陈 亮 柯敏勇

(南京水利科学研究院，江苏 南京 210024)



·施工技术·

风机基础温度裂缝控制及实施效果

陈 亮 柯敏勇

(南京水利科学研究院，江苏 南京 210024)

针对某工程风机基础的施工特点，从布设冷却水管、控制入仓温度、保证浇筑质量、加强混凝土养护和智能监控等方面，阐述了风机基础温度裂缝的控制措施，并提出了现场温度监控要点，经实施结果表明，风机基础未出现温度裂缝，达到了预期的施工效果。

风机基础，大体积混凝土，温度控制，冷却水

随着世界石化能源的日益紧张，风能作为一种绿色和可再生的新能源，已成为世界各国新能源的发展重点。我国风能资源丰富，具有良好的开发前景。江苏如东县洋口渔港北面的凌洋外滩，处于黄海海域潮间带，具有地质条件差、地表和地下水丰富、腐蚀性强等特点。如东海上风电场某项目设计安装10台单机容量为2.0 MW的风电机组。风机基础混凝土强度等级为C40，均采用商用泵送混凝土。7号和8号机组基础承台及台柱浇筑完成后，均出现不同程度的裂缝，裂缝宽度均在0.2 mm～0.4 mm之间，裂缝深度在5 cm～39 cm之间。因此，采取限裂措施控制风机基础大体积混凝土浇筑过程中不出现裂缝具有重要的意义。

1 工程概况

如东海上风电场风机基础分为上下两个部分：下部八边形承台对边距离20 m，外围高1 m,中间高2 m。上部八边形台柱对边距离7.2 m，高4 m。顶部预埋立柱基础环，直径4 m。单个风机基础混凝土体积约720 m3，上下部分分两次浇筑，均采用泵送C40混凝土。混凝土水泥采用P.O42.5，掺加粉煤灰以降低水泥的用量及水化热。

2 限裂控制措施

该工程时间紧，为了达到限制裂缝出现的目的，主要从采用冷却水系统、降低入仓温度、提高浇筑质量、加强保温保湿养护和智能监测等几个方面综合考虑。

2.1 冷却水系统

根据设计资料和边界条件，采用有限元模型分析基础承台温度场分布，对比分析了自中心向外的螺旋线型平面布置和本工程采取的冷却水管布置方案。螺旋线型布置主要由于冷却水管过长，降低内部温度效率不高，所以最终选择了本方案，冷却水管布置如图1所示。

冷却水系统由蓄水箱、冷却水管、流量计及控制阀等部分组成。按水平1 m间距布置水管，采用外径32 mm的黑铁管。使用前进行通水试验，确保管道无漏水、堵塞等情况。通过调整冷却水的流量和温度来控制浇筑体里表温差[1]。各层间进出水管均相互独立，以便根据监测成果及时调整流量。

2.2 控制混凝土入仓温度

首先尽量降低混凝土拌合用水温度。其次降低骨料温度。对粗细骨料进行遮阳存放。在凌晨进行混凝土拌合和浇筑，能够有效降低混凝土入模温度。经过以上两种措施控制，混凝土入仓温度都控制在16 ℃～28 ℃之间。

2.3 提高混凝土浇筑和振捣质量

浇筑混凝土时，同时由四周向中间对称浇筑，每层浇筑厚度30 cm，第一层浇筑完成后，再浇筑第二层，如此逐层连续进行，直至完工。混凝土振捣时，每3 m左右间距设置1台振捣器，混凝土入模之后立即沿一个断面同向同时振捣，一个方位振捣密实后，方可移至下一段进行振捣，以保证混凝土施工质量。

2.4 保温保湿措施

保温养护的目的是通过减少混凝土表面的热扩散，延长散热时间，降低混凝土浇筑体的降温速率[2]。拆模后先用草麻袋覆盖，再用冷却管流出的水冲淋混凝土表面，以保证充分湿润和防止表面温度降低过快。最后用塑料薄膜覆盖保水，养护10 d～14 d。

2.5 智能监测

智能监测系统采用新一代无线通讯技术。选用数字半导体传感器测温；测温节点根据数据采集频率要求，将温度传感器模拟信号转为数字信号无线传输至电脑；电脑进行数据存储并分析，当浇筑体内最高温度、里表温差、降温速率等指标异常进行报警。用户根据报警情况及时采取措施，如加大通水流量、加厚表面覆盖等。

3 监测成果与对策

根据仿真分析成果，承台布置4个测温点，台柱布置2个测温点。每个测温点高度方向上布置3个传感器；布置1个环境温度测点；进水口布置2个温度测点，出水口布置4个温度测点。

1)浇筑体内部最高温度超过警报温度65 ℃。混凝土中心层难散热，混凝土入模1 d～2 d后，温度达到极值。

对策：进一步加大冷却水流量或者降低冷却水温度。但需注意冷却水和混凝土最高温度温差不宜超过25 ℃，否则冷却水管附近容易产生微裂纹。

2)浇筑体中心层和上表层温差超过警报温差20 ℃。上表层热量易扩散，中心层热量较难散发，里表温差容易超过警报值。

对策：进一步加大冷却水流量降低中心层混凝土温度。在混凝土表面覆盖保温材料，防止上表层温度降低过快。

3)浇筑体降温速率超过警报值2 ℃/d。近海风大，混凝土表面散热快，降温速率容易超过警报值。

对策：在混凝土表面覆盖保温材料，减少混凝土表面的热扩散，延长散热时间，降低混凝土浇筑体的降温速率。

4)进出口水温度与浇筑体内部温度温差超过警报值25 ℃。混凝土入模后，浇筑体温度经历上升过程，这时候容易导致温差过大。

对策：升温期，宜采取加大冷却水流量的方式降低浇筑体内部温度。降低冷却水温度，易导致冷却水管周围产生微裂缝。

4 结语

通过采取控制入模温度、保证浇筑质量、加强保温养护和智能监测等防裂措施，特别是冷却水降温工艺，成功的解决了风机基础出现裂缝的难题，达到了预期的效果，可为类似工程借鉴。

[1] 刘禅洪，高 丽.大跨连续刚构桥大体积混凝土承台温控措施[J].重庆交通大学学报，2008(11)：888-891.

[2] 王潇洲.大体积混凝土施工的养护措施及温度应力计算[J].铁道建筑，2011(8):136-138.

On control over temperature cracks of fan base and its implementation effect

Chen Liang Ke Minyong

(NanjingHydraulicResearchInstitute,Nanjing210024,China)

According to the construction features of the fan base of some project, the paper illustrates the controlling measures over the temperature cracks of the fan base from the allocation of cooling pipes, control over the placing temperature, guarantee of the grouting quality, and promotion of the concrete maintenance and intelligent controlling, and points out the site temperature supervision, and proves by the implementation that there is no temperature cracks in the fan base, so it achieves the expected effect.

fan base, large concrete, temperature control, cooling water

1009-6825(2016)27-0096-02

2016-07-11

陈 亮(1984- )，男，工程师； 柯敏勇(1970- )，男，教授级高级工程师

TU745

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