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【摘要】隨著國家對于可再生能源開發的支持，風能作為重要的低碳經濟能源，已經得到了高度重視，風電應用的規模在不斷地擴大。近些年我國的風電工程施工在增加，對風機基礎施工來說，要對風機基礎混凝土的澆筑技術進行重視，開發出適合風電工程風機基礎大體積混凝土施工的技術和方法，進一步對混凝土裂縫進行控制，對施工效率和質量進行保證。本文主要是針對青海華電都蘭諾木洪二期50MW風電項目風機基礎大體積混凝土的施工進行論述，對大體積混凝土施工材料的選擇、澆筑工藝的要求和后期所需要的養護處理進行一定的論述，旨在更好地推動大體積混凝土施工的發展。

【關鍵詞】風電場；大體積；混凝土；澆筑技術

1引言

我國是一個能源消耗的大國，各類的風電場工程建設都是為了更好的滿足社會發展的需求和人們日益提升的生活水平，這些建筑工程的施工技術和施工質量是需要重點關注的內容。風電機基礎的大體積混凝土施工技術是業界正在關注的重點內容，這主要是因為基礎大體積混凝土的強度等級C40，水泥水化釋放出的熱量是比較大的，在水泥水化產生熱量的同時，內部的混凝土溫度與外界的差距是比較大的，在這樣的內外溫差之下，就很容易會在混凝土的而表面引起巨大的拉應力，但拉應力比混凝土的極限抗拉強度還大的時候，就會導致混凝土產生裂縫的情況。在這樣的情況中，就必須要對混凝土的澆筑技術進行重視，防止出現裂縫。

2主要的工程概況

青海華電都蘭諾木洪二期50MW風電項目位于青海省海西蒙古族藏族自治州都蘭縣諾木洪鄉境內，東臨烏蘭縣茶卡鎮，西接海西工業重鎮格爾木市，北連海西自治州首府德令哈市，南鄰青南牧區的玉樹州、果洛州，總面積4.527萬km²，場址區處于山前沖洪積平原，地貌類型為荒漠沙地。該風電項目總裝機容量為50MW，共有23臺單機容量為2200KW的風力發電機組。風機基礎采用的是C40F150混凝土，單臺基礎混凝土方量為562m³。

3大體積混凝土施工中經常存在的問題

建筑工程中的大體積混凝土結構中，會出現因為結構的截面較大，使用水泥的數量過多等問題，水泥水化之后釋放出的水化熱就會產生較大溫差和收縮作用，因此形成了溫度收縮應力，這也是導致大體積混凝土產生裂縫的重要原因。大體積混凝土表面的裂縫主要是因為混凝土表面和內部的散熱條件不同，內外產生了一定的溫差之后形成的；而通裂縫主要就是以為大體積混凝土在強度發展到一定程度的時候，混凝土出現了突然的降溫，由降溫引起的變形再加上混凝土失水引起的體積收縮變形，在受到地基和其他結構邊界條件的約束之后，引起了一定的拉應力，一旦超過混凝土的抗拉強度就可能會產生可以貫通整個截面的裂縫。不管是表面裂縫還是通裂縫，都屬于有害裂縫。對于大體積的混凝土來說，出現裂縫的很大原因就是混凝土澆筑工藝和技術措施不到位，進而也出現一定的溫度裂縫或者是收縮裂縫。另外，如果采用連續泵來輸送混凝土，也會因為對側模的沖擊側壓力太大，進而發生脹模或者跑模的現象，然后導致大量的混凝土流出，影響到整體的澆筑。

4風電場風機基礎大體積混凝土澆筑

4.1砼施工材料的選擇。本次工程的風機基礎主要是大體積混凝土，強度等級為C40F150，因此水泥水化所能釋放的熱量是比較大的，隨著水泥水化熱的產生，內部混凝土溫度會升高，出現內外溫差進而引發裂縫的情況，因此對于混凝土澆筑材料的選擇來說，主要就是要注意對混凝土的內部升溫進行合理的控制。其中最為重要的就是混凝土的配合比設計，主要可以從降低水化熱、控制水灰比、增強混凝土的抗拉強度三個方面來進行具體的設計。4.1.1水泥。水泥的品種和用量是對水化熱的高低產生直接影響的因素。本次工程主要采用的是普通的硅酸鹽水泥，然后加入適量的粉煤灰，摻入的是I級粉煤灰，主要的目的就是為了對水泥的水化熱進行降低。4.1.2骨料。要根據當地骨料生產的具體情況進行選用，經過綜合考慮，骨料要采用16~31.5mm的碎石，采用這種粒徑大的粗骨料，可以對水泥的用量進行減少，進行減少的水泥的水化熱。碎石的含泥量要小于1%。對于細骨料來說，最好是采用中砂，且含沙量小于3%。4.1.3外加劑。采用緩凝高效減水劑可以對水泥用量進行降低，進而對水泥水化熱進行降低，這主要是因為緩凝高效減水劑具有較高的減水率，在水灰比不變的情況下，可以對水泥的水化進行延緩，同時還能滿足施工工藝。通過這樣的外加劑可以推遲水化熱峰值，對控制溫升具有重要的影響，同時還能避免出現施工冷縫的現象；另外，混凝土中摻玻璃纖維可以對混凝土的抗拉能力進行增強，進一步提高抵抗溫差的應力。使用玻璃纖維混凝土配比的混凝土抗拉、抗彎以及抗裂強度更高。而且韌性和沖擊力也會得到明顯的提高。4.2砼澆筑工藝的具體要求。4.2.1澆筑前準備。在混凝土進行澆筑之前，要對基礎環的平整度進行詳細的檢查，同時還要對鋼筋的保護層厚度以及預埋管的位置進行檢查，是否符合相關的施工標準和要求。進場的施工機械需進行現場調試，確保施工機械在施工中的正常運轉。大體積混凝土施工前和不能留置施工縫的混凝土施工前應提前收集供電信息，確保不停電。在澆筑前還應對攪拌站的材料準備工作進行檢查，并做好交底記錄。4.2.2混凝土生產。對于混凝土生產來說，一般采用的都是集中拌合站的方式。在進行生產的時候，要對砂石的含水量變化進行重視，將各個原材料的計量使用電子秤進行準確的稱量，同時還要對混凝土的坍落度進行控制，盡量保證在140~160mm，從攪拌機出料之后的混凝土和現場的混凝土都在進行入倉之前都需要由專職的人員的進行現場的檢測，只有符合配合比標準的合格的混凝土才能進行澆筑施工。4.2.3澆筑方法。本次的風機基礎混凝土采用的是斜面分層對稱澆筑的方式進行施工，采用多臺混凝土攪拌運輸車進行運輸，基礎四邊采用溜槽，中部采用的混凝土泵車配合澆筑。4.2.4施工順序。首先是從基礎中心向周邊進行澆筑，混凝土采用的是斜面分層澆筑的方法，即一個坡度，循序漸進，分層的厚度主要是30cm。想要對上層的混凝土銜接時間進行保證，需要在澆筑的過程中由專職的質檢人員對混凝土的凝結情況進行跟蹤檢查，做到在混凝土初凝之前就使混凝土及時覆蓋；二是要在接近澆筑基礎環底部的時候，從基礎環底下部的200mm出開始鋪設混凝土，厚度保持在500mm以上；三是等到澆筑到模板底部的時候，要先將該部位的混凝土進行振搗密實，然后要將模版外部的混凝土進行鋪高，將縫隙堵嚴，防止在振搗的時候出現漏漿的情況，對混凝土的密實程度進行保證；最后就是在進行混凝土澆筑的時候，要安排專人對模板、鋼筋、預埋管線和基礎環等的情況進行觀察，一旦發現問題要進行及時的解決，尤其是發現變形或者是位移的時候，要立刻的停止澆筑，并且需要在已澆筑的混凝土初凝之前修整好。4.2.5澆筑的要點。混凝土的澆筑要從低處開始，從一端向另一端進行推進，保持混凝土是沿著基礎全均勻的逐曾上升的。為了保證下層的混凝土在初凝之前，將上一層的混凝土灌下，需要對每次澆灌的寬度進行控制，不能超過1m，澆灌混凝土要連續進行。斜面分層澆灌的時候，要保證下一層混凝土初凝之前，將上一層的混凝土灌下，并且要搗實完畢，讓上下的混凝土都能夠有良好的結合，避免出現施工冷縫。對于澆筑中表面的浮漿來說，需要選用專人用桶清除坑外，還要用木抹子提漿2遍，反復的抹壓數遍，在終凝之前用鐵抹子進行打磨壓實，進而對收縮縫隙進行閉合。如果表面出現沁水的現象，為了防止沁水對混凝土質量的影響，可以次用措施對其進行排除處理。4.2.6混凝土振搗。混凝土應采用機械振搗。振搗棒的操作要做到“快插慢拔”，振搗過程中，宜將振動棒上下略有抽動，使上下振動均勻。每點振搗時間一般以20～30s為宜，但還應視混凝土表面呈水平不再顯著下沉、不再出現氣泡、表面泛出灰漿為準。分層澆筑時，振動棒應插入下層5cm左右，以消除兩層之間的接縫。混凝土振搗采用插入式振動器，振搗時在混凝土下料口坡頂處設置1根振動棒，在混凝土流淌端頭坡腳處設1根振動棒，在中間位置設置1根振動棒，兩人為一組負責一臺泵責任區域混凝土的振搗。振動器振搗時，振動棒距模板不應大于振動器作用半徑的0.5倍，既不能緊靠模板，又不要硬振鋼筋、預埋件等。4.2.7混凝土振搗要點。混凝土澆筑后用插入式振動器振搗，振搗時與混凝土表面垂直，插入點按梅花狀布置，操作時做到快插慢撥，上下略為抽動，插點均勻排列，逐點移動，順序進行，不得遺漏，使混凝土達到均勻振實。插入式振搗器在每一插點上的振搗時間以混凝土表面呈水平并出現水泥漿和不再出現氣泡，一般在20s~30s。單個風機基礎澆筑時不少于3個振搗器同時振搗，振搗間距在無鋼筋處采用60cm，有鋼筋處采用40cm，振搗器必須插入下層混凝土10cm以上。嚴禁振搗器僅在混凝土表面振搗，振搗器不得作為攤平混凝土層面的輔助工具。4.2.8混凝土表面處理。在對大體積混凝土進行一定的振搗之后，可以保證其不會因為表面溫度的散失造成過大的溫度差，進而形成一定的溫度裂縫。在完成振搗之后，即在混凝土建筑完成2h左右的時候，要按照標高要求，使用一次性長尺進行刮平壓實，然后覆蓋保溫材料進行養護。4.2.9現場取樣進場混凝土應該對每車的坍落度進行目測檢查，并且要進行隨機的檢驗，對于不符合規定要求和標準的混凝土，要堅決的將其退回。要對現場的混凝土坍落度進行嚴格的檢查，嚴禁向混凝土中加水。混凝土應該在現場進行一定的取樣，然后分為兩組，觀察兩組的情況。4.3大體積混凝土溫度的控制和養護。對于大體積混凝土來說，應該使用專門的人員來對其進行養護，采用蓄熱法進行養護是比較適合的措施。在混凝土澆筑完畢的12個小時之內，對混凝土的表面要覆蓋上塑料膜和保溫麻袋來進行保濕養護，養護的時間要以溫度監測的結果為主。當溫度的監測顯示內外的溫差是小于25°C時，要撤除薄膜，在混凝土的表面加上5cm的細砂，然后進行澆水養護，讓混凝土的表面可以保持在濕潤的狀態。在養護期間，混凝土的表面應該適中的保持在溫熱潮濕的狀態。在混凝土澆筑完成后，要做好溫度控制的工作，要保證混凝土內部溫度與表面溫度以及表面溫度與環境溫度之間的差距不能超過25°C。（1）在成品料場的堆放場地搭蓋涼棚進行遮陽處理，并且要使用噴水霧的處理方式度骨料進行降溫處理。現場的試驗人員要對骨料、砂子的含水率進行隨時的監測，并且要及時的拌合用水量，要對混凝土的水灰比設計進行重視，使其符合設計要求的標準。（2）在運輸混凝土的時候要采用混凝土罐車來進行，避免陽光對其進行直接的暴曬。（3）混凝倉面上部采用移動式的遮陽網，然后采用噴水霧燈方法，將倉面周圍的氣溫進行降低。（4）要對混凝土入倉覆蓋的速度進行加快，進一步的將混凝土暴曬的時間進行縮短。（5）混凝土的澆筑施工要盡量安排在早晚和夜間來進行，避免太陽的直射。（6）要在混凝土的內部布設一定的溫度測點，同時還要在混凝土的外部設置一定的溫度測點。測溫點的布置——必須具有代表性和可比性。沿澆筑高度，應布置在底部、中部和表面，垂直測點間距一般為500～800mm；平面則應布置在邊緣與中間，平面測點間距一般為2.5～5m。在混凝土溫度上升階段每2～4h測一次，溫度下降每8h測一次，同時應測大氣溫度。為了及時控制混凝土內外兩個溫差，以及校驗計算值與實測的差別，隨時掌握混凝土溫度動態，宜采用熱電偶或半導體液晶顯示溫度計。當發現溫度差超過25℃時，應及時加強保溫或延緩拆除保溫材料，以防止混凝土產生溫度應力和裂縫。（7）要對測溫時間進行重視。測溫工作在混凝土澆筑完畢后開始進行，測溫頻率按持續20天考慮。具體安排是：前3天，每兩小時測溫1次；4天至8天，每4小時測溫1次；9天至15天，每6小時測溫1次；16天至20天，每12小時測溫1次。同時應測大氣溫度，以便掌握基礎內部溫度的情況，控制混凝土內外溫差在25℃以內，通過數據分析，發現問題，及時采取措施。（8）混凝土養護工作也是重點需要關注的內容。基礎混凝土要采用費改保濕保溫的方式進行養護，首先要的按照設計的標高進行刮平，在初凝之前用抹子抹平，及時的覆蓋塑料膜防止水分出現蒸發，在終凝之后在覆蓋一定的草簾進行保溫，養護的時間不能少于14天。

5效益分析

風電基礎大體積的混凝土澆筑技術的應用可以進一步的對整體的施工質量進行保證，同時還能對大體積混凝土施工產生的裂縫等問題進行性解決。通過科學的組織和管理，可以讓整體工程的社會效益和環境效益出現明顯的增加。風電基礎大體積混凝土澆筑技術與其他同類工程的方法相比，還存在著一定的差異性，能夠縮短工期，取得較為良好的效益。風電出大體積混凝土澆筑技術的發展可以為工程施工提供更多的經驗，能夠促進風機基礎施工施工技術的整體進步和發展，為之后的風電場風機基礎施工打下一定的技術基礎。

6結語

綜上所述，通過對相關的實驗結果和現場施工的溫度控制和觀測結果進行分析可以看出，該工程風機基礎混凝土的強度能夠達到設計的要求，并且外觀的質量是比較良好的，基礎環包面的平整程度也在設計的要求范圍之內，砼溫差也控制在25°C之內，各項指標的偏差都符合設計的要求和規范。

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作者:王德英 單位:青海華電大通發電有限公司