风电机组基础施工过程中的冷缝处理措施分析

张靖爰

摘 要：风电机组基础多数属于大体积混凝土施工，施工冷缝不仅会降低混凝土的强度、抗冻性，对混凝土的抗渗性和耐久性影响尤为严重。大体积混凝土施工冷缝问题研究是大体积混凝土施工的核心问题，尤其是在具有反复循环荷载作用下的大体积混凝土工程中。

关键词：风电机组；基础施工；过程中；冷缝处理；措施分析；

风电机组基础施工过程当中一项比较特殊的独立基础，其主要作用便是有效维护整个风电机组的水平载荷平衡。因为整个机组在运行的过程当中有可能会受到机组工作状态或者是外界环境等各个方面因素的影响，使得载荷的方向发生一定的改变，在这种受力情况不断发生变化的过程中，风电机组会受到一定的损伤，这就要求严格控制风电机组基础施工中冷缝现象的发生。

一、工程的概况

1.工程设计中的条件.工程的选址在低山丘陵处，风电机的荷载较大。在现场勘测中发现地层中主要是花岗片麻岩，其裂隙间发育，风化强烈，岩石芯呈现碎块状、土状、砂状，顶部还有耕植土分布在上面。

2.风电机组的基础形式。按照工程建设的情况，可以采用天然地基，其能够达到上部荷载的要求，用全风化的花岗片麻岩来当作电机机组基础持力层。

3.施工时产生的问题。在施工的时候，暴雨天气使得搅拌站发生了停电状况，不能顺利完成某个风电机组基础的混凝土浇筑。因为风电机组基础没有成功进行连续的浇筑工作，所以产生了一个全断面施工冷缝，交变荷载的作用之下，混凝土的施工缝的粘结力仅仅只有正常浇筑的50%上下。因为风电机组基础面临着

360°方向振动的荷载，通常情况之下，风电机组的完整寿命周期中大概有107次的循环荷载的作用，所以，对施工缝的强度产生了很大的影响。与此同时，就试验单位给出的钻芯报告来看，实验时获取芯的位置较为单一，同时，混凝土在护养要求合格的情况之下，两次实验的结果仍然差距非常大。在实验的过程中，对风电机组基础整体没有采用无损检测，因此这些实验得出的结果也不能反映出混凝土的真实强度以及风电机组基础的整个施工质量。

二、风电机组基础施工冷缝危害性分析

在风电机组基础施工的过程当中，由于各种各样的因素影响，可能需要对工程的混凝土浇筑采取分层浇筑的方式，可是这种浇筑方式的过程中很容易产生施工冷缝，其会对混凝土交界处的结合力产生一定的不良影响，甚至还会造成裂縫的出现。其中，危害最大的是基础贯穿的裂缝，它不仅会使得应力重新分布，还会使结构中受力的条件发生改变，而且结构的耐久性、渗透性、稳定性、整体性也都会被影响。更有甚者，使得混凝土里面的一种受力钢筋暴露在外面，使得其腐蚀的速度加快，严重的时候会使整个结构都发生坍塌。在此次工程中，风电机组基础运行的时候面临着360度方向振动的荷载，因为通常情况之下，风电机组的完整寿命周期中大概有107次的循环荷载的作用，所以，风电机组基础需要很高的强度。因为风电机组基础没有成功进行连续浇筑，形成全断面施工冷缝。据相关资料表明，交变荷载的作用之下，混凝土的施工缝的粘结力仅仅只是正常浇筑后的50%及以下，这对施工缝的强度影响非常大，二次浇筑肯定会使得风电机组基础的强度有所下降。此外，混凝土浇筑的前期过程，因为有暴风雨，所以混凝土水灰的比会产生一些变化，而整个的振捣也会受到一些影响，使得施工的质量无法保证。

三、选择修补方案

1.方案的比较。按照现场风电机组基础实际的浇筑状况，结合风电机组运行之后的特点以及检测机构给出的相关报告，有以下两种进行处理的方案：一种是把已经浇筑了的三分之一还要多点的基础全部废弃，重新进行浇筑，同时把部分已经绑扎好的钢筋拆除进行利用；另一种是把已经进行部分浇筑的风电机组基础采取加固的措施之后正常使用。如果选择第一种方法，主要的损失表现在大约30t的钢筋、150 m3的混凝土、基础垫层、土石方的开挖以及有关的费用，按照现行造价的水平大概要损失30万元。如果选择第二种方法，对已经进行部分浇筑的风电机组基础采取加固的措施。首先，要把浇筑的表面清洗，然后在浇筑之前使用粘着剂，同时，还要清洗在自然的环境下裸露，产生锈蚀的钢筋，另外还要增加混凝土和钢筋，加固的基础费用大约为15万元。在经济上进行比较，采用加固基础的方案要比对原先基础进行废弃重建更加好，它可以节省一定投资，使得损失减少。

2.最终的方案。就业主给出的钻芯报告来看，实验时获取芯的位置较为单一，同时，混凝土在护养要求合格的情况之下，两次实验的结果仍然差距非常大。在实验的过程中，对风电机组基础整体没有采用无损检测，因此这些实验得出的结果也不能反映出混凝土的真实强度以及风电机组基础的整个施工质量。因为风电机组基础没有进行连续的浇筑，所以产生了全断面施工冷缝，无法使用简单的表面修补。而嵌缝封堵和灌浆也并不适合此工程。经过多方面的考虑，在各方的讨论之下，决定在台柱顶的标高不变的情况下，使混凝土截面的面积增大，同时，在基础顶面增加放射筋的数量，经过计算和讨论，这样加固的方案能够使风电机组基础受力满足要求。在对已经浇筑的混凝土表面进行继续浇筑前，需要清楚软弱的土层、表面的松动沙石、水泥薄膜和垃圾。另外，还要把表面进行凿毛，充分润湿并用水把其冲刷干净，通常来说，湿润的时间不能低于24 h，还要消除残留于混凝土的表面的积水。当施工缝周围的钢筋发生回弯的时候，注意不要让混凝土发生损坏或者松动。而钢筋上面的浮锈、水泥浆和油污等也应该要进行清除。进行浇筑之前，施工缝的表面应当要浇筑一层水泥砂浆作为结合层，而砂浆的强度等级要比原来风电机组基础的混凝土的强度等级要高。

四、处理措施

1.防腐处理。在抛丸除锈、环氧粉末喷涂防腐涂装线上对钢管外壁进行防腐处理，除锈、喷涂均匀、高效，且不受天气影响。由于除锈防腐均采用机械化操作，在正式生产前，先对一根钢管进行工艺试验，通过对抛丸设备的调整及送管滚轮台的转速调整，使抛丸后的钢管桩表面清洁度和粗糙都达到防腐要求，调试完毕后即可进行抛丸防腐作业。钢砂、钢丸配比为1：1，并根据抛丸效果实时补充新的钢砂、钢丸，调整抛头电流。待钢管桩打设完成后，按设计要求进行阳极块的焊接。

2.吊耳制作及焊接。钢管桩吊耳采用内管轴式吊耳，溜尾采用饼式吊耳。吊耳采用数控火焰切割机对平板进行下料，再进行拼焊制作；外防腐处理时在钢管外表面吊耳位置处用胶布进行遮挡，经过外防腐处理后将胶布揭开再进行吊耳焊接安装，根据图纸检查设计尺寸是否合格，用焊接检验尺检验焊脚长度，目测焊缝边缘有无飞溅，打磨是否干净等。用钢卷尺测量吊耳间距。

3.焊接施工处理。钢管桩焊接自始至终受控于在线超声波探伤检测，长度在满足设计及规范要求后予以切断。螺旋管离线后进行的宏观检测主要包括焊缝外观检测、离线超声波探伤检测并按规范要求进行工业X射线检查，对检测出的焊缝缺陷按规范要求予以修补。每道焊接工序完成后，操作人员和专职检验人员都要对其焊件进行外观检查和无损探伤抽检。

风电机组的基础施工过程当中，受力形式相对比较复杂，风电机组在不断运行的过程中会由于这种这些受力载荷而产生一定的损伤。这就要求要求相关的工作人员在对混凝土实施浇筑的时候应该采取一次性浇筑的方式，从而更好地避免了施工冷缝的出现。如果出现了施工冷缝，应该充分结合具体工程的实际情况来对其进行有效的处理。

参考文献

[1]刘国强.浅谈风电机组基础施工过程中的冷缝处理措施分析.2017.

[2]赵华亮.浅谈风电场建设项目的设计管理.2016.

（作者单位：天津电力工程监理有限公司）