风机基础施工常见质量通病包括：基础不均匀沉降、混凝土强度不足、较多裂缝、冷缝等。以上质量通病会导致风电机组的倾斜和不平衡，影响风电机组在不同运行工况下的正常工作，严重时甚至造成基础的破坏和倒塌，从而威胁风电场的安全。本文结合实际案例，采用全面因素分析方法，针对风机基础施工中的每个施工环节的施工工艺和关键工序的质量控制，分别进行施工工艺技术总结和质量控制要点分析，解决上述质量通病问题，从而达到提高风机基础施工质量，为后期风机稳定、安全运行提供保障的目的。

案例背景：老挝南部某山地风电项目，总装机规模600MW，共安装133台单机容量为4.5MW的风力发电机组，采用美标设计，EPC总承包模式。风机基础型式为八边形筏板基础。单台基础混凝土472m3，强度等级为C45和C60，为典型的高标号、大体积混凝土施工。风电场区内山地和丘陵连绵，地势陡峭，植被丰茂，大部分地区属于热带干湿季气候，每年的5～10月份为雨季，交通不便，施工障碍较多，施工难度大。项目泰国业主方深度介入项目管理，对工程土建施工过程和关键工序质量控制要求极高，非常注重项目施工的关键工序质量控制。

1、基础开挖及垫层混凝土浇筑

1.1基坑开挖

基础基坑开挖深度为3.65m（结构埋深3.5m、垫层厚度15cm），实际开挖时扩大1m作为施工人员操作空间。先采用反铲大面积开挖，深度控制在3.3～3.5m；保护层采用人工配合挖机找平，水准仪控制基底高程；基坑坡脚处设环向排水沟和集水井，配备污水泵等抽排设备。基坑开挖完成后采用20t级振动碾碾压平整密实。基坑放坡根据不同地质条件，结合现场情况考虑，土质基坑按1:0.75控制；石方基坑按1:0.5控制；经过安全和经济合理性分析，该基坑临时开挖边坡不设支护，基坑顶部做好临边防护。另外在吊装平台上配备2台50k W柴油发电机（含1台备用），为风机基础施工用电及基坑抽水用电提供电源。

1.2地基承载力检测与地质验槽（关键工序）

基础不均匀沉降会导致风电机组的倾斜和不平衡，会影响后期风电机组正常运行，因此，将地基承载力检测与地质验槽作为第一个关键工序，需要谨慎对待。

本案例基坑开挖完成后，采用20t级振动碾碾压平整密实，然后进行地基承载力检测和地质验槽，如遇与设计地质条件不符的情况及时反馈给设计。风机基础天然地基承载力要求≥310k Pa，通过平板荷载试验（简称PLT）的方法，检测地基承载力是否满足设计和规范要求，若不满足设计要求，则按设计给出的不同基础处理方案进行基础处理。地质验槽内容包括：基础基底平面位置、尺寸、高程。地基承载力试验如图1所示。

图1 地基承载力检测

1.3低压电缆埋管（关键工序）

低压电缆埋管施工质量关系到后期低压电缆穿管的难易，如果有破损或有杂物进入，后期电缆穿管施工将会非常困难，后果甚至是灾难性的，因此，将它列为关键工序。

本案例低压电缆埋管采用波纹管，考虑到与基础结构钢筋、埋件的干扰，经设计优化埋设于垫层底面下部20～80cm深度范围，分两层敷设。为保护和加强低压电缆埋管的强度，基础混凝土结构范围内的埋管可采取混凝土包裹加强设计，电缆管的布置和间距满足散热要求，采取搭设电缆支架的方式定位和加固，如设井字型架立筋和竖向架立筋搭建支撑结构。电缆埋管根据图纸的位置间距进行排列，尾部端头可穿端头模板延伸至箱变，外露端头应进行封闭和架空，避免尖锐的砂石或雨水等异物进入管内，堵塞通道或对后续电缆造成损伤。低压电缆埋管如图2所示。

图2 低压电缆埋管

施工质量控制关键点：电缆管的弯曲半径、外露端头定位、并做好埋管保护措施，外露部分的预埋管采用波纹管配套堵头及时封闭，安装完成后即可进行垫层浇筑。

1.4垫层混凝土

垫层混凝土设计标号C20，厚度15cm，采用定型钢模板围挡塑形，重点控制锚笼预埋件的安装位置及水平度，水平度须符合设计要求。垫层混凝土浇筑前1～2h内对基础面进行洒水润湿，避免在浇筑过程中，垫层混凝土快速失水，出现干裂。浇筑完毕后及时进行覆盖养护，尤其要把控好湿养护的时间起点，避免早期开裂。当混凝土强度达到设计强度的75%后，可进行锚笼安装工序。

2、锚笼安装（关键工序）

锚笼安装好预埋在风机基础中，是连接风机基础与风机塔筒之间的重要连接件，通过锚笼上锚盘的预埋高强螺栓杆件将风机塔筒连接固定成为整体，对安装精度有很高要求，对后期风电场的安全稳定运行起着至关重要的作用，因此将此工序列为关键工序。

锚笼安装前由风机厂家进行专项交底，对安装人员进行专业培训，安装工作按照厂家安装手册进行，严格控制安装精度。并做好吊车、安装工器具准备工作。锚笼安装如图3所示。

图3 锚笼安装

锚栓笼安装程序：下锚板调节螺栓安装→下锚板安装→上锚板安装（8组螺栓固定）→人工穿入其余锚栓→调整上、下锚板同心→上锚板调平→锚栓组合件加固。

质量控制关键点：下锚盘的平整度（≤3mm）、上锚盘的平整度（≤1.5mm）、上下锚盘的同心度、固定螺栓的统一扭力、外露螺杆的统一长度。

3、钢筋、接地、模板

3.1钢筋制安（关键工序）

根据风机基础施工技术及质量要求，对钢筋间距和保护层厚度需严格控制，保护层过小会导致漏筋或随着混凝土的碳化过程，加剧钢筋的锈蚀，从而影响混凝土耐久性；保护层过大会对降低风机机组后期运行时基础的承载能力及混凝土表层裂缝产生较大影响，加上后期风机机组运行工况特点，风叶在高速满负荷运转的过程中会对风机基础产生剧烈扰动，进一步加剧裂缝的扩展，甚至导致基础破坏，风机倒塌等严重后果。因此，钢筋制安也是关键工序，需要严格控制施工质量，减少后期对混凝土结构性能的影响。

本案例根据设计标准和图纸要求，结构钢筋禁止使用焊接连接方式，主梁的主筋通长钢筋不允许有接头，其余型号钢筋全部采用搭接连接方式；钢筋直径≥20mm、搭接长度≥52d；钢筋直径≤19mm、搭接长度≥42d。

3.1.1钢筋加工、出厂检验、运输

钢筋下料严格按照已审批的钢筋下料表在钢筋加工厂集中下料、加工，钢筋制作完成后分类、挂牌，码放整齐，加工好的钢筋出厂前经质检人员进行检查验收合格后方可出厂。验收标准：箍筋尺寸允许偏差±5mm，其他型式钢筋尺寸允许偏差±10mm；不合格品做返工处理，返工合格后方可出厂。钢筋运料选用8t随车吊运至现场，25t吊车卸料，人工加以辅助。

3.1.2钢筋安装

钢筋安装前对仓面进行清理。同时做好测量放样，根据施工图做好定位和标记，然后开始架立支撑筋安装。

钢筋安装时要严格控制钢筋的位置，确保保护层满足设计与规范要求，可采用垫块控制，垫块强度采用同等级细石混凝土垫块。垫块厚度与钢筋保护层厚度一致：基础底部垫块厚度75mm，其他部位厚度50mm。钢筋安装如图4所示。

图4 钢筋安装

3.1.3钢筋工序质量控制要点

八边形筏板基础中墩钢筋密集，因此在安装钢筋时可预留一个进人孔，便于复核下部钢筋和下锚盘的安装情况，保证安装质量；底部钢筋很容易和预埋管在空间上交叉干扰，需要预先考虑并进行弯曲处理；建议钢筋加工图根据首台基础经验更新后再规模化预制；由于钢筋密集，高度较大，分层进行隐蔽验收。

3.2接地安装（关键工序）

接地系统由铜棒接地极和95mm2铜绞线通过铜热熔焊接连接成网络，设计接地电阻≤10Ω。当基础内部接地（简称：内圈接地）不能满足设计接地电阻要求时，做扩展延伸接地网设计（简称：外圈接地）。当内外圈接地电阻不能满足设计要求时，需设置降阻沟，使用降阻剂包裹接地铜线，改善导电性能，降阻剂施工完后，进行验收合格后方可进行降阻沟回填。接地系统关系到后期风电机组在雷电天气等特殊工况下的安全稳定运行，接地电阻严格按设计要求控制施工质量，因此也作为一道关键工序进行重点把控。

3.2.1内圈接地

内部接地网埋设于底板底层钢筋上部，接地安装在底层钢筋安装完成后，主梁和中墩钢筋安装之前进行，按照图纸进行布置和焊接，共10个焊接节点，并沿主梁顶面向基础外侧，在主梁端头引出4个抽头，后期基础回填时连接进行外圈接地网。

3.2.2外圈接地

基础回填至距离吊装平台设计高程80cm时钻孔埋设接地极，接地网电阻测试合格后方可继续回填。具体施工方法：待风机基础回填到第9层后，定位接地极，一般设置在4根主梁端头引出线外1m的位置，然后安装铜棒接地极，并与接地线进行焊接连接，同时与箱变位置的引出线连接，使内外圈接地形成整体。

3.3模板安装

模板使用厂家订制定型钢模板，采用25t吊车辅助人工分段拼接安装，模板之间由Φ16mm螺栓连接。主梁和次梁内外两侧模板采用Φ16mm拉模筋对拉加固，模板水平及竖向背枋采用Φ48mm钢管，蝴蝶卡和山型螺母固定拉模筋和背枋。模板缝面采用双面胶封贴，防止漏浆。

模板拆除一般在浇筑完第4天进行，需要根据3天内的温度控制监测记录，以及同等条件下养护3天的混凝土试块强度检测报告，评估混凝土内部固化和强度情况，确定具体拆模时间。

4、混凝土浇筑、温控措施及养护（关键工序）

风机基础为风机安全稳定运行的最关键的结构，须一次浇筑成型，不允许出现浇筑过程中断或出现冷缝，首先需要充分做好浇筑前的施工准备及原材料控制；其次，注重浇筑过程中的混凝土拌制、运输、入仓、平仓、振捣、抹面等每个环节施工质量控制，确保混凝土实体质量；同时，大体积混凝土浇筑必须采取合理的温控措施，有效减少裂缝，将裂缝控制在允许范围内；最后，做好浇筑结束后的养护工作，使混凝土强度满足设计要求。因此，浇筑过程控制、温控措施及养护均为确保混凝土浇筑质量的关键工序。

4.1现场施工组织与管理

单台风机基础混凝土方量总计472m3，混凝土强度等级要求：基础结构混凝土C45、中墩底部0.5m及顶部0.5m应力集中区范围内混凝土C60。混凝土由1台120固定式拌和站+1台100移动拌和站进行集中拌制。混凝土水平运输采用10m3混凝土罐车运至仓面，罐车数量根据运距进行适配，以满足现场入仓强度需求为准，另考虑2台备用。混凝土垂直运输入仓采用1台48m混凝土运输泵车（简称：泵车）+1台胎带机同时入仓浇筑，且需控制整体浇筑时长小于10h，因此承台浇筑入仓强度控制在50～60m3/h为宜，另考虑1台泵车备用。

4.2混凝土浇筑

浇筑入仓顺序：底板C45→中墩底部C60→次梁C45→主梁和中墩C45同步上升→中墩顶部C60→收面压光→养护。混凝土浇筑如图5所示。

图5 混凝土浇筑

2台入仓设备分别覆盖控制基础的一半范围，同步分层上升，分层厚度40cm。上层混凝土浇筑覆盖时间间隔不得大于下层混凝土初凝时间，混凝土入仓后及时监控初凝情况，及时覆盖。在中墩和主梁浇筑时，控制下料高度不超过1.5m，防止混凝土离析，保证混凝土入仓质量。

混凝土计划浇筑前，了解天气情况，尽量避开高温时段，合理安排施工时间，高温天气时下午4点以后开仓，夜间完成浇筑，收仓抹面。另外雨天施工需提前做好防雨措施。

根据八边形筏板基础不同部位的混凝土特点，浇筑前要做好施工过程浇筑策划，预先通知试验室和拌和站，控制好坍落度，做好C45混凝土与C60混凝土的浇筑转换衔接，避免C60高标号混凝土等待时间过长导致坍落度损失过大，难以入仓；同时，由于主梁顶面为斜坡面，入仓浇筑到主梁下游端面高程时，避免坍落度过大导致入仓料流动性过大，无法堆积，增加收面难度，延长收面及后续入仓等待时间，增加施工成本。

混凝土入仓后，为保证振捣质量，通过预留的进人孔进入中墩锚笼内部进行充分振捣。根据浇筑规模和浇筑面积选用10个Φ70振捣棒覆盖大面、6个Φ30振捣棒辅助振捣边角、钢筋密集区，振捣间距与振捣棒型号匹配。为使分层结合面结合良好，振捣器必须插入下层混凝土10cm。振捣时控制节奏，不能只表面振捣，出现漏振或过振现象；振捣器不得作为平仓设备来使用；避免振捣器直接碰撞模板、钢筋及预埋件。在预埋件、锚栓组件、冷却水管、模板周围细心振捣，真正做到“提浆排气”的振捣效果。

基础底板表面、次梁顶面、主梁顶部斜坡面、中墩顶面均需要收光抹面，收面时作业人员注意从人行道板活动，避免直接踩到混凝土顶面，做好成品保护，保障混凝土外观质量。

4.3温控措施

本案例基础混凝土标号由C45和C60组成，这些高标号混凝土在凝结过程中会产生大量的水化热，为有效控制温度应力和温度裂缝，采取内部冷却水循环散热系统，外部保温保湿养护措施，温控的关键点是控制混凝土的内外温差。

4.3.1冷却水循环散热系统

风机基础冷却水循环散热系统预埋在中墩中，由Φ20mm、壁厚d=1.5mm的铸铁钢管和循环水池和水泵组成，冷却水管集中在中墩区域，蛇形布置3层，增大散热表面积。具体布置如图6、图7所示。

图6 冷却水管平面布置示意图

图7 冷却水管分层立面示意图（单位：cm)

4.3.2温度实时监测系统

混凝土浇筑完成后3天内连续监测混凝土温度，本案例使用全自动温度测试仪，实时记录混凝土温度变化，有效提高了温度检测数据记录频次，易于及时生成温度变化曲线报告，减少人工测温成本投入。

根据实测混凝土温度变化情况，及时采取控制措施：当混凝土内部温度达到50℃时，开启冷却系统；当混凝土内外温差大于30℃时，增加表面保温措施；当冷却水温大于45℃时及时更换循环水；当混凝土内部温度低于50℃时，并持续4h后，可关闭冷却系统。

4.4养护

混凝土养护的关键在于混凝土脆弱阶段，阻止快速失水，使其充分水化凝固，保证其正常的强度上升，辅以保温减小内外温差。混凝土初凝后，终凝前及时使用塑料薄膜覆盖，避免表面快速冷却失水收缩龟裂；待混凝土表面终凝后移除塑料薄膜，并使用淋湿的土工布或麻布紧贴混凝土表面覆盖，然后使用塑料布进行密闭覆盖；如有保温需要时可在其上覆盖毛毯或棉被等，持续养护至少14天。冷却系统与养护如图8所示。

4.5外观质量验收

混凝土养护结束后，进行外观质量检查，做好缺陷检测、分类、标识、登记，再根据审批的缺陷修补方案，采用Sika（西卡）系列修补材料，由专人经培训合格后上岗，按技术要求进行有针对性的处理。缺陷处理完后，由咨询工程师组织相关单位进行重要隐蔽工程联合验收。验收合格后，开始涂刷防水沥青，然后进行基础回填工序。

图8 冷却系统与养护

5、上锚盘高强灌浆（关键工序）

在塔筒安装前，完成锚笼上锚盘精准调平，再进行高强灌浆，最后通过预埋高强螺栓杆件将风机塔筒与风机基础连接固定成为整体，高强灌浆质量直接影响后期风电场的安全稳定运行，因此列为关键工序。

施工前的灌浆材料准备：高压清洗机、模板、Sikagrout-3310灌浆材料等。

基础混凝土浇筑完14天后进行灌浆施工。灌浆接触的混凝土表面充分凿毛，高压水枪冲洗干净。灌浆前24小时进行闭水密封检查，灌浆前1h清理积水。灌浆3天后抗压强度达到50MPa以上，28天后达到120MPa以上，要求高强度、无收缩、自流平。在灌浆过程中做好检测和取样（试件尺寸40×40×160mm）。

高强灌浆结束后一般3天可以拆模，但根据本案例7天后拆模效果来看，更有利于降低和控制裂缝的产生，效果相对较好，因此建议7天后拆模。拆模后检查有无缺陷，如有，则按照缺陷修补方案进行修补。

本案例中选取的几个具有代表性的关键工序的施工质量控制现场照片如图1～图5及图8所示。

6、结语

本文针对风机基础常见施工质量通病问题，结合实际案例中山地风电八边形筏板基础施工技术和质量控制的实践经验，找出影响风机基础施工质量的9个关键工序：地基承载力检测与地质验槽—低压电缆埋管—锚笼安装—钢筋制安—接地安装—混凝土浇筑—温控措施—养护—上锚盘高强灌浆。通过总结分析研究各关键工序的施工工艺及质量控制要点，采取合理的施工方法和质量控制措施，有效解决风机基础不均匀沉降、混凝土强度不足、产生较多裂缝、出现冷缝等质量通病问题，对于提高风机基础整体施工质量，保障风电场安全运行都有着重要的意义。

参考文献:

[1]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.

[2]李宏伟.风力发电机组锚栓基础二次灌浆施工技术[J].安装,2023(10):96-98.

[3]高鹏飞,王静.分散式风电场风机基础施工技术[J].四川水力发电,2016,35(04):137-140.

[4]张新旺,王桂云,王文华.一种基础大体积混凝土施工方法[P].天津:CN200610015427.4,2008-02-27.

[5]姚正国,屠林春.浅谈钢筋保护层厚度对混凝土耐久性的影响及控制措施[J].江西建材,2015(03):72.

[6]刘志平.风机基础混凝土浇筑[J].中国西部科技,2012,11(2):19-20.

文章来源:屈江昆,高富文.山地风电筏板基础施工技术与质量控制[J].价值工程,2024,43(32):162-165.