山地分散式风电场大体积混凝土基础一次浇筑裂缝控制技术

山地分散式风电场大体积混凝土基础一次浇筑裂缝控制技术

周树田

山西省工业设备安装集团有限公司 山西省太原市  030032

【摘要】随着工程项目规模的不断扩大，大体积混凝土应用的越来越广泛，但是由于大体积混凝土具有独特的性能特点，其施工难度比较大，经常发生裂缝问题。风电项目作为我国基础项目设施之一，其施工质量，直接影响风电工程的正常运行。因此本文以山地分散式风电场项目为例，对大体积混凝土基础一次浇筑裂缝控制技术进行深入探讨，希望能够为相关工作者提供借鉴。

【关键词】大体积混凝土；裂缝控制，技术措施

1工程概况

榆次长凝 20MW 分散式风电项目拟选场址位于晋中市榆次区长凝镇一带，北起阔郊村，南至上木瓜村，西起永红沟，东至下木瓜村，范围约为 2.8km2。地貌上属于中山区，地形起伏。根据地勘报告情况显示及现场勘查，拟建场地地下无管线、空穴、隧涵，本工程所在场地开阔，场地平坦。风机基础为3.6MW和3.0MW两种基础，风机基础采用圆形扩展基础重力式扩展基础，与上部塔筒连接采用预应力锚栓组合件。本工程风机基础都属于大体积混凝土。

2 大体积混凝土施工特点

（1）风机基础为大体积混凝土，放坡式基础坡度大，基础钢布置较密集，给混凝土浇注工作造成很大难度。混凝土采用商品混凝土。混凝土一次性浇筑量大，混凝土浇注设备及运输设备的强度和能力以及其它有关水电保障能力，必须满足一次性整体浇注混凝土的施工要求。

（2）大体积混凝土的施工技术要求比较高，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从原材料选择、技术措施、混凝土配合比等有关环节做好充分的准备工作，才能保证风机基础大体积混凝土顺利施工。

（3）混凝土块体大，对大体积混凝土施工、保温、保湿、降温、养护措施要求严格，确保混凝土内外温差不超过25℃，做到有效防止混凝土出现裂缝及蜂窝麻面等质量问题。

3大体积混凝土基础一次浇筑裂缝控制技术

3.1混凝土施工流程

本工程风机基础为大体积混凝土施工，必须控制好混凝土的施工质量。

基坑底或模板内清理→混凝土浇筑→混凝土振捣→混凝土找平、收面→模板拆除→混凝土养护。

混凝土采用汽车泵送混凝土浇注施工（根据需要来布置汽车泵的位置，现场配备一台汽车泵，为避免出现严重堵塞泵管或现场不能及时维修的机械故障，站外可随时联系一台泵车），直接将混凝土送入基础模板内。混凝土浇注由深到浅、由中心到边缘，全面分层进行，每层浇注厚度为300mm。浇筑时由专人指挥，均衡摊铺，保持各处沿基础全高均匀上升，施工从中心开始向四周推进，浇完一层再浇第二层，顺序连续浇筑到顶。不允许出现严重的高低不平现象，特别是基础四周要对称均匀下灰，以防止把模板位置挤偏及变形。每层厚度最大不超过500mm，分层应保证上下层结合良好，不出现实际上的施工缝。

3.2混凝土的浇筑振捣

（1）由于基础面积大，应分区下灰进行振捣，并应配备振捣设备3台（1台备用），每台振动器工作范围为4-6m。

（2）振动器振捣顺序，应依浇筑顺序而定，可沿垂直于浇筑的前进方向往返进行，插入点要均匀排列，逐点移动，依次进行，不得遗漏，达到均匀振实。插点排列成行列式或交错式顺序前进，各点之间成梅花状布置，振动棒的移动距离不得超过其振动半径的1.5倍，间距50cm左右，每次振动时间应视情况而定，如钢筋稠密部位、锚栓内外应适当增加时间，总之，振动棒应垂直插入，快插慢拔，逐点移动，每次插入抽拔时间应不少于8-15s，以表面泛浆，不出现气泡，无明显下沉现象为宜。振动要尽量避免过分振捣，否则会使混凝土产生离析，对混凝土的均质性有害。振动棒插入深度以穿过被振捣层3-5cm，但不超过下层表面10cm为宜，不得过深或过浅。同时应防止用振动棒去振动模板、钢筋、锚栓固定架、预埋件及预埋套管等，以避免发生偏移变形。

（3）分层浇筑应注意同一部位高低相差不应过大，避免捣固后，灰浆流向低处，而造成离析现象。当出现高差过大，可将分层度调整一遍，求得高差相近后，再继续分层浇筑。基础上部承台浇筑到顶振捣收水后，应随即整平，用抹子反复搓，压实、抹光，以避免出现风干和干缩裂缝。基础斜面浇筑至下承台模板顶标高与上承台模板底标高连线处，经振捣后用抹子反复搓，压实收面。

3.3混凝土的养护

大体积砼的养护主要是达到保温和保湿的目的，保温是为了保持砼表面温度不致过快散失，减少砼表面的温度梯度，防止产生表面裂缝；保湿的作用是使尚在砼强度发展阶段，潮湿的条件可防止砼表面脱水而产生干缩裂缝，另外可使水泥的水化反应顺利进行，提高砼的极限抗拉强度。本工程采用塑料薄膜+黑心棉覆盖的方法养护，砼浇筑后，在12小时内进行洒水养护，待砼内部和表面温差以及表面和大气温差均小于25℃时方可揭开塑料薄膜。

3.4特殊部位的浇筑

锚栓靠混凝土对其锚固来传递设备荷载，周围混凝土应捣固密实，以保证良好的粘结，避免产生松动或在锚栓四周出现缝隙，因此，浇筑该部位混凝土时要控制混凝土的浇捣速度，要均匀下料，使其四周逐渐均匀上升，水泥浆充满缝隙，且锚栓四周的混凝土应每层较其他部位稍高一些，使混凝土中析出的泌水（水泥浆）不在周围积骤，以免泌水顺锚栓四周下渗，产生空隙或形成水泡，影响混凝土与锚栓表面之间的握裹力，降低该处混凝土的强度。捣固时，振动器与锚栓之间保持15-20cm距离，要对称垂直插入，以避免碰动螺栓造成位移或偏斜。

在浇筑混凝土前，应将锚栓用塑料薄膜或胶带纸密封，以免沾上水泥浆或碰坏。因基础内埋设有大量的管群，成束紧密排列，纵横交错达2层，使混凝土浇筑捣固困难，一般将混凝土先浇筑到管道下200mm处，然后两侧对称均匀下灰，用振动器逐渐向管道底送混凝土，防止挤偏管道，振动器从两侧斜向插入捣实，便混凝土从上层管道缝隙中涌出并充满混凝土为止，然后再继续向上浇筑混凝土。 混凝土输送管道要按指定路线，混凝土浇到标高时要认真收活、整平压光、不得甩活。 混凝土浇注完毕终凝后应及时在上表面覆盖养护，浇水养护时间不少于14d。

3.5大体积混凝土温度控制

根据《砼质量控制标准》和《普通砼配合比设计规程》中有关大体积砼的定义，针对本标准的适用范围是工业与民用建筑用普通砼，大体积砼一般指的是：砼结构物实体最小边尺寸在1m以上，预计会因水泥水化热引起砼内外温差过大而导致裂缝的砼。

根据规范规定，大体积混凝土内外温差超过25℃时，将产生温度裂缝。因而只有将混凝土内外温差测量准确，才能采取行之有效的措施。测温工作包括人员配备、测温导线布置。测温人员要责任心强，采取“三班制”值班。测温工作开始前，由工程技术人员进行技术交底。养护期间前3d（天）每2h（小时）测温一次，第4d以后每4h测温一次，当混凝土内外温差小于10℃时停止测温，一般需测14天。在测温的同时，做好测温记录，在测温工程中，如发现异常情况及时汇报，当混凝土内外温差大于25℃时，应根据本施工措施制定的养护方案进行覆盖保温，将温差控制在25℃以内。

为减少砼的水化热温升，降低砼的浇灌温度，减少基础的约束，提高砼的极限抗拉强度，减少温度收缩应力，预防裂缝的出现，根据施工具备条件采取以下技术措施：（1）选用低水化热水泥配制混凝土，减少混凝土凝结时的发热量。（2）在混凝土中掺加抗裂纤维，抗拉强度≥1420MPa，掺量为0.9kg/m3，既降低水化热温度，又可补偿收缩，产生拉应力，在钢筋和邻位约束下，在混凝土中建立的预压应力，将可全部或部分抵消后期干缩和冷缩在结构中产生的拉应力，从而可防止或减少收缩裂缝的出现。（3）作好混凝土的原材料检验，控制骨料粒径和含泥量，进行混凝土配合比优化设计，加强搅拌和操作控制，混凝土薄层浇筑，并进行二次振捣，以配制优质混凝土，提高混凝土的极限位伸强度。

结论：

综上所述，基于大体积混凝土特点，在施工过程中，容易裂缝，如果想要控制裂缝问题的出现，就要从大体积混凝土施工各个程序出发，抓住大体积混凝土施工技术要点，防止浇筑裂缝问题的产生，保证大体积混凝土施工质量。

【参考文献】

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