大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)加固

摘要：隨著清潔能源應(yīng)用的廣泛推廣，大量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在沿海及我國(guó)內(nèi)陸的多風(fēng)地區(qū)建立，由于施工原因及自然因素考慮不充分，有些風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基礎(chǔ)出現(xiàn)不同程度的松動(dòng)破壞，本文通過對(duì)某一沿海風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)松動(dòng)的分析研究，提出一個(gè)簡(jiǎn)單快捷的加固方法，并取得很好效果。

關(guān)鍵詞：大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 基礎(chǔ)加固

1 工程概況

該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組于2011年建設(shè)完成并投入使用，為水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，機(jī)組立柱高度40.0m，機(jī)組頂部垂直螺旋槳直徑10.0m。基礎(chǔ)深度5m，其中埋入圖中4.0m（地面以上1.0m），機(jī)組立柱埋入基礎(chǔ)中1.7m。機(jī)組立柱為變截面鋼管，底部直徑為4.20m，頂部直徑為0.8m。基礎(chǔ)截面為變截面T型截面，頂部外圍寬度為3.0m。基礎(chǔ)采用混凝土高杯口基礎(chǔ)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，發(fā)電機(jī)組安裝穩(wěn)定后，采用C35混凝土后澆。

2 機(jī)組基礎(chǔ)松動(dòng)情況

該發(fā)電機(jī)組于2011年末投入使用，在2012年初發(fā)現(xiàn)機(jī)組立柱周邊的混凝土出現(xiàn)局部輕微裂縫，經(jīng)過一段時(shí)間之后裂縫有增長(zhǎng)趨勢(shì)，并且機(jī)組立桿和基礎(chǔ)之間出現(xiàn)間隙松動(dòng)，風(fēng)力大時(shí)，特別是雨后，順著立桿與基礎(chǔ)之前的間隙有水?dāng)D壓出的情況出現(xiàn)，初步判斷混凝土與立桿之間已經(jīng)大部分松動(dòng)，無粘結(jié)。停止發(fā)電工作后，局部鑿開基礎(chǔ)側(cè)壁，發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)立桿埋入部分已經(jīng)出現(xiàn)積水，長(zhǎng)期發(fā)展，不僅混凝土基礎(chǔ)會(huì)逐漸開裂，甚至鋼立桿埋入部分會(huì)產(chǎn)生腐蝕，存在嚴(yán)重安全隱患，繼而會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的安全生產(chǎn)事故。

3 情況分析

3.1 機(jī)組立柱在長(zhǎng)期風(fēng)荷載的作用下，不停擺動(dòng)，導(dǎo)致混凝土的疲勞破壞，且鋼立柱與混凝土之前的摩擦力很小，這樣導(dǎo)致裂縫一旦出現(xiàn)間隙，會(huì)導(dǎo)致不斷繼續(xù)發(fā)展。

3.2 混凝土澆筑基礎(chǔ)二次澆筑時(shí)候，振搗不實(shí)，導(dǎo)致混凝土存在均布缺陷，導(dǎo)致立柱與基礎(chǔ)之間出現(xiàn)間隙、裂縫，不斷發(fā)展。

3.3 由于晝夜溫差，導(dǎo)致水蒸氣凝結(jié)，順著鋼立柱滑落，不斷侵蝕混凝土，混凝土強(qiáng)度降低，導(dǎo)致混凝土與鋼立柱之間產(chǎn)生間隙，不斷發(fā)展。

4 解決方案

4.1 應(yīng)該加大鋼立柱與混凝土之間的摩擦力，使兩種不同材料的構(gòu)件能夠很好的協(xié)同工作，這樣就會(huì)減小裂縫的產(chǎn)生，即使產(chǎn)生也會(huì)很好的抑制裂縫的發(fā)展。但是由于鋼立柱表面比較光滑，如果進(jìn)行粗超度處理，勢(shì)必會(huì)造成立柱的截面削弱，帶來新的安全隱患。經(jīng)過最終的推敲，采用類似于鋼結(jié)構(gòu)柱腳增加抗剪栓釘?shù)姆椒ǎㄟ^焊接附加鋼筋，增加二者之間的摩擦，使二者協(xié)調(diào)工作。

4.2 應(yīng)該最大程度的填充基礎(chǔ)與鋼立柱之間的縫隙，避免二者之間的間隔繼續(xù)發(fā)展，增加二者之間的摩擦力。決定采用類似于基礎(chǔ)注漿的方法，在貼進(jìn)鋼柱邊緣的基礎(chǔ)上鉆孔，鉆孔深度為鋼柱底，采用高壓注入高強(qiáng)混凝土灌漿料，這樣既能夠添堵之前形成的孔隙，也能將鋼柱底部的積水排凈。

4.3 控制順著鋼柱滲入基礎(chǔ)的冷凝水氣，采用橡膠密封原理，在鋼柱的周圍，混凝土基礎(chǔ)的表面，套一圈橡膠圈，這樣就能達(dá)到理想效果。

4.4 根據(jù)以上原因分析及解決方案，采用以下的解決方式，如圖一、二、三所示

圖三

5 施工步驟

5.1 首先按照以上圖三所示，將原基礎(chǔ)的混凝土表面進(jìn)行鑿毛處理，之后用鋼刷去除基礎(chǔ)表面的鑿毛后產(chǎn)生的松動(dòng)混凝土。

5.2 在基礎(chǔ)貼近立柱的周邊均布鉆8個(gè)孔，高壓注入高強(qiáng)混凝土灌漿料，擠出立柱底部的水分，同時(shí)填充立柱與混凝土之前的間隙，在灌漿料凝固之前，需保持機(jī)組立柱的垂直穩(wěn)定。

5.3 在鑿毛之后的混凝土表面鉆孔植筋，鋼筋直徑為d=16（三級(jí)鋼），環(huán)形植入，分布角度為10度，植入鋼筋的整個(gè)過程應(yīng)完全按照?qǐng)D集《混凝土結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造（總則及構(gòu)建堅(jiān)固）》（06SG311-1）的要求執(zhí)行。

5.4 將鋼立柱在環(huán)形鋼板高度范圍內(nèi)的表面防銹材料除去，并用吹風(fēng)機(jī)吹干凈。

5.5 焊接兩個(gè)半圓的加固鋼板，鋼板高度按照?qǐng)D中說明，兩個(gè)半圓鋼板之間用加勁肋板連接，剖面詳見圖二所示。之后將圖三中示的外側(cè)環(huán)形鋼板的附加鋼筋焊接完畢，帶鋼板冷卻后在內(nèi)側(cè)鋼板的內(nèi)側(cè)均勻涂抹粘貼鋼板的膠體，與此同時(shí)，在去除防銹材料的鋼立柱表面部分涂抹膠體。

5.6 擰緊兩個(gè)半圓環(huán)形鋼板的端部螺栓，使鋼立柱和環(huán)形鋼板緊密的粘結(jié)在一起。兩個(gè)鋼構(gòu)件的粘貼過程施工及使用膠體，應(yīng)嚴(yán)格按照《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》的要求執(zhí)行。

5.7 支模板，同時(shí)在準(zhǔn)備后澆筑的新基礎(chǔ)頂部位置固定好密封環(huán)形橡膠密封套，待環(huán)形鋼板與鋼立柱連接牢固以后澆筑C40微膨脹混凝土，同時(shí)做好新澆筑混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。

6 結(jié)語

待新澆筑的混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后開始發(fā)電試運(yùn)營(yíng)，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)營(yíng)后，混凝土基礎(chǔ)沒再出現(xiàn)裂縫，以上措施起到了有效作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王之華，王志新.大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)研究[J].機(jī)電一體化，2008（11）.

[2]肖勁松，倪維斗，姜桐.大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的建模與仿真[J].太陽能學(xué)報(bào)，1997（02）.

[3]林明，崔劍平.幾種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用[J].交通科技與經(jīng)濟(jì)，2010（01）.