山區(qū)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)選型及優(yōu)化淺析

余若冰

摘 要 近年來(lái)，我國(guó)的新能源建設(shè)進(jìn)程有了很大進(jìn)展，在工業(yè)生產(chǎn)中，風(fēng)機(jī)的應(yīng)用十分廣泛。為此本文首先分析了風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)形式比選，之后介紹了風(fēng)機(jī)樁基礎(chǔ)優(yōu)化要點(diǎn)，最后對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)管理進(jìn)行了詳細(xì)地闡述。

關(guān)鍵詞 風(fēng)機(jī)基礎(chǔ);選型;風(fēng)電場(chǎng);山區(qū)

引言

風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)和風(fēng)機(jī)塔身采用螺栓連接，屬于懸臂結(jié)構(gòu)，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)承受結(jié)構(gòu)自重、設(shè)備及風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)等荷載，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土質(zhì)量對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

1風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)形式比選

風(fēng)機(jī)塔架屬于懸臂結(jié)構(gòu)，作為風(fēng)機(jī)塔架的基礎(chǔ)，其所承受上部的水平風(fēng)力和傾覆力矩較大，陸上風(fēng)電場(chǎng)常見(jiàn)的基礎(chǔ)形式有錨栓式基礎(chǔ)、梁板式基礎(chǔ)等。重力式擴(kuò)展基礎(chǔ)由基礎(chǔ)底板、棱臺(tái)及墩臺(tái)三部分組成，依靠基礎(chǔ)自重及回填土重量來(lái)抵抗傾覆力矩。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便、技術(shù)成熟的優(yōu)點(diǎn)，但是由于基礎(chǔ)混凝土用量較大，經(jīng)濟(jì)性較差。樁基礎(chǔ)能提高地基承載力，適用于表層有厚度較大的低承載力、大變形土層的地基。梁板式基礎(chǔ)由底部圓形底板，中間圓柱體，輻射狀的主梁，以及沿基礎(chǔ)邊緣連接主梁的次梁共四部分組成。依靠基礎(chǔ)自重及梁格間填土重量來(lái)平衡風(fēng)機(jī)的傾覆力矩，并通過(guò)主梁及底板的剛度抵抗基礎(chǔ)變形。由于混凝土用量較少，可節(jié)省投資并降低大體積混凝土水化熱引起溫度應(yīng)力的不利影響[1]。

2風(fēng)機(jī)樁基礎(chǔ)優(yōu)化要點(diǎn)

2.1 基礎(chǔ)體型

風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是一個(gè)不斷反饋、修正、優(yōu)化的過(guò)程，只有合理的基礎(chǔ)選型和布置，才有可能實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)工作性能和經(jīng)濟(jì)效益的雙優(yōu)。作用在風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上的荷載按隨時(shí)間的變異可分為三類(lèi)：①永久荷載：如上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的豎向力、基礎(chǔ)自重、回填土重等;②可變荷載：如上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的水平力、水平力矩、扭矩、多遇地震作用等;③偶然荷載：如罕遇地震作用等。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)選型應(yīng)根據(jù)極端荷載工況、正常運(yùn)行荷載工況、多遇地震工況、罕遇地震工況等進(jìn)行比選。由于風(fēng)機(jī)上部荷載的多重性和隨機(jī)性，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)宜采用中心對(duì)稱(chēng)布置方案，圓形基礎(chǔ)是比較合理的基礎(chǔ)體型。

2.2 承臺(tái)半徑

減小承臺(tái)半徑可顯著減少承臺(tái)混凝土用量，還可以減少基礎(chǔ)開(kāi)挖、回填工程量。承臺(tái)（含承臺(tái)以上回填土）自重的減少有利于減小由于恒載引起的單樁豎向壓力，但減小承臺(tái)半徑會(huì)使上部風(fēng)機(jī)荷載引起的外圈樁單樁豎向壓力和上拔力增大，因此減小承臺(tái)半徑對(duì)樁基礎(chǔ)內(nèi)力的影響，需要綜合評(píng)價(jià)上述兩種因素的相對(duì)影響程度。通過(guò)沉降驗(yàn)算、穩(wěn)定性復(fù)核、基礎(chǔ)底板懸挑根部裂縫寬度驗(yàn)算、抗剪驗(yàn)算等分析計(jì)算，優(yōu)化承臺(tái)半徑，可達(dá)到優(yōu)化基礎(chǔ)綜合工程量的目的。

2.3 工序管理

風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)工序管理包括基坑開(kāi)挖、墊層澆筑、鋼筋綁扎、模板支護(hù)、基礎(chǔ)澆筑管理。①基坑開(kāi)挖管理主要是做好基坑定位、開(kāi)挖尺寸、地質(zhì)記錄、基底壓實(shí)、不良地基處理情況檢查等，確保風(fēng)機(jī)基坑施工和設(shè)計(jì)文件一致?；A(chǔ)開(kāi)挖前，按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行測(cè)量、放線(xiàn)，準(zhǔn)確定位后進(jìn)行土石方開(kāi)挖?；A(chǔ)土石方開(kāi)挖采用推土機(jī)或反鏟分層剝離，盡量避免基底土方擾動(dòng)，基坑底部留30cm保護(hù)層，采用人工開(kāi)挖?；娱_(kāi)挖以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)尺寸每邊各加寬1.0m，為防止脫落土石滑下影響施工，開(kāi)挖按1∶1放坡。②墊層澆筑管理主要是做好墊層質(zhì)量、厚度、面積、平整度及施工工藝檢查等，確保風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)墊層施工質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。開(kāi)挖出底面后經(jīng)人工清理驗(yàn)收完成后，再澆筑混凝土墊層。③鋼筋綁扎管理主要是檢查基礎(chǔ)鋼筋制作、型號(hào)、數(shù)量、間距、位置、鋼筋連接及綁扎牢固性等情況，確?；A(chǔ)鋼筋綁扎符合設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)程規(guī)范要求。④模板支護(hù)管理主要是做好模板的材料強(qiáng)度、密閉性、平整度、清潔度，支護(hù)結(jié)構(gòu)可靠性、鋼筋保護(hù)層厚度及脫模材料涂刷等情況檢查，確保滿(mǎn)足澆筑要求[2]。

2.4 凝土質(zhì)量管理

混凝土質(zhì)量管理包括原材料管理、生產(chǎn)管理、水灰比調(diào)控、運(yùn)輸過(guò)程管理等。混凝土原材料管理主要包括水泥、水、砂、石、粉煤灰及外加劑等材料的管理。對(duì)原材料管理關(guān)鍵就是對(duì)原材料的性能、來(lái)源、數(shù)量、類(lèi)型、合格資料進(jìn)行使用前的檢查，確保原材料符合設(shè)計(jì)要求。生產(chǎn)過(guò)程管理主要包括混凝土配合比設(shè)計(jì)、和易性（含流動(dòng)性、黏聚性、保水性）及外觀(guān)質(zhì)量進(jìn)行檢查。監(jiān)督混凝土攪拌站的原材料供應(yīng)、生產(chǎn)能力、試塊制作及管理工作，確保風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)澆筑過(guò)程的連續(xù)性。水灰比調(diào)控是山區(qū)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)澆筑的關(guān)鍵技術(shù)。由于山區(qū)風(fēng)機(jī)位分布范圍廣，運(yùn)輸?shù)缆愤h(yuǎn)、高差大、路況不佳，且風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土方量大，運(yùn)輸車(chē)輛多、故障率高，造成混凝土運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)，基礎(chǔ)澆筑連續(xù)性較差。因此在風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)澆筑過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)風(fēng)機(jī)位距離，對(duì)混凝土的水灰比進(jìn)行合理調(diào)控，確?；炷梁鸵仔詽M(mǎn)足澆筑要求?，F(xiàn)場(chǎng)人員應(yīng)根據(jù)混凝土澆筑情況，及時(shí)向生產(chǎn)技術(shù)人員反饋，及時(shí)將混凝土水灰比進(jìn)行復(fù)核調(diào)整。

3混凝土養(yǎng)護(hù)管理

風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)澆筑完成后，應(yīng)做好風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)承臺(tái)的收面和養(yǎng)護(hù)。做好混凝土收面，確?；A(chǔ)表面較光滑、平整，密實(shí)、無(wú)腳印痕跡等，一方面使基礎(chǔ)有良好的表觀(guān)質(zhì)量，另一方面有利于基礎(chǔ)表面不開(kāi)裂。做好混凝土養(yǎng)護(hù)是風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工的重中之重。對(duì)于不同地區(qū)的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)方式有所區(qū)別，北方地區(qū)干旱少雨，晝夜溫差大，混凝土采用覆蓋養(yǎng)護(hù)膜、刷涂養(yǎng)護(hù)液及用棉布覆蓋養(yǎng)護(hù)。南方地區(qū)氣候濕潤(rùn)，水源豐富，混凝土采用覆蓋棉布，定期澆水濕潤(rùn)的方法養(yǎng)護(hù)。為保證風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)質(zhì)量，可在施工現(xiàn)場(chǎng)附近設(shè)置臨時(shí)蓄水池，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土養(yǎng)護(hù)可采用水車(chē)?yán)?，混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于七天。七天后應(yīng)及時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)覆土回填，轉(zhuǎn)為自然養(yǎng)護(hù)[3]。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文根據(jù)山區(qū)風(fēng)電項(xiàng)目的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)山區(qū)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)影響因素的辨識(shí)和分析，合理的基礎(chǔ)形式是保證風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)質(zhì)量的前提;從源頭抓質(zhì)量，做好原材料管理，是風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)質(zhì)量管控的高效手段;鋼筋綁扎、模板支護(hù)、基礎(chǔ)澆筑等工序質(zhì)量是保證風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)質(zhì)量的根本;水灰比調(diào)控合理，澆筑過(guò)程連續(xù)、施工工藝科學(xué)、施工監(jiān)管到位是保證風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)質(zhì)量的重要條件;做好混凝土養(yǎng)護(hù)是風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)質(zhì)量管理工作的重中之重，建設(shè)者應(yīng)特別重視。

參考文獻(xiàn)

[1] 張寧，郭春雷，孫建勛.風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算[J].水利水電工程設(shè)計(jì)，2018，（1）：39-41.

[2] 李早，李大均，陳利德，等.陸上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)型式分析[J].神華科技，2013，（3）：61-64.

[3] 馬人樂(lè)，孫永良，黃冬平.風(fēng)力發(fā)電塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)改進(jìn)研究[J].結(jié)構(gòu)工程師，2009，25（5）：97-101.