風電機組基礎(chǔ)施工過程中的冷縫處理措施分析

張靖爰

摘 要：風電機組基礎(chǔ)多數(shù)屬于大體積混凝土施工，施工冷縫不僅會降低混凝土的強度、抗凍性，對混凝土的抗?jié)B性和耐久性影響尤為嚴重。大體積混凝土施工冷縫問題研究是大體積混凝土施工的核心問題，尤其是在具有反復(fù)循環(huán)荷載作用下的大體積混凝土工程中。

關(guān)鍵詞：風電機組；基礎(chǔ)施工；過程中；冷縫處理；措施分析；

風電機組基礎(chǔ)施工過程當中一項比較特殊的獨立基礎(chǔ)，其主要作用便是有效維護整個風電機組的水平載荷平衡。因為整個機組在運行的過程當中有可能會受到機組工作狀態(tài)或者是外界環(huán)境等各個方面因素的影響，使得載荷的方向發(fā)生一定的改變，在這種受力情況不斷發(fā)生變化的過程中，風電機組會受到一定的損傷，這就要求嚴格控制風電機組基礎(chǔ)施工中冷縫現(xiàn)象的發(fā)生。

一、工程的概況

1.工程設(shè)計中的條件.工程的選址在低山丘陵處，風電機的荷載較大。在現(xiàn)場勘測中發(fā)現(xiàn)地層中主要是花崗片麻巖，其裂隙間發(fā)育，風化強烈，巖石芯呈現(xiàn)碎塊狀、土狀、砂狀，頂部還有耕植土分布在上面。

2.風電機組的基礎(chǔ)形式。按照工程建設(shè)的情況，可以采用天然地基，其能夠達到上部荷載的要求，用全風化的花崗片麻巖來當作電機機組基礎(chǔ)持力層。

3.施工時產(chǎn)生的問題。在施工的時候，暴雨天氣使得攪拌站發(fā)生了停電狀況，不能順利完成某個風電機組基礎(chǔ)的混凝土澆筑。因為風電機組基礎(chǔ)沒有成功進行連續(xù)的澆筑工作，所以產(chǎn)生了一個全斷面施工冷縫，交變荷載的作用之下，混凝土的施工縫的粘結(jié)力僅僅只有正常澆筑的50%上下。因為風電機組基礎(chǔ)面臨著

360°方向振動的荷載，通常情況之下，風電機組的完整壽命周期中大概有107次的循環(huán)荷載的作用，所以，對施工縫的強度產(chǎn)生了很大的影響。與此同時，就試驗單位給出的鉆芯報告來看，實驗時獲取芯的位置較為單一，同時，混凝土在護養(yǎng)要求合格的情況之下，兩次實驗的結(jié)果仍然差距非常大。在實驗的過程中，對風電機組基礎(chǔ)整體沒有采用無損檢測，因此這些實驗得出的結(jié)果也不能反映出混凝土的真實強度以及風電機組基礎(chǔ)的整個施工質(zhì)量。

二、風電機組基礎(chǔ)施工冷縫危害性分析

在風電機組基礎(chǔ)施工的過程當中，由于各種各樣的因素影響，可能需要對工程的混凝土澆筑采取分層澆筑的方式，可是這種澆筑方式的過程中很容易產(chǎn)生施工冷縫，其會對混凝土交界處的結(jié)合力產(chǎn)生一定的不良影響，甚至還會造成裂縫的出現(xiàn)。其中，危害最大的是基礎(chǔ)貫穿的裂縫，它不僅會使得應(yīng)力重新分布，還會使結(jié)構(gòu)中受力的條件發(fā)生改變，而且結(jié)構(gòu)的耐久性、滲透性、穩(wěn)定性、整體性也都會被影響。更有甚者，使得混凝土里面的一種受力鋼筋暴露在外面，使得其腐蝕的速度加快，嚴重的時候會使整個結(jié)構(gòu)都發(fā)生坍塌。在此次工程中，風電機組基礎(chǔ)運行的時候面臨著360度方向振動的荷載，因為通常情況之下，風電機組的完整壽命周期中大概有107次的循環(huán)荷載的作用，所以，風電機組基礎(chǔ)需要很高的強度。因為風電機組基礎(chǔ)沒有成功進行連續(xù)澆筑，形成全斷面施工冷縫。據(jù)相關(guān)資料表明，交變荷載的作用之下，混凝土的施工縫的粘結(jié)力僅僅只是正常澆筑后的50%及以下，這對施工縫的強度影響非常大，二次澆筑肯定會使得風電機組基礎(chǔ)的強度有所下降。此外，混凝土澆筑的前期過程，因為有暴風雨，所以混凝土水灰的比會產(chǎn)生一些變化，而整個的振搗也會受到一些影響，使得施工的質(zhì)量無法保證。

三、選擇修補方案

1.方案的比較。按照現(xiàn)場風電機組基礎(chǔ)實際的澆筑狀況，結(jié)合風電機組運行之后的特點以及檢測機構(gòu)給出的相關(guān)報告，有以下兩種進行處理的方案：一種是把已經(jīng)澆筑了的三分之一還要多點的基礎(chǔ)全部廢棄，重新進行澆筑，同時把部分已經(jīng)綁扎好的鋼筋拆除進行利用；另一種是把已經(jīng)進行部分澆筑的風電機組基礎(chǔ)采取加固的措施之后正常使用。如果選擇第一種方法，主要的損失表現(xiàn)在大約30t的鋼筋、150 m3的混凝土、基礎(chǔ)墊層、土石方的開挖以及有關(guān)的費用，按照現(xiàn)行造價的水平大概要損失30萬元。如果選擇第二種方法，對已經(jīng)進行部分澆筑的風電機組基礎(chǔ)采取加固的措施。首先，要把澆筑的表面清洗，然后在澆筑之前使用粘著劑，同時，還要清洗在自然的環(huán)境下裸露，產(chǎn)生銹蝕的鋼筋，另外還要增加混凝土和鋼筋，加固的基礎(chǔ)費用大約為15萬元。在經(jīng)濟上進行比較，采用加固基礎(chǔ)的方案要比對原先基礎(chǔ)進行廢棄重建更加好，它可以節(jié)省一定投資，使得損失減少。

2.最終的方案。就業(yè)主給出的鉆芯報告來看，實驗時獲取芯的位置較為單一，同時，混凝土在護養(yǎng)要求合格的情況之下，兩次實驗的結(jié)果仍然差距非常大。在實驗的過程中，對風電機組基礎(chǔ)整體沒有采用無損檢測，因此這些實驗得出的結(jié)果也不能反映出混凝土的真實強度以及風電機組基礎(chǔ)的整個施工質(zhì)量。因為風電機組基礎(chǔ)沒有進行連續(xù)的澆筑，所以產(chǎn)生了全斷面施工冷縫，無法使用簡單的表面修補。而嵌縫封堵和灌漿也并不適合此工程。經(jīng)過多方面的考慮，在各方的討論之下，決定在臺柱頂?shù)臉烁卟蛔兊那闆r下，使混凝土截面的面積增大，同時，在基礎(chǔ)頂面增加放射筋的數(shù)量，經(jīng)過計算和討論，這樣加固的方案能夠使風電機組基礎(chǔ)受力滿足要求。在對已經(jīng)澆筑的混凝土表面進行繼續(xù)澆筑前，需要清楚軟弱的土層、表面的松動沙石、水泥薄膜和垃圾。另外，還要把表面進行鑿毛，充分潤濕并用水把其沖刷干凈，通常來說，濕潤的時間不能低于24 h，還要消除殘留于混凝土的表面的積水。當施工縫周圍的鋼筋發(fā)生回彎的時候，注意不要讓混凝土發(fā)生損壞或者松動。而鋼筋上面的浮銹、水泥漿和油污等也應(yīng)該要進行清除。進行澆筑之前，施工縫的表面應(yīng)當要澆筑一層水泥砂漿作為結(jié)合層，而砂漿的強度等級要比原來風電機組基礎(chǔ)的混凝土的強度等級要高。

四、處理措施

1.防腐處理。在拋丸除銹、環(huán)氧粉末噴涂防腐涂裝線上對鋼管外壁進行防腐處理，除銹、噴涂均勻、高效，且不受天氣影響。由于除銹防腐均采用機械化操作，在正式生產(chǎn)前，先對一根鋼管進行工藝試驗，通過對拋丸設(shè)備的調(diào)整及送管滾輪臺的轉(zhuǎn)速調(diào)整，使拋丸后的鋼管樁表面清潔度和粗糙都達到防腐要求，調(diào)試完畢后即可進行拋丸防腐作業(yè)。鋼砂、鋼丸配比為1：1，并根據(jù)拋丸效果實時補充新的鋼砂、鋼丸，調(diào)整拋頭電流。待鋼管樁打設(shè)完成后，按設(shè)計要求進行陽極塊的焊接。

2.吊耳制作及焊接。鋼管樁吊耳采用內(nèi)管軸式吊耳，溜尾采用餅式吊耳。吊耳采用數(shù)控火焰切割機對平板進行下料，再進行拼焊制作；外防腐處理時在鋼管外表面吊耳位置處用膠布進行遮擋，經(jīng)過外防腐處理后將膠布揭開再進行吊耳焊接安裝，根據(jù)圖紙檢查設(shè)計尺寸是否合格，用焊接檢驗尺檢驗焊腳長度，目測焊縫邊緣有無飛濺，打磨是否干凈等。用鋼卷尺測量吊耳間距。

3.焊接施工處理。鋼管樁焊接自始至終受控于在線超聲波探傷檢測，長度在滿足設(shè)計及規(guī)范要求后予以切斷。螺旋管離線后進行的宏觀檢測主要包括焊縫外觀檢測、離線超聲波探傷檢測并按規(guī)范要求進行工業(yè)X射線檢查，對檢測出的焊縫缺陷按規(guī)范要求予以修補。每道焊接工序完成后，操作人員和專職檢驗人員都要對其焊件進行外觀檢查和無損探傷抽檢。

風電機組的基礎(chǔ)施工過程當中，受力形式相對比較復(fù)雜，風電機組在不斷運行的過程中會由于這種這些受力載荷而產(chǎn)生一定的損傷。這就要求要求相關(guān)的工作人員在對混凝土實施澆筑的時候應(yīng)該采取一次性澆筑的方式，從而更好地避免了施工冷縫的出現(xiàn)。如果出現(xiàn)了施工冷縫，應(yīng)該充分結(jié)合具體工程的實際情況來對其進行有效的處理。

參考文獻

[1]劉國強.淺談風電機組基礎(chǔ)施工過程中的冷縫處理措施分析.2017.

[2]趙華亮.淺談風電場建設(shè)項目的設(shè)計管理.2016.

（作者單位：天津電力工程監(jiān)理有限公司）