浅析风机基础混凝土裂缝防治措施.pdf

2013 年 7 月 与 建 材装 饰 摘要： 风机基础与地基工程质量涉及风机能否在设计寿命期内安全可靠地运行， 而且随着风机装机容量的增大， 其 轮毂高度和叶轮直径不断增大， 相应的竖向荷载及水平荷载也不断增加， 虽然设计时在与地基承载力、 基础稳定性有关的 计算中， 上部结构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载采用了经荷载修正安全系数， 但鉴于风电机组主要荷载风荷 载的随机性较大， 且不易模拟的特点， 要重视风机基础的施工质量。风电机组基础型式主要有扩展基础、 桩基础和岩石锚 杆基础， 因其基础型式属于大体积混凝土， 施工过程中极易出现表面裂缝， 由于设计文件不明确， 加上施工单位对相关规 范不熟悉， 导致质量事故频发， 为风机的安全运行留下了隐患。本文从设计方面、 原材料及配合比设计、 施工过程、 混凝土 养护及特殊季节施工等方面对风机基础混凝土裂缝如何控制进行了浅析， 以供大家参考。 关键词： 风机基础； 混凝土工程； 裂缝防治； 措施 中图分类号： TU375文献标识码： B 文章编号： 1673-0038 （2013） 21-0036-02 浅析风机基础混凝土裂缝防治措施 金小刚 （甘肃弘德永兴建筑安装工程有限责任公司甘肃省 定西市748100） 引 言 风机基础禁止出现贯穿裂缝、 深层裂缝， 尽量避免出现表面 裂缝。根据 风电机组地基基础设计规定 FD2003-2007 中 9.1.3 的规定， 二类和三类环境中， 基础混凝土裂缝宽度应满足下列规 定： 正常运行荷载工况： 最大裂缝宽度不得超过 0.2mm。极端荷 载工况： 最大裂缝宽度不得超过 0.3mm。四类和五类环境中的基 础混凝土， 其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定。同时， 第 9.1.12 中要求施工中在基础混凝土表面出现的裂缝应进行处 理， 如在四类、 五类环境中应及时进行处理。但是在风机基础混 凝土土施工中，由于水泥水化热引起混凝土浇筑体内部温度剧 烈变化，使混凝土浇筑体早期塑性收缩和混凝土硬化过程中的 收缩增大，使混凝土浇筑体内部的温度原收缩应力剧烈变化， 而 导致混凝土浇筑体或构件发生裂缝的现象并不罕见。因裂缝可 以引起钢筋锈蚀、 混凝土碳化和酥松脱落， 从而影响结构的耐久 性、 防水性。 笔者经过几年的风电工程土建工程管理工作，认为导致混 凝土结构裂缝的原因主要有以下几点： 淤混凝土原材料。水泥不 符合设计要求及规范标准， 标号低， 水化热高。粗骨料、 细骨料及 粉煤灰等不符合设计标准要求， 或质量差， 杂质多等， 从而造成 混凝土结构出现裂缝。于昼夜温差变化大是混凝土工程施工出 现裂缝、 开裂的另一个重要原因。温差使浇筑后的混凝土发生膨 胀或收缩， 产生温度应力。当温差应力超过混凝土抗拉强度时， 因而产生温差裂缝。盂收缩裂缝。混凝土在硬化干缩过程中， 当 混凝土强度较低时， 混凝土结构表面会产生收缩裂缝。混凝土终 凝前因日晒、 高温、 未及时养护等， 导致混凝土表面温度急剧升 高收缩， 但因混凝土内部应力约束而导致表面开裂、 裂缝。防止 风机基础混凝土土施工中出现有害裂缝是风机基础混凝土土施 工中的关键技术问题，应采取的具体工程施工措施有以下几个 方面： 1 原材料控制 （1） 所用水泥应符合现行国家标准 硅酸盐水泥、 普通硅酸 盐水泥 GB175 的有关规定； 选用中、 低热硅酸盐水泥， 风机基础 混凝土土施工所用水泥其 3d 的水化热不宜大于 240kJ/kg， 7d 的 水化热不宜大于 270kJ/kg；所用水泥的铝酸三钙含量不宜大于 8%； 水泥进场时应对水泥品种、 强度等级、 散装仓号、 出厂日期等 进行检查， 并应对其强度、 安定性、 凝结时间、 水化热等性能指标 及其他必要的性能指标进行复检； （2） 骨料的选择， 除应符合国家现行标准 普通混凝土用砂、 石质量及检验方法标准 JGJ52 的有关规定外，尚应符合下列规 定： 骨料宜采用中砂， 其细度模数宜大于 2.3， 含泥量不大于 3%； 骨料宜选用粒径 5耀31.5mm， 并连续级配， 含泥量不大于 1%； 应选 用非碱活性的粗骨料； （3） 粉煤灰和粒化高炉矿渣粉， 其质量应符合现行国家标准 用于水泥和混凝土中的粉煤灰 GB1596 和用于水泥和混凝土 中的粒化高炉矿渣粉 GB/T18046 的有关规定； （4） 所用外加剂的质量及应用技术， 应符合现行国家标准 混 凝土外加剂 GB8076、混凝土外加剂应用技术规范 GB50119 和 有关环境保护的规定。 2 配合比设计 （1） 风机基础混凝土土配合比设计， 除应符合现行国家标准 普通混凝土配合比设计规范 JGJ55 外，尚应符合下列规定： 用 混凝土 60d 或 90d 强度作为指标时， 应将其作为混凝土配合比的 设计依据； 配置的混凝土拌合物， 到浇筑工作面的塌落度不宜低 于 160mm； 合水用量不宜大于 175kg/m3； 粉煤灰掺量不宜超过胶 凝材料用量的 40%；矿渣粉的掺量不宜超过胶凝材料用量的 50%； 粉煤灰和矿渣粉掺合料的总量不宜大于混凝土中胶凝材料 用量的 50%； 水胶比不宜大于 0.55； 率宜为 38耀42%； 拌合物泌水 量宜小于 10L/m3。 （2） 在混凝土浇筑前， 应提前委托实验室进行常规配合比试 验， 应根据混凝土的绝热温升、 温控施工方案的要求等， 提出混凝 土制备时粗细骨料和拌合用水及入模温度控制的技术措施； 并在 混凝土开盘时进行鉴定。 3 制备及运输 （1） 混凝土的制备量与运输能力应满足混凝土浇筑工艺的要 施工技术 36 2013 年 7 月 与 建 材装 饰 求； 并应满足施工工艺对塌落度损失、 入模塌落度、 入模温度等 的技术要求； （2） 混凝土拌合物的运输应采用混凝土搅拌运输车， 运输车 应进行保温防冻措施； （3） 搅拌运输车的数量、 运距应满足混凝土浇筑的工艺要求； （4） 搅拌运输过程中需补充外加剂或调整拌合物质量时， 宜符合下列规定： 当运输过程中出现离析或使用外加剂进行调 整时， 搅拌时间应不小于 120s； 运输过程中严禁向拌合物中加 水； （5） 运输过程中， 坍落度损失和离析严重， 经补充外加剂或 快速搅拌已无法恢复混凝土拌合物的工艺性能时， 不得浇筑入 模。 4 施工过程控制 （1） 风机基础混凝土土施工前， 应对工人进行专业培训， 并应 逐级进行技术交底，同时应建立严格的岗位责任制和交接班制 度； （2） 混凝土的浇筑厚度应根据所用振捣器的作用深度及混 凝土的和易性确定， 整体连续浇筑时宜为 300耀500mm； 整体分 层连续浇筑应缩短间歇时间， 并在前层混凝土初凝之前将次层 混凝土浇筑完毕。层间最长的间歇时间不应大于混凝土的初凝 时间； （3） 混凝土浇筑宜从沿圆心向外围进行， 若混凝土供应及时， 应多点同时浇筑； 混凝土宜采用二次振捣工艺； 在混凝土浇筑过 程中， 应采取措施防止受力钢筋、 定位筋、 预埋件等移位和变形， 并及时清除混凝土表面的泌水；混凝土浇筑面应及时进行二次 抹压处理。 5 混凝土养护 （1） 风机基础混凝土应进行保温保湿养护， 在每次混凝土浇 筑完毕后， 除应按普通混凝土进行常规养护外， 尚应及时按温控 技术措施的要求进行保温养护： 淤蓄热法养护混凝土： 混凝土终 凝后立即覆盖塑料膜和保温层。保温层厚度及保温层外是否再 加一层塑料膜， 通过计算决定。于当设计无特殊要求时， 混凝土 硬化期的实测温度应符合下列规定： a.混凝土内部温差 （中心与 表面下 100 或 50mm 处） 不大于 20益； b.混凝土表面温度 （表面以 下 100 或 50mm） 与混凝土表面外 50mm 处的温度差不大于 25益； c.混凝土降温速度不大于 1.5益/d； d.撤除保温层时混凝土表 面与大气温差不大于 20益。 （2） 应专人负责保温养护工作， 同时应做好测试记录； 温度监 测： 应对混凝土的内表温度、 顶面及底面温度、 大气温度进行监 测， 根据监测结果对养护措施作出相应的调整， 确保温控指标的 要求。可采用在每个测温点上埋设测温片， 或采用埋设钢管的简 易测温方法。淤使用普通玻璃温度计测温管底停留不少于 3min 后取出迅速查看温度。于使用建筑电子测温仪测温： 附着于钢筋 上的半导体传感器应与钢筋隔离，保护测温探头的插头不受污 染， 不受水浸， 插入测温仪前应擦拭干净， 保持干燥以防短路。也 可事先埋管， 管内插入可周转使用的传感器测温。 （3） 养护期内应经常检查覆盖层的完整情况，（含撤除保温层 后）混凝土表面应始终保持温热潮湿状态（塑料膜内应有凝结 水） 。混凝土的养护时间自混凝土浇筑开始计算， 使用普通硅酸 盐水泥不少于 14d， 使用其他水泥不少于 21d， 炎热天气适当延 长 （4） 在混凝土浇筑完毕初凝前， 宜立即进行喷雾养护工作； 风 机基础混凝土土拆模后， 地下结构应及时回填土。 6 结 语 除上述施工措施外， 对于风机基础混凝土土， 应在满足抗弯 及抗冲切计算要求的前提下， 避免设计上 “强度越高越好” 的错 误概念， 尽量利用混凝土 60d 或 90d 的后期强度， 尽量采用 C25 C40 的混凝土， 这样可以减少混凝土中的水泥用量， 以降低混凝 土浇筑实体的温度升高。风机基础混凝土土除满足承载力要求 外，还应增配承受因水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开 裂的构造钢筋。温度收缩钢筋可利用原有钢筋贯通布置， 也可另 行设置构造钢筋网，与原有钢筋按受拉钢筋的要求搭接或在周 边构件中锚固。 宏观裂缝是微观裂缝扩展的结果。 表面裂缝虽不 属于结构性裂缝， 但在混凝土收缩时， 由于表面裂缝处的断面已 削弱， 易产生应力集中现象， 能促使裂缝进一步开展， 当该拉应 力超过混凝土极限抗拉强度时，混凝土整个截面就会产生贯穿 裂缝。所以各方应重视风机基础混凝土表面裂缝， 从设计、 施工、 材料等各方面进行严格控制，不能按照普通的设备基础进行施 工， 特别要重视在特殊季节进行的施工， 以保证风机设备安全运 行。 参考文献 1 风机基础混凝土土施工规范 GB50496-2009. 2风电机组地基基础