淺談風(fēng)力發(fā)電機(jī)組擴(kuò)展基礎(chǔ)缺陷防治措施

路星亮

摘 要：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)工程是風(fēng)電場(chǎng)工程建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量的優(yōu)劣以及工期的提前與滯后將直接影響整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)進(jìn)度，由于近年來風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大，風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)也在不斷的演變、發(fā)展，如梁板式基礎(chǔ)、無張力灌注樁基礎(chǔ)、預(yù)應(yīng)力錨栓基礎(chǔ)等，但相比較而言，目前我國(guó)使用較為廣泛的還是圓形擴(kuò)展基礎(chǔ)，因此，文章主要針對(duì)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)圓形擴(kuò)展基礎(chǔ)的混凝土缺陷防治措施進(jìn)行論述，其目的是希望在今后的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)施工過程中能起到參考和借鑒的作用。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；圓形擴(kuò)展基礎(chǔ)；缺陷；防治措施

前言

我國(guó)幅員遼闊，風(fēng)能資源的儲(chǔ)量極為豐富，風(fēng)力發(fā)電建設(shè)速度迅猛。在“十一五”期間，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到4180×104kW，并網(wǎng)發(fā)電總?cè)萘窟_(dá)到3107×104kW；“十二五”期間，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到9000×104kW，新增裝機(jī)5000×104kW，年平均裝機(jī)1000×104kW。根據(jù)我國(guó)國(guó)情，發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的基本路線是：重點(diǎn)發(fā)展陸地風(fēng)電，積極推進(jìn)海上風(fēng)電。在主要發(fā)展并網(wǎng)型風(fēng)電的同時(shí)，還要發(fā)展離網(wǎng)風(fēng)電和分布式電網(wǎng)系統(tǒng)。因此，風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展前景極為良好。

隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)也在不斷的演變、發(fā)展，逐步出現(xiàn)了梁板式基礎(chǔ)、無張力灌注樁基礎(chǔ)、預(yù)應(yīng)力錨栓基礎(chǔ)等，但相比較而言，目前我國(guó)使用較為廣泛的還是圓形擴(kuò)展基礎(chǔ)，其優(yōu)點(diǎn)主要在于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和施工工藝較為成熟，適用于各種不同的地質(zhì)條件。

1 擴(kuò)展型基礎(chǔ)混凝土施工通病的處理與防范

1.1 混凝土蜂窩麻面的形成及處理措施

混凝土蜂窩麻面形成的原因分析：在混凝土施工的過程中，如能對(duì)混凝土進(jìn)行良好的振搗從而使得水泥混凝土中所含有的氣泡等能及時(shí)排出.如未能做好良好的振搗或是引氣劑的質(zhì)量較差將極易導(dǎo)致混凝土蜂窩麻面的形成。在風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)澆筑過程中，大部分使用混凝土泵車配備溜槽進(jìn)行澆筑，在泵送的過程中通常都會(huì)加入一定量的引氣劑從而使得水泥混凝土能夠進(jìn)行良好泵送。但是市場(chǎng)上的各種引氣劑效果參差不齊加之性能上的差異將會(huì)導(dǎo)致一些引氣劑與水泥混凝土中相連從而形成連通性大氣泡，在振搗不到位的情況下，氣泡不能完全排除，將會(huì)在混凝土結(jié)構(gòu)表面造成蜂窩麻面，影響水泥混凝土的施工質(zhì)量。

水泥混凝土的配合比是控制水泥混凝土性能的重要措施。水泥混凝土的配合比選用不當(dāng)將會(huì)導(dǎo)致拌合后的水泥混凝土粘稠度過高，如砂率偏大、用水量較小，外加劑中存在不合理的增稠成分，會(huì)造成混凝土中氣泡排除較為困難，振搗施工后水泥混凝土中的氣泡如無法及時(shí)的排除將會(huì)導(dǎo)致水泥混凝土完成施工后容易出現(xiàn)蜂窩麻面缺陷。

根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)范和規(guī)定中的要求，在對(duì)水泥混凝土進(jìn)行澆筑施工時(shí)，水泥混凝土應(yīng)當(dāng)采用分層澆筑，分層澆筑時(shí)各層的厚度應(yīng)控制在300～500mm的區(qū)間范圍內(nèi)，以確保水泥混凝土澆筑質(zhì)量，但是在實(shí)際的水泥混凝土澆筑施工中，水泥混凝土的澆筑厚度往往要超過500mm，這就為水泥混凝土的振搗效果埋下了較大的安全隱患，水泥混凝土澆筑層過厚將不利于通過振搗將水泥混凝土中的氣泡排出，從而導(dǎo)致水泥混凝土澆筑后出現(xiàn)蜂窩麻面的缺陷。

除了上述各因素外，脫模劑選用不當(dāng)也是造成水泥混凝土澆筑施工完成后出現(xiàn)蜂窩麻面缺陷的重要原因之一。因此在脫模劑的選擇上應(yīng)當(dāng)慎重。

1.2 混凝土蜂窩麻面的處理措施

合理的選擇引氣劑，一般來說，優(yōu)質(zhì)的引氣劑一般在混凝土中引入氣泡直徑在10～200μm左右，且分布于水泥混凝土中的氣泡較為均勻，不會(huì)出現(xiàn)氣泡連接在一起出現(xiàn)連接性氣泡的缺陷，根據(jù)對(duì)比和試驗(yàn)，以單寧酸和蒎烯為主的引氣劑能夠取得較為良好的施工性能。

降低混凝土的粘稠度。針對(duì)因水泥混凝土粘度過高而導(dǎo)致的蜂窩麻面問題，應(yīng)當(dāng)對(duì)水泥混凝土的配合比進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，通過對(duì)水泥混凝土中的水灰比、砂率、膠結(jié)材料用量以及外加劑的組分等進(jìn)行調(diào)整，從而使得水泥混凝土的粘稠度得到極大的改善，以使得水泥混凝土澆筑后的水泥混凝土結(jié)構(gòu)表面的質(zhì)量得到極大的提高，避免出現(xiàn)大體積水泥混凝土澆筑后的蜂窩麻面問題。

嚴(yán)格按照《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行施工作業(yè)，每層混凝土澆筑厚度不應(yīng)大于500mm，并對(duì)施工人員進(jìn)行有效技術(shù)交底，澆筑過程中積極采用復(fù)振方式進(jìn)行振搗；選擇使用優(yōu)質(zhì)脫模劑。

2 影響混凝土強(qiáng)度的原因分析

強(qiáng)度是混凝土最主要的技術(shù)特性，也是施工過程中必須達(dá)到的首要指標(biāo)。混凝土的強(qiáng)度包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度以及鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度等。通?；炷恋膹?qiáng)度越大，其剛性、不透水性、抗風(fēng)化及耐腐蝕性也越高。

水灰比：混凝土是由水泥、沙、石、水、外加劑按一定比例拌合而成的，在水泥混凝土的強(qiáng)度構(gòu)成中，水泥混凝土所使用的各種原材料的質(zhì)量是水泥混凝土強(qiáng)度的基礎(chǔ)。此外，水泥混凝土的強(qiáng)度還與水泥混凝土的水灰比呈現(xiàn)出直接的聯(lián)系。在水泥混凝土的構(gòu)成中，水泥是水泥混凝土中的活性組分，水泥混凝土在配合比相同的條件下，選用高標(biāo)號(hào)的水泥將會(huì)使得粗集料和細(xì)集料之間的粘結(jié)強(qiáng)度越高，所拌合而成的水泥混凝土的強(qiáng)度也越強(qiáng)。一般來說，當(dāng)選用相同強(qiáng)度的水泥時(shí)，水泥混凝土的強(qiáng)度與水灰比有著直接的聯(lián)系。水泥在水化的過程中需要大量的水分，理論上來說，水泥水化是所需要的結(jié)合水占據(jù)水泥質(zhì)量的約23%左右，而在水泥混凝土的實(shí)際拌合的過程中，為使得水泥混凝土獲得較強(qiáng)的流動(dòng)性，通常采用的是多加水量（占水泥質(zhì)量的40%～60%）的方式，以滿足施工所需求的流動(dòng)性。在水泥混凝土完成澆筑并進(jìn)行硬化的過程中，水泥混凝土中所含有的多余的水分或是殘留在混凝土中形成水泡或蒸發(fā)后將使得水泥混凝土的表面等區(qū)域形成氣孔，使得混凝土內(nèi)部形成不同尺寸的孔隙。這些孔隙的存在會(huì)使得水泥混凝土抵抗載荷有效斷面大大的減少，從而使得水泥混凝土孔隙中的應(yīng)力更為集中，降低了混凝土的強(qiáng)度。但如水灰比太小，拌合物過于干稠，施工難度大，會(huì)出現(xiàn)蜂窩、孔洞，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度嚴(yán)重下降。因此，在滿足施工要求且保證混凝土均勻密實(shí)的條件下，水灰比越小，與集料粘結(jié)力越大，混凝土強(qiáng)度就越高。

集料：為確保水泥混凝土的強(qiáng)度除了做好水泥的選擇外，也應(yīng)做好水泥混凝土中集料級(jí)配的選擇，從而使得粗、細(xì)集料獲得較為良好的砂率，從而使得水泥混凝土凝固時(shí)能夠獲得較為良好的骨架，使得水泥混凝土能夠形成良好的支撐，從而提高水泥混凝土的強(qiáng)度。在水泥混凝土的拌合過程中需要加強(qiáng)對(duì)于集料質(zhì)量的管理，這是由于當(dāng)水泥混凝土集料中混入較多的雜質(zhì)時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致集料的級(jí)配變差，進(jìn)而導(dǎo)致水泥混凝土的強(qiáng)度降低，造成這一問題的主要原因是較差的集料（如碎石）表面光滑且不含有較多的棱角，進(jìn)而使得集料和水泥砂漿之間的機(jī)械嚙合力和粘結(jié)力大為降低。集料的強(qiáng)度直接影響到水泥混凝土的強(qiáng)度。通常來說，水泥混凝土拌合時(shí)所選用的集料的強(qiáng)度越高則配置出來的水泥混凝土的強(qiáng)度越高，這一現(xiàn)象在取低水灰比和配置高強(qiáng)度水泥混凝土?xí)r會(huì)較為明顯地體現(xiàn)出來。

養(yǎng)護(hù)溫度及濕度：完成了對(duì)于水泥混凝土的拌合和澆筑后，為確保水泥混凝土的質(zhì)量，避免其表面出現(xiàn)麻面缺陷應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)于水泥混凝土的養(yǎng)護(hù)作業(yè)。在水泥混凝土養(yǎng)護(hù)作業(yè)中，環(huán)境和溫度都是影響水泥混凝土養(yǎng)護(hù)效果的重要的影響因素，其通過水泥混凝土水化過程所產(chǎn)生的影響而起作用?；炷翉?qiáng)度發(fā)展的程序和速度取決于水泥的水化狀況，在水泥混凝土澆筑成型后，需要在一個(gè)較為適宜的溫度和濕度范圍內(nèi)使水泥混凝土能夠得到充分的水化，從而確保水泥混凝土的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。當(dāng)水泥混凝土養(yǎng)護(hù)作業(yè)中溫度過高時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致水泥混凝土的水化速度過快，水泥混凝土的強(qiáng)度發(fā)展也越快，反之較低的溫度將會(huì)阻礙水泥混凝土的水化效果。尤其是當(dāng)周邊溫度低于零度時(shí)將會(huì)導(dǎo)致水泥混凝土中所含有的水分結(jié)冰進(jìn)而影響到水泥混凝土的凝結(jié)固化。而且由于混凝土孔隙中的水結(jié)冰產(chǎn)生體積膨脹（約9%），而產(chǎn)生相當(dāng)大的壓應(yīng)力（可達(dá)100M

Pa），使硬化中的混凝土結(jié)構(gòu)遭到破壞，強(qiáng)度受到損失。氣溫升高時(shí)，冰又開始融化，如此反復(fù)凍融，混凝土表面開始剝落，甚至完全崩潰?；炷猎缙趶?qiáng)度低，更容易產(chǎn)生凍害。所以在冬季施工時(shí)需要特別要注意保溫養(yǎng)護(hù)，以免混凝土早期受凍破壞。

齡期：齡期是指混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下所經(jīng)歷的時(shí)間。水泥混凝土的強(qiáng)度與齡期之間總體呈現(xiàn)出正比的關(guān)系，其在初期7-14d的時(shí)間周期內(nèi)水泥混凝土的凝結(jié)強(qiáng)度增長(zhǎng)最快，而后凝結(jié)強(qiáng)度將逐漸放緩，為了確保水泥混凝土的凝結(jié)強(qiáng)度和凝結(jié)質(zhì)量，需要在水泥混凝土成型后的一定時(shí)間內(nèi)維持周圍環(huán)境有一定的溫度和濕度。在完成了水泥混凝土的澆筑并對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的過程中，首先應(yīng)當(dāng)在澆筑完成后的12小時(shí)內(nèi)使用草袋或水泥混凝土養(yǎng)護(hù)膜等物對(duì)其進(jìn)行覆蓋，以避免水泥混凝土中的水分蒸發(fā)。尤其是在夏季溫度較高時(shí)進(jìn)行水泥混凝土的養(yǎng)護(hù)作業(yè)時(shí)，為避免水泥混凝土中的水分蒸發(fā)過快尤其需要加強(qiáng)對(duì)于水泥混凝土的澆水保濕，對(duì)于使用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥時(shí)，澆水保濕的時(shí)間周期應(yīng)當(dāng)≥7d，而使用火山灰水泥和粉煤灰水泥或在施工中摻緩凝型外加劑或混凝土有抗?jié)B要求時(shí)，不應(yīng)小于14d。在水泥混凝土的養(yǎng)護(hù)作業(yè)施工時(shí)，對(duì)于夏季應(yīng)特別注意澆水，以使得水泥混凝土保持必要的濕度。而當(dāng)在冬季進(jìn)行水泥混凝土施工作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)水泥混凝土做好保暖作業(yè)，以使得水泥混凝土凝固時(shí)獲得必要的溫度。

試驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)條件指試件的尺寸、形狀、表面狀態(tài)及加荷速度等，試驗(yàn)條件影響混凝土強(qiáng)度的試驗(yàn)值。

（1）試件尺寸：當(dāng)混凝土具有相同配合比時(shí)，試件的尺寸越小，測(cè)得的強(qiáng)度就越高。

（2）試件的形狀：當(dāng)試件受壓面積相同，而高度不同時(shí)，高寬比越大，抗壓強(qiáng)度越小。

（3）加荷速度：加荷速度越快，測(cè)得的混凝土強(qiáng)度值也越大，當(dāng)加荷速度超過1.0MPa/s時(shí)，這種趨勢(shì)更加顯著。因此，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定混凝土抗壓強(qiáng)度的加荷速度為0.3～0.8/s，且應(yīng)連續(xù)均勻的進(jìn)行加荷。

外加劑：正確的使用外加劑，除了混凝土拌合物可以獲得所要求的特殊性能外，硬化以后其強(qiáng)度會(huì)比不摻時(shí)提高。外加劑使用不當(dāng)，就會(huì)引起混凝土的強(qiáng)度降低。一種情況是除高效減水劑以外的其他任何種類外加劑摻量過大。另一種情況是水泥與外加劑適應(yīng)性差，摻入后引起混凝土假凝、急凝等，使得硬化混凝土疏松，降低了混凝土的強(qiáng)度。

3 影響混凝土和易性的主要因素

水泥漿的數(shù)量、水泥漿稠度、集料的影響以及混凝土的外加劑、時(shí)間及溫度、組成材料的品種及性質(zhì)等的多種因素。

當(dāng)水泥混凝土出現(xiàn)離析時(shí)應(yīng)調(diào)整砂率，適當(dāng)增加砂的數(shù)量，以增大砂漿的黏度。同樣，如水泥漿發(fā)生離析時(shí)，則應(yīng)增大水泥漿的黏度，為了保證混凝土的流動(dòng)性，也應(yīng)相應(yīng)的增加水泥漿的數(shù)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組擴(kuò)展型基礎(chǔ)工程是風(fēng)電場(chǎng)工程建設(shè)的重要組成部分，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全、可靠運(yùn)行方面起到至關(guān)重要的作用。其中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組圓形擴(kuò)展基礎(chǔ)大體積混凝土施工質(zhì)量的優(yōu)劣，直接關(guān)系到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全狀態(tài)和使用壽命。本文分析了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組擴(kuò)展基礎(chǔ)在施工過程中在質(zhì)量控制方面應(yīng)加強(qiáng)的控制要點(diǎn)，并結(jié)合工程實(shí)例加以說明。經(jīng)比較論證：在風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的工程建設(shè)過程中，在嚴(yán)格依據(jù)國(guó)家現(xiàn)行的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，更應(yīng)嚴(yán)格把控各項(xiàng)施工質(zhì)量環(huán)節(jié)，充分做好“事前、事中、事后”控制，才能有效的保證擴(kuò)展型基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)保部.GB/T50107-2010混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[S].2010-12-1.

[2]GB/T 50081-2002.普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003-6-1.

[3]GB50496-2009.大體積混凝土施工規(guī)范[S].中國(guó)計(jì)劃出版社，

2009-10-1.