大型风电混塔风机基础混凝土施工质量控制

大型风电混塔风机基础混凝土施工质量控制

李志存

天津安装工程有限公司   天津市  300061

【摘要】：在“3060”双碳目标的战略引领下，我国风电行业得到空前快速发展。近些年随着科技的进步，陆上风电技术正朝着大型化、高效化和智能化方向发展。在陆地风电工程建设中，风机基础是支撑上部风机塔架的关键结构，承受着上部塔架传递过来的所有荷载。其施工的好坏直接影响到地上风机塔架结构及风机发电的能否正常运行。为了进一步提升大型风电混塔风机基础施工质量，本文将从基础模板安装、基础混凝土施工、大体积混凝土测温及养护等角度出发，探索风机基础施工质量管控要点。

【关键词】：风电机组、空芯式现浇混凝土基础、施工质量控制、内芯模板；

引 言

在风电市场开发需求的不断推动下，企业为实现降本增效，大功率风电机组及智能化技术已成为就目前风电技术应用的重要方向。而大功率风机的设计和应用需要大规格的塔筒、叶片、轮毂高度作为技术支撑。进而使得装配式钢—混组合塔架结构设计体系应运而生。为满足装配式混凝土塔筒段后张法安装预应力锚索施工工艺需要，塔架结构的基础设计上目前皆采用空芯式现浇混凝土基础型式。空心式混凝土基础工，在内芯模板安装、混凝土浇筑顺序，振捣方法，混凝土保温养护等方面施工难度较大。所以保证基础混凝土施工质量十分重要。本文将就空心基础混凝土施工质量控制这一问题进行专项研究。

一、空心风机基础施工的主要内容

风机基础是支撑风机的重要部件，风机基础施工质量关系到风机结构的安全可靠和运行使用寿命，其施工质量必须进行系统控制。一般陆地风机基础施工主要包括以下内容：基础定位测量放线、基槽土方开挖 、垫层施工、内芯模板安装、预埋件安装、基础钢筋绑扎、外围模板安装、浇筑混凝土、混凝土测温及养护、模板拆除、回填土方及基础沉降观测。另外还包括一些其他施工内容，如施工场地的平整，临时施工道路施工、现场临建设施搭建、现场临水（临电）布置以及施工机具设备、材料准备等工作。

以上基础施工内容中，混凝土施工是基础施工内容的核心。因为陆地风电工程多位于山野田间，道路交通运输状况不佳，施工现场环境复杂，现场水电使用受限；而风机基础混凝土一次浇筑量较大，且需要对称逐层浇筑，导致基础浇筑时间漫长，基础混凝土施工难度增大。因此风机基础混凝土施工应作为项目部核心工作去管控，其施工质量必须得到保证。基础施工前需要制定详尽施工计划和组织及技术保证措施，来确保基础混凝土浇筑施工顺利和基础质量一次成功。尤其要在基础模板安装、基础混凝土浇筑、振捣、混凝土测温及养护等方面进行做足质量功夫，确保风机基础质量坚固耐久，安全可靠。

二、空心基础模板安装施工质量控制

   风机空心基础的内芯及外围模板全部采用定型钢模板。其模板系统包括模板、支撑系统、连接件三部分组成。模板之间需采用螺栓机械连接。所有钢模板自身设置有横纵向加劲肋，确保在承受新浇混凝土重力及侧压力后不出现明显变形。内芯模板要设置支撑结构，支撑结构体系的纵横立杆、水平杆及剪刀撑杆件设置要齐全，搭设要牢固。基础内的预应力锚索孔道等预埋件要及时预留，位置准确。应采取加固措施预防预埋件移位，避免影响后续预应力锚索施工。注意内芯模板支撑架体和外围索箍要进行承载力安全验算，施工过程要进行检查，确保现场操作按照工艺流程施工，搭设完成还要进行验收，保证施工质量满足方案及规范标准要求。现场如具备条件，还可进行预堆载试验，进一步检测架体的安全可靠性。模板安装工艺流程见图一、内芯模板安装见图二

图一：模板安装工艺流程

图二：空心基础内芯模板安装示意图

三、空心基础混凝土施工质量控制

    因风风机基础厚度一般超过2m，且浇筑量往往超过500m³，按规定为大体积混凝土施工。故混凝土浇筑须要连续施工，中途不能中断。为此现场混凝土浇筑机具和工人应准备充分。具体浇筑顺序应从内向外，从低向高，分层分步连续浇筑。混凝土振捣时间应充分，振捣要密实；侧模及模板根部还应加强振捣，采取在混凝土初凝前1h进行二次振捣，以保证砼混凝土外观成型和强度合格，并预防混凝土出现干缩裂缝。

因基础内钢筋密度高、配筋率大，为防止漏振导致的孔洞、蜂窝及麻面等混凝土质量通病，浇筑前应对混凝土配合比进行合理优化。其中水泥优选普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥；石子粒径不宜超过20mm，且级配良好；砂子选用粗砂；合理掺加粉煤灰和矿粉。外加剂方面应注意减水剂和缓凝剂的选用，控制好进场混凝土和易性和初凝时间，要求初凝时间不得小于5h，终凝时间不能迟于10h，确保混凝土浇筑、振捣、抹面时间充分合理，不出现施工冷缝。

为了保证混凝土浇筑顺利，泵送混凝土的坍落度一般较大，往往会超过180mm，这对混凝土水化热控制十分不利。所以在对进场混凝土检查时要逐一检测混凝土的坍落度、和易性；现场严禁采用加水的方法来改善坍落度。现场设置专人检查、调度混凝土的出厂、道路运输时间，保证进场混凝土和易性良好，供应连续。不出现供应中断，或现场混凝土浇筑积压。

四、空心基础混凝土测温及养护施工质量控制

   混凝土浇筑完成且表面压光终凝后，及时进行苫盖保温、保湿养护。如温度允许，混凝土浇筑完成12小时后即可浇水养护，一般保湿养护时间不少于15天。为保证混凝土浇筑质量，应对浇筑时的混凝土浇筑温度进行严格的监控，防止由于混凝土内外温差超限产生裂缝，混凝土浇筑时温度控制标准如下：

1　混凝土浇筑比入模温度的温升值不宜大于50℃；

2　混凝土内外温差不应大于25℃；

3　混凝土内外降温速率不宜大于2.0℃/d；

4　混凝土表面与大气温差不宜大于20℃。

基础内测温点设置需要严格按照图纸设计和规范要求布置，现场温度监测设备宜采用电子采集仪自动采集并进行整理分析，每隔一小时打印输出一次每个测点的温度值及各测位中心测点与表层测点的温差值，作为研究调整控温措施的依据，防止混凝土出现温度裂缝。当结构混凝土表面具有足够的抗裂能力时，且内外温差不大于25～30℃方可停止养护。此外，基础模板拆除应严格执行拆模强度报告申请制度，尤其是内芯模板支撑。拆模前需要参考工程混凝土实体强度、大体积混凝土表面温差，以及现场天气等多重因素的影响，综合分析判定拆模时间，严禁混凝土养护龄期不足提前拆模。

结论：在风电工基础工程中最为关键的就是大体积混凝土工程施工，因此在实际施工中需要项目部采取一系列有效保证措施保证混凝土施工质量合格。具体需要项目全员参与其质量控制，细化质量责任分工，全面做好浇筑前的组织准准备工作。同时，要结合工程实际状况确定具体的施工方案，并严格落实执行方案砼浇筑及内芯模板安装、砼测温、养护等关键工序质量措施，确保基础混凝土浇筑连续、振捣充分、砼保温保湿养护到位及温差控制合理，有效预防基础裂缝的出现，进而在根本上提高混凝土施工质量。