風電機組基礎項目中的預應力錨栓施工以及優化方法分析

喬海義

（中國三峽新能源（集團）股份有限公司內蒙古分公司，內蒙古呼和浩特 010000）

0.引言

風力發電作為新型的綠色能源，隨著風電場建設數目和規模的日益擴大，在項目施工中采用預應力錨栓施工，能夠快速有效地將風機基礎和風機上部結構連接在一起，當基礎環承擔風電機組上部所承受的全部荷載時，可以很好地保證整個項目工程具有足夠的穩定性，同時將預應力錨栓貫穿到整個基礎部分，還能夠更好地增加風電機組基礎項目的耐久性與抗疲勞載荷性。

1.風電機組基礎方案對比

風電機組基礎項目中的預應力錨栓施工方案通常由預埋基礎環板式和預應力錨栓梁板式基礎兩種方式，如圖1所示。在風力發電機組的運行過程中，通常會受到風荷影響和施工現場地質以及水文等各種各樣的因素影響，因此站在多個方面和角度考慮，對風電機組基礎方案的選擇中，選取預應力錨栓梁板基礎效果會更好[1]。預應力錨栓組合件用于風機塔架與基礎間的連接，因此預應力錨栓式的整體性能良好，同時沒有任何無薄弱環節，在保證塔架與基礎的剛性連接的同時減少鋼塔架埋入基礎部分的用鋼量，還可以簡化了這部分的施工，相比與傳統板式基礎增強了足夠的安全性。另外，預應力錨栓靈活性強，可根據風電場不同地質及風區類別，選用合適的基礎結構形式，達到減少混凝土用量、節約社會資源的目的。采取預應力錨栓鏈接塔筒和基礎方式，將錨栓與混凝土PVC套管進行隔離，在隔離后施加預拉力，確保在錨栓預拉力作用下對混凝土受壓情況進行干涉，因此預應力錨栓施工通常不會存在疲勞性的問題。

圖1 預埋基礎環板式和預應力錨栓梁板式基礎

2.風電機組預應力錨栓基礎施工

2.1 基礎錨栓墊層施工

風力發電機組基礎基坑機械開挖到設計標高位置后，采用人工清除基坑表面浮土的方式，同時按照澆筑環形墊層和局部墊層設置預埋件。當預埋件按照底錨盤安裝要求進行埋設后，才能確保基礎錨栓墊層更好地施工。

2.2 安裝下錨板

在安裝下錨板時，下錨板支撐螺桿的主要位置位于預埋件的中心線位置，由于中心線位置可以使下錨板的圓心位置和基礎位置實現同心[2]。因此當下錨板的上平面和基礎環形頂層面平齊后，就需要對下錨板的位置進行精度調整，能夠更好地做到對支撐桿和預埋件的焊接。

2.3 做好錨栓準備

在做錨栓準備時，需要定位好錨栓，同時還要對支撐上錨板的重量和下錨板支撐螺桿的位置進行定位。做好定位后套入套管，隨后將下部半螺母和上部尼龍螺母進行設置，并對錨栓以及套入套管的下部螺母做好相應的布置工作，必要時可以將全部錨栓套入到熱縮管內。

2.4 布置定位錨栓

定位好上錨板吊起時，需要自上而下做好定位錨栓工作，同時還要帶上鋼螺母進行定位布置。將定位錨栓懸掛在上錨板，能夠對定位錨栓做到全方位的布置工作，有利于使定位錨栓落入到對應的位置，在降低上錨板高度的過程中，要緩慢降低高度，可以確保錨栓定位足夠緊固。

2.5 將其余錨栓穿入

隨著吊機提升到上錨板后，將其余的錨栓全部穿入到上錨板的螺栓孔內，而當下部落入到對應的螺栓孔時，就必須擰緊下部對應的相關螺母，防止出現松動情況[3]。

2.6 調整上下錨板的同心位

在調整上下錨板同心位時，采用全站儀測定出4個90°的錨栓，能夠更好地保證上下錨板處于相同的同心位。但如果當錨栓的垂直角度超標時，就需要使用鋼絲繩連接錨板和基坑外的鋼樁，才能更好地調整鋼絲繩，使錨栓可以變得更加垂直。

2.7 調整上錨板水平度

對上錨板的水平度進行調整時，使用水準儀進行測定，在調整錨栓露出的過程中，還需要對錨板的長度進行調試，才能滿足上錨板的最終設計要求。

2.8 做好加固措施

做好加固措施，需要對錨栓籠使用鋼絲繩，并以90°向4個方向同時進行固定，才能使錨栓的整體結構變得更加穩固。

2.9 熱縮管以及定位塞

預應力錨栓施工中，隨著錨栓套管上端頂入上錨板孔內的深度超過20mm時，那些被烘烤熱收縮管可以更好地縮緊錨栓和套管下端的相關位置。但隨著錨栓和上錨板栓孔被塞入塞子后，有利于使錨栓的栓孔處于相關中心位置。

2.10 鋪設苯板

在鋼筋混凝土基礎周圍加大面積受力的同時，可以很好地避免基礎中間受力的問題，從而使風力發電機組的基礎變得不夠穩定。基于此，在安裝好基礎底部時，需要鋪設5cm的苯板，并澆注好下錨板下方位置和苯板的上方墊層位置。

2.11 鋼筋綁扎和基礎混凝土施工

依次綁扎中心區域的鋼筋、底板底層的鋼筋等位置，并在混凝土澆筑施工中要防止破壞錨栓組合件的安裝精度，同時防止混凝土污染錨栓和上錨板上平面。對下錨板上方和上錨板下方混凝土加強振搗后，確保每層振搗的厚度不得超過300mm，而上下錨板處錨栓的每個間隔都應該做好振搗。

3.預應力錨栓組件安裝及驗收質量標準要求

在風電機組基礎項目的預應力錨栓組件的安裝中，需要驗收的項目內容有以下幾項，然而每個項目的驗收標準都存在一定的差異性。上錨板的質量驗收標準以外觀驗收為主，確保上錨板不會出現污染、破損和腐蝕的情況，下錨板的安裝要避免破損、變形，至于錨栓的驗收標準和上下錨板一樣。針對下錨板和基礎中心同心度的要求中，必須小于或者等于5mm，而上下錨板的同心度、下錨板的水平度都要小于3mm，至于錨栓上端露出錨板長度的取值誤差應該控制在±1.5mm之間。在澆筑前，要確保上錨板水平度小于1.5mm，在澆筑后，確保上錨板水平度小于2mm。

4.結語

風電機組基礎項目預應力錨栓不可避免的會出現基礎環的強度和剛度突破，由于整體性較好，且沒有薄弱環節，所以在塔架與基礎的剛性連接同時減少鋼塔中的含鋼量，并簡化了整個施工過程，能夠更好地符合施工安全需求，而采取預應力錨栓施工還能縮短風電機組的施工工期，從而可以更好地節約施工的成本需求。