工进度、避免大体积混凝土开裂起到良好效果。

【关键词】风机基础施工；风机承台施工；质量控制

【中图分类号】TU745【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）20-0079-03

我国可开发利用的风能储量约10亿kw，通过离地10米高度资料计算，风能储量约为2.53亿kw，如果扩展到50～60米以上高度，风力资源将有望达到20～25亿kw[1]。随着西部大开发战略的逐渐深入，宁夏、内蒙等西部地区结合自身地理环境优势大力发展风能。宁夏地区具有深厚的第四纪黄土堆积物，各地年平均风速为2.0～7.0米/秒，全年大风日数（极大风速≥17.0米/秒，或者风力>=8级的天数），在100天以上，同心地区大风天气平均风速可达到15m/s，风能密度为2024W/m2，黄土厚度从几十米到400米[2]。以宁夏同心马高庄风机基础及承台施工为例，以各施工环节质量控制为重点，介绍陆上风机基础及承台施工中的质量控制要素。

1.工程概况

风机建设场位于宁夏回族自治区吴忠市同心县境内，共包含33台风机基础及承台施工，承台混凝土选用Ca35引气型泵送混凝土。地层土为第四纪湿陷性黄土，湿陷性等级为三、四级的风机基础用素土及三七灰土换填处理；湿陷性较大时用C30混凝土桩基处理。换填及桩基两种地基处理工艺施工参数如下所示。

换填基础及承台主要施工参数：

开挖下槽直径：23.2m；素土回填厚度：1.5m；三七灰土压实系数：≥0.97；开挖上槽直径：36.5m；素土回填压实系数：≥0.97；承台混凝土方量：434.3m3；开挖深度：6.65m；三七灰土厚度：2.5m；承台直径：18m。

桩基基础及承台主要施工参数：

桩顶标高：-2.1m；单个风机工程桩根数：18根；承台直径：16.4m；桩长：32m；桩径：0.8m；承台混凝土方量：309m3；承台混凝土标号：Ca35；承台厚度：0.85～2.45m。

为了达到风机安全运行50年的目标，在施工中应注意以下环节的质量控制。

2.各环节质量控制

2.1点位测放

点位测放分为风机中心和工程桩中心，风机中心点坐标由建设单位提供。

（1）换填基础在开挖施工时中心点会被破环，应通过全站仪对风机中心做四个引点，四点呈对角线分布，引点应进行隐蔽保护，防止引点移动，使中心点测放工作减少误差。

（2）桩基基础为18根环形布置工程桩，中心点测放时圆心以风机中心为准，工程桩中心到风机中心距离为半径，全站仪每偏移20度做为一个工程桩中心。确定工程桩位之后可通过弦长的测量进行检验。

2.2土方开挖及工程桩成孔

（1）土方开挖选择挖掘机进行，并选用装载机进行配合[3]，马道方向应与进场道路方向相对。开挖过程应严格按照图纸尺寸分层进行，基底作业面为1.2米，放坡比例1:1，机械开挖至底部约20cm时改由人工开挖清底，防止地基土层扰动。随机选取15个点对槽底平整度进行抄平，待开挖完毕自检合格后通知地勘单位进行地基验槽。

（2）工程桩原计划采用洛阳铲成孔，现场施工过程中因地层坚硬且含有大量礓石，洛阳铲成孔效率低下，予以舍弃，改用旋挖钻机成孔并用扩孔器进行桩端扩孔。成孔时主要控制成孔垂直度，成孔深度，待达到设计深度用扩孔器对桩底进行扩孔，扩孔深度及直径均为1.6米（如图1）。并压实孔底虚土，将虚土厚度控制在10mm。

图1扩底端示意图

2.3垫层施工及工程桩灌注

（1）土方换填应控制含水率，含水率必须控制在最优含水率，并随时对含水率进行测试，气温较高时应加密测试频率，随时对含水率进行调整。压路机选择20吨以上，换填完成之后进行平板载荷试验，确定其承载力。垫层施工前应测放基础环支腿支撑预埋件位置。垫层模板采用木质模板时应弃用开裂、歪斜模板，模板厚度应达到4cm以上。混凝土和易性、塌落度应达标，浇筑时要振捣，预埋件附近必须振捣密实，预埋件应在混凝土初凝前进行调平。

（2）工程桩施工应连续，气温较高时应选择夜间施工，灌注过程配合导管进行，每100m3混凝土在现场留置一组试块。桩基垫层浇筑用泵车，预埋件周围须振捣密实，预埋件在混凝土初凝前调平。

2.4基础环安放及调平

基础环的安装应在垫层混凝土达到7天强度后进行，基础环通过工字钢支撑达到设计标高，工字钢与垫层中预埋钢板直接焊接固定，焊缝为双面6mm脚焊缝，焊缝质量控制为二级，工字钢通过螺母与基础环连接。基础环与塔筒直接接触，对平整度要求较高，为上下相差±1mm。选用精密水准仪、铟钢尺对基础环精度进行控制。具体操作如下：将基础环与塔筒接触面等分为9个点（如图2），通过铟钢尺对每个点高程进行测量，使高差控制在±1mm，高差不能满足要求时通过基础环与支腿连接处丝扣调整，直到符合精度要求。在基础环初次安放、承台钢筋绑扎，混凝土浇筑前、中、后，土方回填时进行附测并记录，

图2铟钢尺放置点示意图

2.5钢筋绑扎及承台模板安装

承台钢筋规格及尺寸应严格按照图纸进行采购及制作，绑扎过程中钢筋搭接长度，套筒连接搭接长度应符合规范要求。

承台钢筋共包括Φ28底板筋243根，Φ28马镫筋38根，Φ25辐射筋104根、Φ28架立筋38根、Φ26拉力筋34圈。绑扎顺序为底板筋-环周架立筋-辐射筋-拉力筋-马镫筋。243根Φ28底板筋绑扎之前在垫层用墨线定位，控制钢筋间距及根数，钢筋铺设期间随时用钢尺检验间距。在钢筋架设及绑扎过程中严禁搭接在基础环上，防止基础环因不均匀受力产生倾斜。穿线管强度须满足设计，穿线管方向与箱变一致，穿线管应封堵。沉降观测点材料不易变形、不宜锈蚀的材料。测温管必须按照承台形状均匀布置，测温管底部距离承台底部20cm。

承台施工采用定型组合钢模板，模板使用前刷隔离剂备用。模板安装应以控制承台厚度及保护层厚度为要点，并应及时测量模板弦长，及时调整及更换不合格模板，模板外侧应至少绑扎两道钢索进行固定防止浇筑过程变形。穿线管端部进行密封并顶在模板处，防止混凝土倒灌入穿线管造成堵管。模板与垫层接触部分应在模板外侧用干水泥或者水分较大土进行密封处理，防止浇筑过程漏浆。

2.6大体积混凝土浇筑及养护

承台混凝土方量500方，具有面积较大、厚度不大的特点。根据《GB50496-2009大体积混凝土施工规范》混凝土浇筑选择推移式连续浇筑施工。浇注混凝土时,应及时了解天气情况,做好应急预案，当白天最高气温＞25℃时,要求在夜间浇注。不得在雨天新开混凝土浇注仓面，并将浇筑时间控制在8小时之内。浇筑过程选用油毡覆盖上部环体，防止浆液污染环体及环孔。风机承台的斜面坡度33º。浇筑时采用斜面分层浇筑振捣法，具体方法为：混凝土从浇筑层下端开始浇筑振捣，并逐渐向上移动。随着混凝土浇筑从下向上的推进，振捣器要及时跟上振捣[4]。在穿线管、测温管等预埋件处振捣时应确保不被破坏，在振捣基础环四周混凝土时应十分小心，禁止振捣棒触碰到环体。

抹面后应覆盖塑料膜，确保水分不流失，从浇筑完毕起，前3天每2小时测温及洒水养护1次，每昼夜不得少于4次。测温组共分三组，每组三个测点，三个测点分别为底：距底部100～150mm；中：在浇筑厚度的中部；表：在距浇筑表面100～150mm部位。直至混凝土表面温度与内部温度差额达到25摄氏度，表面温度与气温相差20摄氏度停止，确保混凝土不因大量水化热造成开裂。

2.7场地平整及交付安装

承台混凝土养护一周可进行土方回填，场地平整及渣土外运。土方回填每25cm厚素土回填一板，桩基基础回填到-0.85与-0.35标高时应分别铺设防水土工膜，两层土工膜之间回填三七灰土。场地平整过程与吊装单位沟通，严格控制场平尺寸，各施工部位验收合格组织交装。

3.结论

通过严格控制各质量控制要点，工程桩全部为一类桩，承载力均达到设计要求，湿陷性消除，基础环精度在±1mm，承台外观尺寸及观感质量均符合设计及规范要求，无施工缝及明显缺陷，无漏筋及混凝土开裂。场地平整度及强度满足吊装单位要求，经环评部门评分，达到环境保护合格标准。

参考文献

[1]风力发电工程施工与验收[M].中国水利水电出板社,2009.

[2]黄雪峰.宁夏大厚度自重湿陷性黄土的工程特性与地基的预浸水处理方法研究[J].中国科技成果,2011，4：35-37.

[3]伞志丰.风电场风机基础施工技术[J].施工技术,2011，1：19-20.

[4]张祖平,王雷.风机基础施工质量保障措施[J].内蒙古科技与经济,2015,2:102-103.