浅谈风机基础施工
姓名: 王 刚 专业：建筑工程 入职时间：2012.11 部门：产品品质部
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摘要： .................................................................... 3 关键词： .................................................................. 3 一、引言 .................................................................. 3 二、概括目前风机基础的几种设计形式 ........................................ 4 三、风机基础的结构分析 .................................................... 5 四、地基承载力对风机基础的影响 ............................................ 6 五、加强沉降观测的基本要求 ................................................ 7 六、风机基础施工中容易忽视的几个关键部位 .................................. 8 七、结论 ......................................................... ....... 8 参考文献 ......................................................... ....... 8
浅谈风电机组基础施工
摘要：
在风电场建设中，千里之行，始于足下，土建工程就是其根本。风电机组基础施工中的扩展式基础在施工中广泛应用，同时又是大体积混凝土施工，其又承载的是不间断的动荷载和来自本身自重的荷载，必须加强对基础的沉降观测。
关键词：
风机基础 质量控制 承载力 混凝土浇筑 沉降观测
一、
引言
作为金风的一名员工，特别是一个质量系统基础质量工程师，通过项目出差在对吉林大安海坨风电场项目和中广核罗定项目的基础监造，深感到风机基础施工在风电场建设中的重要性，对风机基础监造过程中确保风机基础施工质量，同时加强对风机基础施工质量交底和风机基础施工过程质量控制；包括1、风机基础钢筋、混凝土质量验收；2、基础钢环或锚板的平整度、3、基础预埋件安装、4、接地电阻值验收等；5、同时参与对现场的质量事故、质量缺陷的处理，并监督整改方案及措施的实施6参加风机基础质量验收及评定。会同业主、地质勘察、工程监理、施工单位进行基础地基验槽7、以及基础原材料检验；包括检查水泥、沙子、骨料的出厂合格证检验报告；检查钢筋的出厂合格证及连接检验报告；现场复检基础钢环及预埋件材料是否合格；8、收集整理工程技术资料归档及反馈；做工程进度、质量周、月报表等。9、风机基础施工包括定位放线、基坑开挖、垫层模板安装、垫层砼浇筑、基础环支架焊接、基础钢筋绑扎、基础环安装、基础模板安装、基础砼浇筑、接地焊接、基础回填等工序，其重点为钢筋绑扎及基础环安装和基础砼浇筑。但是在施工中往往忽略了其它一些可能影响工程质量的因素，比如说后期的沉降观测，以及施工单位容易犯的一些质量通病。
近几年，随着大规模开发风力发电，我国已经成为全球风电装机容量第一大国和风电设备制造第一大国。在大规模开发风电场的同时，风电设备技术和风场开发技术也得到了日臻完善和发展，在质量控制环节方面就更加尤为重要，谈谈在施工现场的风机基础质量监造方面对风机基础的设计和基础施工中的一些分析。
首先，风电机组基础主要用固定风电机组的混凝土结构，它不仅要承受机组及塔筒的重量，而且要抵抗机组的最大倾覆载荷，确保机组在各种载荷下的安全运行。风电机组基础作为风电场建设的重要组成部分，不仅关系风场的安全可靠运行，还影响着风场的投资。传统的风电机组基础是在承台式基础中埋入一段塔筒（基础环），机组安装时，将塔筒法兰和基础环法兰连接。还有就是梁板式预应力锚栓基础，它是将混凝土基础承台改为梁和板结合的混凝土承台，减少了混凝土的用量，中间的基础环改为了整体通长的预应力锚栓，虽然基础环基础比锚栓式基础耗费了更多的砼和钢筋，但是相对于施工而言，是相对简单一些，而预应力锚栓，由于是预应力的，砼的强度必须是C40以上，施工中的异型模板用量较多，施工的难易程度相对于传统的基础环要复杂一些。就目前国内而言；就主要是这两种基础形式；还有一种就是P&H无张力灌注桩基础，是美国的一项专利产品，没有繁琐的钢筋绑扎工程，施工周期短，施工装配远远快于传统基础。这种基础模式要比前两种扩展式基础在节省材料，缩短工期有明显优势，发展前景优势比较明显。
在从结构分析上来说；风电机组是在风的推动下生产电力。众所周知，风是不稳定的，不仅有大小的变化，还有方向的变化，紊流的影响。甚至风轮上的叶片转到不同位置，不同的时间，所经受的风的大小也不一样。这种变化有时还非常大，非常突然，这就是风电机组的运行特点。因此，风电机组的受力不仅要考虑机组承受的极限载荷。还要认真分析机组所受的交变载荷，这种交变载荷的大小在变化，方向也在变化，我们把机械零件在这种变动载荷作用下，材料内部组织逐渐发生变化和累积损伤、开裂，当裂纹扩展到一定程度后，零件发生突然断裂造成的零件破坏，称为疲劳破坏或疲劳。疲劳破坏是循环引起的延时断裂，其断裂应力水平往往低于材料的抗拉强度，甚至低于材料的屈服强度。这种破坏常常是累积形成的，突然破坏，在破坏前，很难发现，造成的损失和危害也比较大，在机组设计时应引起高度重视 引起疲劳破坏的因素有零件所承受
的应力大小、零件本身存在的表面及内部缺陷（缺口、裂纹、组织粗大及缺陷等）。研究表明零件结构的应力集中往往是造成零件疲劳破坏的最大根源。对于传统的承台基础环式风电机组基础，基础环埋入混凝土中的部分是一个刚性结构，而露出部分以及整个塔筒又是一个柔性体，在基础环和混凝土基础最上面的交线，就形成了一个应力集中部位，如果基础环在这个部位材料有缺陷或承受的应力过大，就很容易在这个部位造成疲劳破坏，所以基础环的水平度必须达到3mm以内，来保证受力均匀。梁板式预应力锚栓基础形式并不是将锚栓和混凝土浇筑在一起，它是由上锚板、下锚板、锚栓、PVC 护管等组成，在上锚板和下锚板之间用PVC护管将锚栓与混凝土隔离，而且要密封，避免在浇筑过程中水泥浆能进入到护管内，对锚栓长期造成腐蚀。当锚栓受到拉力时，锚栓的下锚板以上部分会均匀受力，整个锚栓是一个弹性体，没有弹性部分和刚性部分的界面，从而避免了应力集中，整体来说，预应力锚栓比承台基础环的钢筋和砼用量少了一些，对于业主而言，他要综合考虑成本，考虑到所接触施工单位的施工技术水平，来下达设计任务书，但是随着新能源风能产业的快速发展，技术水平也在不断提高，我们的机组发电量设计也是越来越大，相应的对传统扩展式基础的承载力也是提出了更高的要求，在国家倡导节能、降耗等的形式下，就必须拓宽设计理念，不能居于传统的基础设计，要在合理的设计情况下，优先选用先进的技术，减少造价，提高基础质量。现阶段由于诸多原因，风电行业的发展遇到了“瓶颈”，众多风电制造企业进入到微利时代，所以更要加强自身的修炼，合理优化降低整体成本，加强竞争优势。
其次，风电机组塔架属高耸结构，风电机组建筑主要由塔筒、机舱和叶轮组成。在塔架基础设计中主要荷载包括：惯性力、空气动力荷载、运行荷载等其他荷载。一般静力荷载比较明确，对结构、基础造成的影响也较容易确定，而风电机组叶轮旋转及机组控制运行过程中产生的动荷载对基础的影响则比较复杂。由于塔筒较高，基础受竖向、水平、弯矩及扭矩荷载等联合作用，且水平荷载起控制作用，水平风荷载在基础顶面产生的弯矩比较大，往往是塔架基础设计的控制性荷载；又由于风向的变化，塔架基础所受到的弯矩作用方向也反复变化，使塔架基底受到反复的拉压作用，可造成塔架地基基础的承载力减损和位移累计。风电机组价格昂贵，对于基础的水平位移和不均匀沉降控制也比较严格。风电机组的这些特点，对机组塔架基础设计提出了更高的要求，基础施工时，容易忽略机组的荷载对基坑的承载力的要求，要因地制宜考虑地质情况，比如南方和北方地区的温度差异，基础冻土埋深的深度要求，戈壁滩和盐碱地的地质情况差异，