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【摘要】现如今我国风力发电工程的发展速度非常快，在风电工程基础施工建设中，高强预应力管桩受到广泛的应用，高强预应力管桩的特点在于质量可靠、承载力强，本文就对风电工程基础施工中高强预应力管桩技术的应用进行分析，对高强预应力管桩施工中的重点环节进行研究，为同类工程施工提供参考。
【关键词】风电工程；预应力管桩；应用
风能的可持续性好、发电量也非常稳定，因此受到人们的热爱，对于风力资源丰富的地区，开发风电工程是很有必要的，风机基础是风电工程建设的重要部位，风机基础高强预应力管桩施工时风机基础施工的重要环节，因此必须要重视起来，针对出现的问题采取科学有效的处理方式，更好的保证施工的质量。
1、工程概况
某风电场预计安装145台风力发电机，总装机容量201MW，风力发电机组机型为FD77A，转轮半径为33.5米，轮毂高度为61.5米；风电场的升高电压方法为二级升压方式，以220KV线路通入系统。风机基础以重力式现浇钢筋混凝土圆盘形基础，半径为8.5米，基础高度为2.5米，圆台厚度为1米到2.2米，圆墩半径为3.2米，基础深埋为2.2米。
场区地下水的类型为孔隙性潜水类型，通过对水质的分析能够看出，地表水对混凝土结构具有中等腐蚀性，对钢结构具有中等腐蚀性，对钢筋具有较强的腐蚀性，因此必须要采取科学有效的方法避免腐蚀问题的出现，也就是说，场区内的地下水不能用于施工中。
该地区地震动峰值加速度为0.05克，相当于地震基本烈度6度区，设计地震分组为第二组。场地土属软弱场地土，建筑场地类别为Ⅳ类，地震动反应谱特征周期为0.75秒。
2、管桩的构造和质量要求
2.1管桩制造和构造要求
①高强预应力管桩的混凝土等级为C80，管柱外径为0.6米，壁厚为0.13米，上段柱配筋型式为AB型，下段柱为A型，如图1为混凝土预应力管桩。
②管节的长度必须依照设计的需要进行生产，如果没有特殊规定，管节的长度如下：如果桩长不超过15米，应采用1个管节进行制作和运输，不能接桩；如果桩长超过15米，则每15米可以接桩1次。
③管桩的生产是在工厂中进行的，生产企业必须保证混凝土预制构件资质在二级以上，管柱的质量必须为一等品以上。
2.2管桩的质量要求
①外观：局部粘皮和麻面的总面积不能超过0.5%，深度不能超过1厘米同时必须要修补；桩身漏浆的深度不能超过1厘米，每处漏浆的长度不能大于0.3米，总长度不能超过管桩长度的10%；磕损深度不能超过1厘米，每个位置的面积不能超过50平方厘米；不能存在环向和纵向裂缝；接头和装套箍与桩身结合面处的漏浆深度不能超过1厘米，长度不能超过周长的1/4。
②尺寸的偏差允许度如表2所示。
3、管桩的施工技术要求
管桩的施工流程如下：测量定位、桩基就位、第一节桩焊接端头板、对中沉桩、第二节桩接桩、防锈处理、打击沉桩、对齐标高、下一桩位施工。
3.1施工前的准备
①设备选择：结合本工程的实际情况和施工条件，选择步履式桩架，桩架的高度为22米，起吊能力为15吨以上的8吨筒式柴油锤来进行试桩，如果试桩时能够顺利完成，那么后期要选择6吨筒式柴油锤和8吨导杆式柴油锤。
②桩的验收：在运桩之前，必须要对管桩的堆放进行合理的设计和安排，避免管桩的二次搬运；要对管桩逐根进行尺寸、预埋件、桩帽等质量、牢固性进行验收。
③桩位放线：依照设计图纸的基准点和尺寸，小木桩插入地下2分米作为桩位，同时撒上白灰；要在风机平台边标记好测量标记。
3.2沉桩
①要求：沉桩的方式为捶击法，要重锤轻击，要依照桩常来调整锤重和落距；要结合实际情况选择合适的沉桩设备，机身配备D80的柴油式打桩锤，也可以配备液压振动锤。
②管桩施打：沉桩时要选择合适的桩帽和衬垫，桩帽的内径最好大于桩径25毫米、深度为350毫米同时有排气孔；锤垫可以用竖向硬木，厚度在200毫米；桩帽和桩顶之间要配置桩垫，如橡胶、纸垫等，防止桩头的损坏，桩垫锤击后的厚度最好为130毫米，一旦衬垫被打硬要立即更③接桩：接桩是采用钢端板焊接法，当桩段顶端同地面距离1米时就可以接桩；接桩之前要先处理干净，同时加上定位板，把上段桩放到下段桩上，接头处如有空隙就要用楔形铁片填实焊牢，焊口要对称、多人同时进行，尽可能在15分钟内完成；在焊接的过程中，要采取有效的对策防止焊接变形；接桩尽量要在桩尖穿过硬土层之后进行，上下端桩的中心线误差尽量不超过0.3厘米。
④防腐涂层：在焊接完成之后，5分钟左右进行防腐涂层的涂刷，完成10分钟之后再继续沉桩。
⑤打樁顺序：打桩的顺序为先内圈、再中圈、在外圈，另外对于同一圈桩需要间隔至少一根跳打。
⑥其它：当检测完现场桩基之后，可以依照检测的结构适当调整桩长；另外由于挤密原因而导致沉桩工作进展困难时，可以进行预钻孔，所谓预钻孔就是在钻孔的半径小于270毫米，孔的深度小于桩总长的1/3，也可以通过控制打桩的速度来解决。
3.3施工记录
在进行沉桩的过程中，要详细、准确的进行沉桩数据的记录工作，记录的内容包括沉桩时间、桩号、结束时间、间歇时间、每米的锤击数以及贯入度等。
3.4桩顶连接
①桩顶同承台要紧密的连接到一起，在桩顶内要设置托板并放入钢筋骨架，同时在进行风机技术施工前7天以上进行混凝土的浇筑，在浇筑之前要彻底清理管柱内壁的浮浆。
②原则上管桩是不能截桩的，但如果出现特殊情况必须截桩时，先要得到工程师的认可，利用专业的切割器、截桩器等进行切割，不能人工凿桩；在截桩之后，原本焊接在桩顶的钢筋全部改为插芯钢筋，桩顶同承台的连接要依照施工规范进行施工；如果桩顶的高度超过设计高度，要截断桩头，然后用钢筋混凝土接桩。 3.5终止沉桩
终止沉桩的条件以桩长控制为主，贯入度控制为辅。
①第一根桩的总锤击数要掌握在400到1500次之内，同时最后1米要掌握在80到200次之内。
②明确台风风机的桩顶高程，如桩顶高程超过设计高程时，要进行截桩，如桩顶高程低于设计高程时，要接桩至设计高程，后续桩按原设计高程施工并接桩。
③当桩头破碎或桩身出现裂缝、偏移时，要把沉桩记录报告现场监理，仔细分析产生的原因，及时采取有效的解决措施。
3.6允许偏差
管桩允许存在的偏差范围如下：垂直为+20到-50毫米，水平要小于100毫米，垂直度偏差要小于0.5%。
4、管桩施工技术研究
管桩施工中的重点在于控制终桩标准，由于本工程所处的地质条件不均匀，导致勘察地质和试桩工作开展比较困难，同时也是非常重要的一项工作，成为预应力管桩施工的核心所在，下面就对风电工程基础中高强预应力管桩技术施工存在的问题进行简单的说明。
4.1管桩设备选型
高强预应力管桩施工的核心就在于管桩设备的选型，尤其是在平台优化之后，尺寸减少，因此对管桩设备的要求也有所提高，需要具有稳定性高、占地面积小的特点。对轴管式桩机、液压步履式桩机、履带式筒锤桩机三种设备的各类指标进行了对比，最终液压步履式桩机成为主要设备。
4.2管桩施工技术
在进行高强预应力管桩施工的过程中，其重要的三个方面分别是桩位的确定、安全拖送桩以及控制终桩的标准。在具体的施工过程中，最基本的要求就是明确桩位的位置，安全保障是要保证拖送桩，保障施工质量的重点在于控制终桩标准。
①定位放样：在打桩之前要明确定位轴线和控制点，控制点要同打桩区域有一段距离，在打桩时要经常复核控制点，同时测量出桩的中心点并插上竹签，竹签顶部要涂上红油漆，插入的位置要低于地面；对于成片放出的样桩位，在打桩是要校核每条轴线，同时做好定位记录。
②拖送桩：成桩设备安装完成之后，要保证不会移动、倾斜，同时在框架上安置用于观测的装置；桩运至桩架以下轴，通过滑轮进行提升，把桩提升一定高度之后，提高一组滑轮，使桩尖下降，使桩身旋转至垂直地面的位置，这时桩尖距离地面约半米；这时就可以把桩送入龙门导杆内，把桩安放在桩位上，然后连接桩和导杆，必须要保证稳定性。要在桩顶铺设厚布垫，慢慢的把桩垂落到桩顶上沉入土中；在浇筑的过程中要及时排除泌水，不能移位、扭曲；在浇筑时要安排专门负责人看守，避免跑模的问题出现；浇筑过程中的温度要保证在18度之内。
总结
通过上述分析能够看出，高强预应力管桩技术在风电工程基础中的应用是非常广泛的，一方面不会对环境造成污染，另一方面也能很好的保证柱身的质量，另外采用预应力管柱技术还能降低工程的资金造价，所以在风电工程基础施工中应用高强预应力管桩技术是可行的，能够获得很好的效果。
参考文献
[1]赵应平.关于静压高强预应力管桩施工技术的应用[J].科技致富向导，2012，（18）：151+250.
[2]王平.预应力管桩施工技术在工程建设中的应用[J].黑龙江科技信息，2014，（03）：175.
[3]段君瑛.靜压高强预应力管桩施工技术及质量控制[J].山西建筑，2008，（09）：201-202.
[4]郝鹏.沿海地区珊瑚岩地层预应力管桩关键施工技术研究[J].铁道建筑，2012，（11）：106-109.
【关键词】风电工程；预应力管桩；应用
风能的可持续性好、发电量也非常稳定，因此受到人们的热爱，对于风力资源丰富的地区，开发风电工程是很有必要的，风机基础是风电工程建设的重要部位，风机基础高强预应力管桩施工时风机基础施工的重要环节，因此必须要重视起来，针对出现的问题采取科学有效的处理方式，更好的保证施工的质量。
1、工程概况
某风电场预计安装145台风力发电机，总装机容量201MW，风力发电机组机型为FD77A，转轮半径为33.5米，轮毂高度为61.5米；风电场的升高电压方法为二级升压方式，以220KV线路通入系统。风机基础以重力式现浇钢筋混凝土圆盘形基础，半径为8.5米，基础高度为2.5米，圆台厚度为1米到2.2米，圆墩半径为3.2米，基础深埋为2.2米。
场区地下水的类型为孔隙性潜水类型，通过对水质的分析能够看出，地表水对混凝土结构具有中等腐蚀性，对钢结构具有中等腐蚀性，对钢筋具有较强的腐蚀性，因此必须要采取科学有效的方法避免腐蚀问题的出现，也就是说，场区内的地下水不能用于施工中。
该地区地震动峰值加速度为0.05克，相当于地震基本烈度6度区，设计地震分组为第二组。场地土属软弱场地土，建筑场地类别为Ⅳ类，地震动反应谱特征周期为0.75秒。
2、管桩的构造和质量要求
2.1管桩制造和构造要求
①高强预应力管桩的混凝土等级为C80，管柱外径为0.6米，壁厚为0.13米，上段柱配筋型式为AB型，下段柱为A型，如图1为混凝土预应力管桩。
②管节的长度必须依照设计的需要进行生产，如果没有特殊规定，管节的长度如下：如果桩长不超过15米，应采用1个管节进行制作和运输，不能接桩；如果桩长超过15米，则每15米可以接桩1次。
③管桩的生产是在工厂中进行的，生产企业必须保证混凝土预制构件资质在二级以上，管柱的质量必须为一等品以上。
2.2管桩的质量要求
①外观：局部粘皮和麻面的总面积不能超过0.5%，深度不能超过1厘米同时必须要修补；桩身漏浆的深度不能超过1厘米，每处漏浆的长度不能大于0.3米，总长度不能超过管桩长度的10%；磕损深度不能超过1厘米，每个位置的面积不能超过50平方厘米；不能存在环向和纵向裂缝；接头和装套箍与桩身结合面处的漏浆深度不能超过1厘米，长度不能超过周长的1/4。
②尺寸的偏差允许度如表2所示。
3、管桩的施工技术要求
管桩的施工流程如下：测量定位、桩基就位、第一节桩焊接端头板、对中沉桩、第二节桩接桩、防锈处理、打击沉桩、对齐标高、下一桩位施工。
3.1施工前的准备
①设备选择：结合本工程的实际情况和施工条件，选择步履式桩架，桩架的高度为22米，起吊能力为15吨以上的8吨筒式柴油锤来进行试桩，如果试桩时能够顺利完成，那么后期要选择6吨筒式柴油锤和8吨导杆式柴油锤。
②桩的验收：在运桩之前，必须要对管桩的堆放进行合理的设计和安排，避免管桩的二次搬运；要对管桩逐根进行尺寸、预埋件、桩帽等质量、牢固性进行验收。
③桩位放线：依照设计图纸的基准点和尺寸，小木桩插入地下2分米作为桩位，同时撒上白灰；要在风机平台边标记好测量标记。
3.2沉桩
①要求：沉桩的方式为捶击法，要重锤轻击，要依照桩常来调整锤重和落距；要结合实际情况选择合适的沉桩设备，机身配备D80的柴油式打桩锤，也可以配备液压振动锤。
②管桩施打：沉桩时要选择合适的桩帽和衬垫，桩帽的内径最好大于桩径25毫米、深度为350毫米同时有排气孔；锤垫可以用竖向硬木，厚度在200毫米；桩帽和桩顶之间要配置桩垫，如橡胶、纸垫等，防止桩头的损坏，桩垫锤击后的厚度最好为130毫米，一旦衬垫被打硬要立即更③接桩：接桩是采用钢端板焊接法，当桩段顶端同地面距离1米时就可以接桩；接桩之前要先处理干净，同时加上定位板，把上段桩放到下段桩上，接头处如有空隙就要用楔形铁片填实焊牢，焊口要对称、多人同时进行，尽可能在15分钟内完成；在焊接的过程中，要采取有效的对策防止焊接变形；接桩尽量要在桩尖穿过硬土层之后进行，上下端桩的中心线误差尽量不超过0.3厘米。
④防腐涂层：在焊接完成之后，5分钟左右进行防腐涂层的涂刷，完成10分钟之后再继续沉桩。
⑤打樁顺序：打桩的顺序为先内圈、再中圈、在外圈，另外对于同一圈桩需要间隔至少一根跳打。
⑥其它：当检测完现场桩基之后，可以依照检测的结构适当调整桩长；另外由于挤密原因而导致沉桩工作进展困难时，可以进行预钻孔，所谓预钻孔就是在钻孔的半径小于270毫米，孔的深度小于桩总长的1/3，也可以通过控制打桩的速度来解决。
3.3施工记录
在进行沉桩的过程中，要详细、准确的进行沉桩数据的记录工作，记录的内容包括沉桩时间、桩号、结束时间、间歇时间、每米的锤击数以及贯入度等。
3.4桩顶连接
①桩顶同承台要紧密的连接到一起，在桩顶内要设置托板并放入钢筋骨架，同时在进行风机技术施工前7天以上进行混凝土的浇筑，在浇筑之前要彻底清理管柱内壁的浮浆。
②原则上管桩是不能截桩的，但如果出现特殊情况必须截桩时，先要得到工程师的认可，利用专业的切割器、截桩器等进行切割，不能人工凿桩；在截桩之后，原本焊接在桩顶的钢筋全部改为插芯钢筋，桩顶同承台的连接要依照施工规范进行施工；如果桩顶的高度超过设计高度，要截断桩头，然后用钢筋混凝土接桩。 3.5终止沉桩
终止沉桩的条件以桩长控制为主，贯入度控制为辅。
①第一根桩的总锤击数要掌握在400到1500次之内，同时最后1米要掌握在80到200次之内。
②明确台风风机的桩顶高程，如桩顶高程超过设计高程时，要进行截桩，如桩顶高程低于设计高程时，要接桩至设计高程，后续桩按原设计高程施工并接桩。
③当桩头破碎或桩身出现裂缝、偏移时，要把沉桩记录报告现场监理，仔细分析产生的原因，及时采取有效的解决措施。
3.6允许偏差
管桩允许存在的偏差范围如下：垂直为+20到-50毫米，水平要小于100毫米，垂直度偏差要小于0.5%。
4、管桩施工技术研究
管桩施工中的重点在于控制终桩标准，由于本工程所处的地质条件不均匀，导致勘察地质和试桩工作开展比较困难，同时也是非常重要的一项工作，成为预应力管桩施工的核心所在，下面就对风电工程基础中高强预应力管桩技术施工存在的问题进行简单的说明。
4.1管桩设备选型
高强预应力管桩施工的核心就在于管桩设备的选型，尤其是在平台优化之后，尺寸减少，因此对管桩设备的要求也有所提高，需要具有稳定性高、占地面积小的特点。对轴管式桩机、液压步履式桩机、履带式筒锤桩机三种设备的各类指标进行了对比，最终液压步履式桩机成为主要设备。
4.2管桩施工技术
在进行高强预应力管桩施工的过程中，其重要的三个方面分别是桩位的确定、安全拖送桩以及控制终桩的标准。在具体的施工过程中，最基本的要求就是明确桩位的位置，安全保障是要保证拖送桩，保障施工质量的重点在于控制终桩标准。
①定位放样：在打桩之前要明确定位轴线和控制点，控制点要同打桩区域有一段距离，在打桩时要经常复核控制点，同时测量出桩的中心点并插上竹签，竹签顶部要涂上红油漆，插入的位置要低于地面；对于成片放出的样桩位，在打桩是要校核每条轴线，同时做好定位记录。
②拖送桩：成桩设备安装完成之后，要保证不会移动、倾斜，同时在框架上安置用于观测的装置；桩运至桩架以下轴，通过滑轮进行提升，把桩提升一定高度之后，提高一组滑轮，使桩尖下降，使桩身旋转至垂直地面的位置，这时桩尖距离地面约半米；这时就可以把桩送入龙门导杆内，把桩安放在桩位上，然后连接桩和导杆，必须要保证稳定性。要在桩顶铺设厚布垫，慢慢的把桩垂落到桩顶上沉入土中；在浇筑的过程中要及时排除泌水，不能移位、扭曲；在浇筑时要安排专门负责人看守，避免跑模的问题出现；浇筑过程中的温度要保证在18度之内。
总结
通过上述分析能够看出，高强预应力管桩技术在风电工程基础中的应用是非常广泛的，一方面不会对环境造成污染，另一方面也能很好的保证柱身的质量，另外采用预应力管柱技术还能降低工程的资金造价，所以在风电工程基础施工中应用高强预应力管桩技术是可行的，能够获得很好的效果。
参考文献
[1]赵应平.关于静压高强预应力管桩施工技术的应用[J].科技致富向导，2012，（18）：151+250.
[2]王平.预应力管桩施工技术在工程建设中的应用[J].黑龙江科技信息，2014，（03）：175.
[3]段君瑛.靜压高强预应力管桩施工技术及质量控制[J].山西建筑，2008，（09）：201-202.
[4]郝鹏.沿海地区珊瑚岩地层预应力管桩关键施工技术研究[J].铁道建筑，2012，（11）：106-109.