提高風機彈卡式連接混凝土方樁質量的工藝研究與應用

摘? ?要：本文以某100MW風電場工程為載體，針對風機彈卡式連接混凝土方樁質量一次合格率低的問題進行了深入分析，充分挖掘數據規律，得出了彈卡連接件破損是提高樁基一次合格率的重點，并最終確認了“樁帽與樁頭之間緩沖材料選取不當”和“開挖方式不正確，成品保護效果差”為主要原因，針對性的制定了“更換緩沖材料”及制定開挖制度的方案，提高了樁基質量，從而達到提高安裝效率、縮短施工工期、降本增效的目的。

關鍵詞：風機? 樁基? 彈卡式連接? 一次合格率

中圖分類號：TU473.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）06（b）-0048-02

在風電工程建設中風機方樁的質量對機組安裝質量、工期和經濟效益等均有較大影響，而常規風電工程施工中方樁的一次合格率偏低，本項目前期施工的樁基一次合格率僅為81.3%。為提高風機樁基施工質量，提高一次合格率，克服行業施工技術難題，針對如何提高風機彈卡式連接混凝土方樁質量進行了深入的分析，找出了影響樁基質量的主要因素，并制定了針對性預防措施，有效提高了樁基質量。

1? 工程概況

江蘇省某100MW風電場工程，計劃安裝25臺塔筒高度137m的維斯塔斯2.0MW風力發電機和25臺塔筒高度140m的金風2.0MW風力發電機。項目位于江蘇省高郵市，區域內河網密布，魚塘、蝦塘較多。地基巖土主要由上部第四系全新統、上更新統沖積、湖積成因的粉質粘土、粉質粘土、粉土組成。

針對塔筒較高、地基土較軟弱的工程現況，風機塔架基礎采用現澆鋼筋混凝土承臺結構，基礎形式采用擴展承臺+樁基礎。預應力混凝土方樁樁型選用邊長450mm、500mm兩種，使用DD128有覆帶行走功能的導桿式柴油錘，將預制樁沉入持力層。

2? 彈卡式預應力混凝土方樁描述

彈卡式預應力混凝土實心方樁，是按照GB5007《建筑地基基礎設計規范》的要求，研發的一種新型預應力混凝土方樁。具有堅固、防腐、節能、節材、綠色環保和施工便捷、質量可靠等優點，采用彈卡式機械連接加防腐材料填充密封方法，彈卡式連接預應力混凝土方樁，由于使用了全新連接方式，使上、下節樁成為了一個完整的整體，同時能滿足土質有污染條件下的防腐要求，徹底解決了周圍環境對預制樁接頭用鋼板和焊接蝕及電焊時對樁端板和鋼筋電焊再次造成破壞等問題，此外樁身的預應力鋼筋通過連接在墩頭上的螺母與承臺錨固鋼筋上的螺栓連接在一起，保證了預應力鋼筋與承臺錨固鋼筋在同一軸線上，實現了預應力筋必須直接錨入承臺的要求。此產品各項力學性能指標優良，施工時間節約了30%以上，與普通實心方樁相比，大幅度節約了工程項目的樁基礎建設費用，經濟效益顯著。

3? 存在的主要問題

在工程前期的8臺風機共計332根樁施工完成后，經樁位復測、標高檢測、彈卡連接件檢查等常規檢測方法進行驗收，發現一次驗收合格率僅為81.3%，無法滿足業主一次合格率90%的要求。通過現場調查發現，造成樁基礎驗收不合格的主要原因是彈卡連接件破壞，因此降低彈卡連接件破損率可大幅度提高樁基一次驗收合格率。

4? 原因分析

為提高樁基施工質量，主要從“人”、“機”、“料”、“法”、“環”等五個方面入手進行分析，通過綜合、全面的分析，共找出了11個末端原因，詳見表1所示。

通過查閱現場資料和專業文獻，對以上11個末端原因進行了逐個比對、分析、排除，最終確定了導致連接件破損的主要原因是“樁帽與樁頭之間緩沖材料選取不當”和“開挖方式不正確，成品保護效果差”。

5? 解決措施

5.1 緩沖材料問題處理措施

為解決“樁帽與樁身之間緩沖材料選取不當”導致的錘頭下落時對樁身的沖擊力過大，造成樁頭混凝土破碎、連接件破損的問題，采用紙板、木板、橡膠墊三種材料，厚度分別為10mm、30mm、50mm、80mm，用正交試驗法進行試驗。

試驗1：在樁帽與樁身之間放入紙板作為緩沖材料，分別選取10mm、30mm、50mm、80mm厚紙板進行試驗;

試驗2：在樁帽與樁身之間放入木板作為緩沖材料，分別選取10mm、30mm、50mm、80mm厚木板進行試驗;

試驗3：在樁帽與樁身之間放入橡膠墊作為緩沖材料，分別選取10mm、30mm、50mm、80mm厚橡膠墊進行試驗;

通過對試驗結果對比分析后得出結論，采用50mm厚木板、80mm厚木板、50mm厚橡膠墊、80mm厚橡膠墊作為樁帽與樁頭之間的緩沖材料，都可以達到預期目標，但從經濟效益方面分析，決定采用50mm厚木板作為緩沖材料以解決該問題。

5.2 開挖過程成品防護處理措施

為解決風機基礎開挖時的操作不當，造成連接件直接破壞的問題，經過分析決定采用人工配合機械的開挖方式，最大程度保護樁頭及連接件，并進行了如下試驗：

試驗1：在距離樁頂標高100mm時，人工開挖為主，機械為輔;

試驗2：在距離樁頂標高200mm時，人工開挖為主，機械為輔;

試驗3：在距離樁頂標高300mm時，人工開挖為主，機械為輔;

通過對試驗結果對比、分析發現，采用50mm厚木板作為緩沖材料，并且在距離樁頂標高300mm時，人工配合機械開挖的方式，可以到達預期的目標。

5.3 實施后效果反饋

根據以上措施，調整了施工工藝，通過對后續風機樁基檢查驗收發現，風機彈卡式連接混凝土方樁質量一次合格率提高至94.6%。

6? 結語

通過對風機彈卡式連接混凝土方樁一次驗收合格率低的問題進行分析、研究，找到了提高一次驗收合格率的方法，并及時采取了針對性措施，提高了風機安裝效率、縮短了工期，經濟效益明顯。在同類型風機項目的施工過程中，應進一步完善作業指導書，加強施工人員培訓，不斷改進施工方法，提高施工人員技術水平。

參考文獻

[1] 王云飛，陳剛，徐銓彪，等.彈卡式連接預應力混凝土方樁接頭抗拉性能研究[J].防災減災工程學報，2018，38（6）：1003-1011.

[2] 張玉良.風電項目中土建工程技術質量的控制要點分析[J].門窗，2019（22）：214.

[3] 阮文明.風電項目中土建工程技術質量的控制的要點[J].大眾標準化，2019（12）：54，56.

作者簡介：于海濱（1975，12—），男，漢族，山東青州人，大專，中級工程師，研究方向：風電EPC施工組織與管理。