风电工程中风机基础大体积混凝土施工质量的控制点

2015-08-03 250 0

   一、风机基础大体积混凝土概述
 
  GB50496-2009《大体积混凝土施工规范》里的大体积混凝土,是指混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。大体积混凝土施工与普通混凝土施工相比,具有混凝土量大,施工过程复杂,施工技术要求高,水泥水化热较大,易使结构物产生温度变形的特点。
 
  风机基础多数属于大体积混凝土结构。由于水泥在凝固过程中产生大量水化热,使混凝土具有一定的温度,混凝土内部积聚的热量不易散发,与混凝土表面温度相差较大时,很容易产生温度裂缝。防止风机基础大体积混凝土裂缝的关键是混凝土浇筑过程中温度和混凝土内外部温差控制。
 
  二、工程风机基础工程措施
 
  1、风机基础及箱变主要施工程序
 
  承台施工准备→测量放线→基坑开挖→垫层混凝土施工→基础环安装→钢筋加工安装→模板安装→混凝土浇筑→拆模→混凝土养护→基坑回填。
 
  2、风机基础设计
 
  当风机基础置于岩石类地基上时,宜在混凝土垫层上设置滑动层。由于设计规范中,未做类似的要求,因此在工程设计中,往往忽视地基对大体积混凝土约束的作用。大体积混凝土在硬化初期,因伴随较大的水化热,浇筑体体积膨胀,而随着后期随着浇筑体温度的降低,体积也在减小,因而在浇筑体与地基间因膨胀程度不一样,产生温度应力,并造成内部裂缝。为此,在大体积混凝土设计中应考虑岩石地基对它的约束时,宜在混凝土垫层上设置滑动层,滑动层构造可采用一毡二油或一毡一油夏季,以达到尽量减少约束的目的。
 
  3、基础混凝土浇筑步骤
 
  风机基础混凝土采用商品混凝土,由混凝土搅拌车从拌和站运输混凝土到现场。其配合比如表1所列。由于现场条件制约,施工布置难度大,混凝土浇筑强度高,因此混凝土入仓采用泵车泵送入仓法进行浇筑施工。入仓时混凝土下料点不超过2m,下料要均匀。
 
  风机基础简图如图1所示,基础混凝土浇筑分层厚度为30cm,上下两层混凝土浇筑时间间隔不大于下层混凝土初凝时间,同层浇筑先中间后外圈浇筑,在顶层和底层浇筑时,厚度大小30cm。
 
  浇筑部位的钢筋密集,采用φ50软轴振捣器进行振捣,振捣时钢筋或模板,按照振捣器的振捣范围(40~60cm间距)进行控制,振捣器插入混凝土按“梅花形”插入振捣。振捣时,插入振捣器见混凝土表面有泛浆后即换位。振捣器“快插慢抽”,不影响混凝土振捣质量。
 
  振捣承台混凝土均采用插入式振捣拌。使用插入式振捣棒应快插慢拔,插点要均匀排列,逐点移动,顺序进行,不得遗漏,做到均匀振实。振捣拌移动方式采用“行列式”移动,移动间距不大于有效振捣作用半径的1.5倍(300mm-400mm)。同时,由于混凝土浇筑时采取斜面分层,为防止混凝土施工中产生冷缝,按前后两道工序振捣,第一道在斜面顶部卸料处,主要解决上部混凝土的密实。随混凝土振捣层的移动,混凝土浇捣从下端开始,逐渐向上移动并进行第二道振捣,以确保分层振捣混凝土的质量。在振捣上一层混凝土时应插入下层50mm,以消除两层间的接缝。
 
  在浇筑混凝土时,应控制混凝土振捣的均匀性和密实性,拌和物运到浇筑地点后,应立即浇筑入模。泵送混凝土时必须保证混凝土泵连续工作,若发生故障,停歇时间不应超过规定值或混凝土出现离析现象,否则立即用压力水或其他方法冲洗管内残留的混凝土。并应在前层混凝土初凝前,将次层混凝土浇筑完毕。
 
  三、风机基础大体积混凝土施工质量措施
 
  1、裂缝控制的材料措施
 
  (1)在混凝土的配置过程中,尽量优化大体积混凝土的配合比,可以降低水泥的水化热。混凝土的配置采用矿渣硅酸盐水泥掺加一定数量的粉煤灰,以减少水泥用量,降低混凝土水化热。实验室应提前做好混凝土的试配工作,选择合适的砂、石级配;现场做好混凝土浇筑记录,以确保混凝土搅拌质量。
 
  (2)选择水化热低的水泥品种,如32.5~42.5级矿渣硅酸盐水泥,其发热量约为270~290kJ/kg。选用粒径较大、级配良好的粗骨料。
 
  (3)尽量减少单方水泥用量及降低水灰比,并掺用减水剂。在大体积混凝土中掺入减水剂,在保持用水量不变的情况下,增大混凝土的坍落度,在保持混凝土强度不变时减少水泥用量,从而减少混凝土中水化热。水泥水化热对于大体积混凝土工程是一项非常重要的技术指标,掺入减水剂后,28天内水泥的总发热量与不掺者大致相同,但减水剂能推迟水化热峰值出现的时间和降低峰值的大小。在制作大体积混凝土时,如果适量使用缓凝减水剂,也能减少水化热现象,控制混凝土材料的裂缝问题。在制作混凝土时如添加一些外加剂,能使混凝土材料外观好、强度高、粘性强,使大体积混凝土材料不易出现各类热胀冷缩问题、水份蒸发问题、沉缩变形问题等。
 
  (4)选择级配良好的粗骨料,严格控制其含泥量。砂石骨料的含泥量将增加混凝土的收缩,降低混凝土的抗拉强度,对抗裂十分有害。因此,砂石骨料的含泥量应加以控制,砂的含泥量不超过3%,石子的含泥量不超过1%。避免在特别炎热或寒冷季节施工。
 
  2、适当调整钢筋的配置
 
  通过调整钢筋的配置方案,可以增设大体积混凝土中温度的传递分布筋,将其内部的热量及时传递出来,以防止内部热量增高。在钢筋的配置设计上,一般采取在配筋率不改变的前提下、上下皮配筋差异的方案,也就是说底皮钢筋在没有柱板带的地方横纵均采用Φ25@150,在有柱板带的地方上下皮筋则采Φ25@130。由于大体积混凝土的厚度约为1米,出于其散热速度的考虑,可在底皮钢筋与顶皮钢筋之间设置Φ25,温度分布筋采用每平方米1根的方式,采用搭接焊的方式连接上下。通过这种上下错位的分布方式,可使钢筋的直径减小,钢筋之间的间距缩短,这样就减少了混凝土的收缩程度。
 
  3、混凝土养护
 
  当基础抹面压光后,用塑料薄膜覆盖,两边用土或其他物体压实,避免被风吹走。当天气炎热时,应将塑料薄膜掀起浇水,浇水后再覆盖,应保护好塑料膜,尽量避免被划破,如果被划破,应将破裂处浇水养护后,在破裂处再覆盖一层塑料薄膜并压实。指定专人进行测温,每个测温孔中都须有温度计。发现温差超过20度时,及时采取措施。
 
  4、风机基础冬季施工的安全措施
 
  冬季施工气温较低,引发危险的因素较多,在施工前要制定了相应的冬季施工安全措施,配备了必要的安全防护用品,对危险源进行辨识,并对施工人员进行了安全教育,尤其是高空作业和特殊工种人员的教育,加强了对现场的施工管理,确保风机基础工程安全施工。
 
  5、预埋件对风机质量、安全的影响
 
  基础环是风机基础的重要组成部分,基础环的平整度、水平度将影响风机设备的正常运行,基础环水平度超差将使风机产生较大的水平偏差,在机舱、叶片等重载作用下,产生较大偏心弯矩,从而使原先在水平方向未能保持平整度的风机更加倾斜,给风电机组吊装及运行带来了较大的安全隐患。因此风机基础施工前,应制定基础环的安装加固措施,并有便捷的调整措施。在风机基础浇筑前、浇筑至地脚螺检底部前、浇筑至基础顶面前,均应及时对基础环进行测平工作,出现超差应及时调整。
 
  结束语
 
  综上所述,风机机组施工是一个系统工程,为了确保风机电厂的使用质量,需要采用合理的方式对风机基础进行施工。只有提高参建方的质量意识,将质量通病防治的各项措施落实到位,才能保证风机基础的质量。
 
  参考文献
 
  [1]FS混凝土防水剂在大体积混凝土中的应用
 
  [2]朱华云,王静杰.大体积混凝土温控防裂技术[J].电力学报
 
  [3]付忠存.大体积混凝土在工程质量中的控制[J].有色金属设计

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