风电场减少沉桩爆桩率研究

崔兵政

【摘 要】当前风电项目发展迅速，风机基础是整个风电场工程质量的重要组成部分，对于确保工程质量、保证工程进度、降低工程造价等方面，风机基础是风机塔筒的底座，承载其全部重量，肩负了支撑、抗震、抗强风等情况在内的全部受力情况。它的坚固与耐久，对风机的安全、稳定运行起到了关键性的作用。

【关键词】风电基础;沉桩;技术

1 概述

1.1 研究背景

提高安全性，提升施工质量。通过合理选择机械和制作限位装置，进行沉桩作业，提高作业效率，减少爆桩率进而提高管桩整体完好性从而减少安全隐患。

1.2 研究内容和目标

沉桩机械的选择，选用冲击力合适的沉桩机械，以既能使管桩承受最小冲击力又能使管桩快速进入地层;沉桩前管桩垂直度的控制，使重锤的冲击力点始终与管桩中心重合，避免发生偏移产生管桩受力不均制作送桩装置限位，防止送装装置在沉桩中发生偏移，从而导致重锤的冲击力点与管桩中心发生偏移。

1.2.1 研究内容

临西县万辉150MW风电场（一期100MW）工程，风电机组基础采用桩基承台形式，承台为直径17.2m的C40钢筋混凝土圆形重力扩展结构，配置HRB400E钢筋。风电机组承台下部分别布置有44根（41基）、54根（3基）及64根（1基）直径50cm的C80PHC（AB型）管桩，管桩壁厚125mm，桩长15m～22m。共计44个基础，需沉桩2030根。目前已沉桩1722根，180根桩头爆裂现象，占比10.4%，爆裂率较高，对沉入地下部分管桩整体完好性的存在不确定性，存在安全隐患国内外研究的情况。

1.2.2 项目研究目标

提高安全性，提升施工质量。通过合理选择机械和制作限位装置，进行沉桩作业，提高作业效率，减少爆桩率进而提高管桩整体完好性从而减少安全隐患

1.3 依托项目的工程概况

临西万辉150兆瓦（一期100兆瓦）风电场项目位于河北省邢台市临西县，共计44个风机基础

1.4 研究方法及技术路线

（1）研究方法

以临西万辉150兆瓦（一期100兆瓦）风电场项目X15风机基础为例，风电机组承台下部分别布置有44根，直径50cm的C80PHC（AB型）管桩，管桩壁厚125mm，桩长18m（8m+8m），

（2）技术路线

按照“分析→策划→论证技术方案→方案实施→过程监督控制→整体验收”的总体思路，研究风电场沉桩爆桩率。

1.5 主要创新点

1.5.1 新工艺

送桩装置限位施工工艺的创新

1.6 经济效益和社会效益

减少管桩爆头率，减少人工截桩

2 研究内容

2.1 关键技术

通过实验、对比、分析的方法，提高了施工效率，降低了施工成本，确保了施工质量。

2.2 操作流程图

运桩 → 桩机组装、场地 →基础划线→沉桩→接桩→送桩

2.3 操作说明

2.3.1运桩：根据打桩顺序合理安排管桩，以避免二次搬运，临时堆放采用两个点，上层桩的支点与下层桩支点必须在同一垂直线上，利用打桩机配置的卷扬机进行拖运。

2.3.2 桩机组装、场地：打桩机现场场地平整，用水准仪测平，以免影响打桩垂直度

2.3.3 基础划线：根据图纸要求，用GPS定位中心点，并用钢卷尺拉出每个管桩的位置中心，用木棒标识清楚。

2.3.4 沉桩：起吊前桩锤提升到要求高度，以免桩身碰撞桩锤、桩帽，起吊后管桩垂直对准GPS对位点，桩帽徐徐松下，插入土里，位置准确，桩帽缓缓放下，扣好桩帽，使桩锤、桩帽、桩身三者处于一条直线上，起锤时，先轻压，关闭油门冷锤轻击数下，待桩入土1m左右时，用经纬仪双向检查桩锤、桩帽、桩身是否处于一条直线上，送桩随送随打不宜间隔太长，沉桩至设计标高时，严格注意贯入度或送桩标高。

2.3.5 接桩：钢板厚度10，切割成4块500*500*10的钢板，焊成一个正方形的盒子（满焊），盒子下方四颗螺栓（M16）安装，利用拧紧的方式固定在管桩上，当管桩与管桩对缝焊接时，此装备安装在管桩头上，让第二节管桩精准的放在第一节桩头上，并用全站仪测量桩身垂直度，因为桩的垂直度关乎着管桩爆头率，除非沉桩下方有石头或者重物导致管桩头爆裂。

2.3.6送桩：沉桩至设计标高。转移桩机至下一个桩位点。

3 主要研究成果：

3.1 经济效益

施工中能减少锤击桩施工爆头率，提高施工质量

减少截桩，节省人工投入

4 主要结论

1、管桩爆头分别是以下原因：

（1）、管桩爆头发生在0cm-80cm范围，主要原因是施工不规范，操作不当，在施工过程中不按照施工技术规范及设计要求进行操作，桩身垂直度偏差过大，第一节桩身垂直度控制不好，容易造成第二节偏斜，在压桩过程中桩身偏心受力过大。

（2）、压桩力过大超过桩身极限承载力，

（3）、桩身质量缺陷，石子粒径过大，含风化碎石、砼不密等质量问题。

（4）、另外引起桩爆的原因是管桩下方存在有不明障碍物。

2、新装置试用

（1）、新装置在安装过程很简单，

參考文献：

[1]汪安乐，丁明华，秦山虎，等.改进预制桩桩头工艺，降低锤击桩爆桩率[J].中国建筑金属结构，2013，（33）：82-82

[2]查卫良，王定宝.桥梁钻孔桩桩头截除环切工艺技术应用[J].民营科技，2016，（2）：79-80.doi：10.3969/j.issn.1673-4033.2016.02.076

[3]周泼，孔令正.浅谈锤击管桩穿透密实砂夹层的有效措施[J].中国高新技术企业，2009，（23）：189-190.doi：10.3969/j.issn.1009-2374.2009.23.103

（作者单位：中国电建集团贵州工程有限公司）