山地风电基础土岩组合施工技术分析

山地风电基础土岩组合施工技术分析

牟邦跃

中国水利水电第七工程局有限公司  四川成都611700

摘要：近年来，风力发电场规模日渐扩大，将风能转变成电能，满足各行业发展的用电需求，但风电场多修建于山地区域，地质环境呈现复杂化特征，其中地基持力层分布不均匀，形成一部分土岩组合地基，增加地基基础施工难度。本文以维护风电场稳定运行为研究目标，先简单论述了土岩组合地基的特性与常见处理措施，再系统性阐述了山地风电基础土岩组合施工技术要点，希望对相关工作有所帮助，提高风电场基础施工质量。

关键词：土岩组合施工技术；山地；风电

引言：风力作为一种重要的可再生能源，呈现清洁无污染的特征，具有广阔的应用发展前景，现阶段主要应用于电力生产行业。风力发电工程建设期间，多位于山地区域，但地层土体性能差异化明显，难以承载自重较大的风机机组。对此实际施工建设过程中，需深入分析山地土岩组合地基的特性，结合地基常见处理措施，提出可行性较高的施工技术方案，促使山地风电场高效化运行。

1土岩组合地基的特性

根据相关调查结果显示，山地区域建设工程中多出现土岩地基，具体表现为垂直与水平方向呈现出明显的不均匀特性，基本特性为：

密集化分布石芽且地基出露：该种地质的形成是地基多系岩溶作用的结果，基岩外表面高度起伏大，石芽被大量红黏土填充，难以全面化勘查与了解岩石分布情况，极易导致建筑物异常沉降，地基变形明显[1]。

下卧基岩表层坡度大：下卧基层表面坡度大，造成上层覆土厚度不均匀，此时地基承载力与压缩性差异明显，上层建筑物出现不均匀沉降现象，沿着岩面滑动，失去稳定性。

大块孤石：地基中存在大面积大块孤石，与倾斜式出露地基特征类似，软硬交界处出现不均匀沉降，诱发建筑物开裂问题。

2土岩组合地基常见处理措施

为降低土岩地基对基础施工的影响，需根据地基实际情况采取恰当的处理措施，搭建良性的施工环境。结构措施方面：处理软硬相差较大的土岩组合地基时，应参考建筑的荷载条件、形状大小，设计大小适宜的沉降缝，起到分离建筑结构的作用，其中缝宽应控制在30-50mm之间，或是安装圈梁、加密隔墙等，有效提高结构刚度，科学规避不均匀沉降病害。地基处理措施方面：一方面针对低压缩性的地基实行系统性处理，可选择褥垫法，以中砂、炉渣为主要褥垫材料，铺设在石芽出露区域，其中最佳铺设厚度为300-500mm，还可选择分层夯实方法，提前设计流程完整的试验方案，确定夯填度。另一方面针对高压缩性地基实行系统性处理，可采用局部挖深、土方换填、桩基础等方式，但综合成本高[2]。

处理不均匀土岩组合地基时，应发挥上覆土层的作用，选择浅埋基础，并综合考虑上部结构、地基结构、基础特征，融合运用多种地基处理措施。若基底标高的位置存在不均匀岩土，应清除30-50cm高度的岩质地基，换填后加入压良好缩性良好的土壤，最大程度上降低沉降差，还可采用调节建筑基地压力的方式。回填压缩性良好材料时，需搭配分层夯实施工方法，以此提高建筑结构的稳定性。

3山地风电基础土岩组合施工技术要点

3.1钢筋制作与模板安装技术

山地风电工程推进过程中，应结合土岩组合地基特征与分布情况，有序完成钢筋制作与模板安装施工，充分发挥钢筋、模板的作用，维护基础结构设施的稳定性。先在加工厂按照施工图纸内容生产钢筋，再运输至山地施工现场，组织施工人员现场安装，并全面检查钢间距、绑扎、接头、高程等质量参数。

进入模板安装作业环节，施工人员应重新检测与核对高程，偏差在最大允许范围内，同时检测模板韧性与刚度，其中预制钢模板应用较为广泛。施工前期准备阶段，检查预制模板是否存在尺寸偏差、变形等问题，提前预埋钢管，起到固定模板的作用，再利用法兰连接模板，避免振捣期间形成跑浆、漏浆等问题。处理钢模板与法兰缝隙时，用浆棉条封堵。浇筑作业后检查混凝土强度等级，达到设计强度要求时即可拆除模板，但应避免损坏混凝土结构的完整性。拆除作业时，先清理非承重的模板，再按照顺序拆除承重模板，合理存储与摆放，避免影响预制钢模板二次利用[3]。

3.2混凝土制备与存储

为提高混凝土浇筑施工质量，需做好制备、存储作业，促使浇筑强度符合预期设计要求，强化地基结构的可靠性。

原材料、配合比：制备原材料主要包括粗细骨料、水泥、掺合料、清水、外加剂等，各类材料购买期间应遵循货比三家的基本原则，检查材料的合格证，再根据工程要求设计混凝土配合比试验，确定最佳的配合比，满足施工要求。

拌和阶段：参考连续供应需求与混凝土强度，制定一套完整的拌和系统，并保障原材料储备量能满足一台风机基础混凝土浇筑施工要求，同时配置应急电源，避免影响施工进度。

运输与入仓阶段：以搅拌车运输方式为主，再计算风机基础与拌和站的距离，分析路况与施工时间要求等，制定可行性较高的运输路线，配备数量充足的搅拌车。混凝土运输量的大小，应参考道路的纵坡比，避免出现溢出情况。由于山地施工条件较差，多采用汽车泵入仓方法，配置溜槽应急设备。

3.3基础混凝土浇筑与温控技术

对于山地风电基础土岩组合施工来说，基础混凝土浇筑质量关系到建筑结构的稳定性与安全性，但由于山地土岩组合地基面积大，需浇筑大面积混凝土，导致浇筑施工流程、裂缝管控难度偏高。对此应立足于山地风电工程的基本情况，深度分析土岩组合地基的特征，合理完善混凝土浇筑与温控技术方案。

基础混凝土浇筑时，采用分层施工方法，每层厚度控制30-35cm，搭配分层振捣方式。利用振捣棒作业，做到快插慢拔，严格控制振捣的均匀性，其中振捣移动距离不应超过振捣棒半径的1.5倍，多为300-400mm。振捣上层混凝土时，振捣棒应插入下层约50mm，防止上层与下层之间产生施工冷缝，并精准避开预埋零部件、模板、钢筋等，全面排除混凝土内部气体。初凝前，施工人员应借助合金尺将表面刮平，再利用滚刷滚压混凝土表层裂纹位置。终凝前，施工人员需利用木抹条展开收光作业，全面清除裂纹。进入混凝土养护环节，采用拌和水进行养护，定时检查温度，养护周期应超过14天，当强度符合标准要求后，即可进入下一阶段施工。

基础混凝土温控过程中，主要控制内部与外部温差，避免出现大规模裂缝，而降低风机基础结构的稳定性。底板浇筑施工时，应要求作业人员提前预埋测温管，并与钢筋绑扎进行固定，以此防止浇筑阶段受到外力冲击而移动或损坏。测温管安装位置分布时，应根据风机基础尺寸的大小，沿着风机基础轴线方向对称布置。在同一水平面高度中，以风机基础高度为中心，在上部、中间位置、下部分别设置温度传感器，上部位置传感器应与混凝土表层距离≤50mm，精准监测结构表面温度；下部位置传感器与混凝土底层距离小于50mm，监测底层结构。测温管布置完成后，任命专门人员定期采集与记录内外温差，当浇筑时间未超过7天，每天采集温度频率应超过24次，超过7天后每采集测6-8次温度，其中当处于浇筑施工阶段，每班采集温度次数超过2次。

总结：总而言之，在时代快速发展背景下，风力发电成为重点工程，其中风机基础施工主要集中于山地，地形地势复杂化，不仅增加施工作业难度，还存在一定的危险性。当出现土岩组合地基时，应深度分析此类地基的特性，了解密集化分布石芽以及地基出露情况，再采取结构措施与地基处理措施，掌握基础混凝土浇筑与温控技术、钢筋制作与模板安装技术要点。

参考文献：

[1]吴诗铭.高海拔山地风电施工组织[J].水利水电技术（中英文）,2021,52(S02):128-131.

[2]李路路.山地风电风机基础土建施工难点与质量控制研究[J].科技资讯,2023,21(19):122-125.

[3]孙长江,张文龙,童森杰.复杂山地大型风电项目基础和风机设备施工技术[J].水电与新能源,2023,37(11):48-50.