CN108867721B - 一种风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法；属于建构筑物结构检测评估技术领域；包括如下步骤：(1)风机基础环顶部水平度检测；(2)风机塔筒内部台柱裂缝特征检测；(3)穿孔钢筋破损情况检测；(4)基础混凝土与基础环侧壁的脱空检测；(5)钢筋(基础顶面、侧面)数量和间距、保护层厚度检测；(6)基础混凝土密实度检测；(7)下法兰周边混凝土破损情况检测；(8)混凝土强度检测。本发明的风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法通过多种检测手段，进行自上而下全方位的检测，并在尽可能减小结构损伤的情况下，定量地得出风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤。

Description

一种风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法

技术领域

本发明涉及一种风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法，适用于新能源典型风机基础的缺陷检测，属于建构筑物结构检测评估技术领域。

背景技术

目前，我国已经成为全球风力发电规模最大、增长最快的市场，但风电在快速发展的同时，也出现了一些问题，特别是在风机基础方面。由于风电各项技术均是从国外引进，风机基础无论从设计、施工还是设备埋件，均是引进后加以推广，在快速扩张的同时，已经暴露出了比较多的问题，风机安全事故常有发生。而风机事故轻则导致停止运转，重则导致风机完全损坏，单台风机造价一般可达数千万，如果发生事故，损失极为严重。

目前针对风机的暂无成型的检测技术，当前的检测手段主要是常规诊断方法，针对性不强，且风机基础尺寸很大，台柱内含钢量高，又有穿孔筋和基础环的影响，使用常规检测手段难以发现内部缺陷。同时在近些年的运行过程中，大量按照规范进行设计、施工和运行的风机基础仍出现了损伤，很有必要对其检测方法进行探究。

因此，提供一种能够为风机基础的缺陷评估及后续处理获取提供准确依据的风机基础的专用无损检测方法就成为该技术领域急需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够为风机基础的缺陷评估及后续处理获取提供准确依据的风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法，包括如下步骤：

(1)风机基础环顶部水平度检测：通过对风机基础环顶部水平度检测，得出风机基础环不同部位的高度差，初步判定基础环是否已存在变形等损伤；

(2)风机塔筒内部台柱裂缝特征检测：包括裂缝长度、宽度、深度、裂缝分布位置，通过裂缝特征的检测，初步判定基础下法兰处损伤对上部造成的影响程度；

(3)穿孔钢筋破损情况检测：穿孔钢筋横穿基础环内外，当下法兰处混凝土锚固破坏，存在一定倾斜时，可能会将穿孔钢筋截断或使其变形；检测时，选择有代表性位置剔凿，对穿孔钢筋破损情况进行检测，通过该项检测，一方面判断下法兰处的破损情况，另一方面穿孔钢筋若本身破坏也会影响结构的整体安全性能；

(4)基础混凝土与基础环侧壁的脱空检测：测量脱空深度方法与步骤(2)所述裂缝深度测量方法相同，得到脱空深度；

(5)钢筋(基础顶面、侧面)数量和间距、保护层厚度检测：用钢筋探测仪对基础顶面、侧面进行检测，本步骤可获得钢筋的实际布置情况；

(6)基础混凝土密实度检测：通过冲击回波法进行检测，本步骤可获得基础混凝土是否存在较大空隙或孔洞等质量问题；

(7)下法兰周边混凝土破损情况检测：在基础环实测最高点和最低点，通过分段钻孔取芯(钻至基础环下法兰盘上、下位置)，观察孔壁或芯样密实度及下法兰周边混凝土破损情况；

(8)混凝土强度检测：采用钻芯法对步骤(7)钻取的芯样进行混凝土强度检测。

优选地，所述步骤(1)中所述高度差是最高点与最低点位置的高度差。

优选地，所述步骤(1)中所用的仪器包括：全站仪、水准仪或水平仪。

优选地，所述步骤(2)中所采用的仪器分别为钢卷尺、裂缝测宽仪、非金属超声检测仪等。

优选地，所述步骤(2)中，台柱顶面会形成一定的破碎区域，此时通过选取有代表性位置，局部剔凿破碎层对台柱混凝土破碎深度进行检测。

优选地，所述步骤(2)中所述局部剔凿破碎层所采用的设备为电镐、卷尺。

优选地，所述步骤(3)中所述有代表性位置指的是基础环最高点和最低点的位置。

优选地，所述步骤(3)中所采用的设备为电镐、放大镜、直角尺。

优选地，所述步骤(7)中所采用的设备为钻孔机、内窥镜。

优选地，所述步骤(7)的具体步骤如下：

1)、根据步骤(1)，分别在基础环最高、最低处开挖基础(长×宽×高可分别为1500×1000×1000mm)，露出基础台柱侧面；

2)、采用钻芯及分段钻孔取芯，钻孔直径外大内小，尽量避开钢筋(可采用钢筋扫描仪探测)，以便能直接观察到下法兰部分区域；

3)、采用内窥镜观察下法兰上部、下部混凝土是否存在空洞及其分布范围。

优选地，所述步骤(8)中，由于芯样较长(约1m左右)，可分段检测芯样强度，由此得出风机基础从外向内混凝土的实际强度等级及其变化趋势，便于后续的分析处理。

优选地，所述步骤(8)中所述分段可分为3-5段。

本发明的优点：

本发明的风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法是一种风机基础的专用无损检测方法，多种检测手段，自上而下全方面准确把握结构损伤现状，在尽可能减小结构损伤的情况下，使检测对结构整体全覆盖；可对出现损伤的风机基础进行有效诊断，为后续分析基础损伤原因、评价现有损伤对基础安全性的影响提供全面、准确的依据；同时为设计、施工、运行各阶段提供借鉴，从源头上采取措施，改进设计方法、施工工艺、管理方式，避免类似事故反复发生。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

附图说明

图1为风机基础的剖面结构示意图。

图2为本发明实施例1的风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法中裂缝特征检测示意图。

图3为本发明实施例1的风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法中基础顶面混凝土密实度测线布置示意图。

图4为本发明实施例1的风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法中基础侧面混凝土密实度测线布置示意图。

图5为本发明实施例1的风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法中斜向钻孔示意图(剖面)。

具体实施方式

实施例1

对风机基础进行检测，如图1所示，为风机基础的剖面结构示意图，其中基础为C40钢筋混凝土，基础环的总高度为1900毫米，埋在钢筋混凝土内部的高度为1900毫米，位于外部的为300毫米；如图2所示同，为本发明实施例1的风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法中裂缝特征检测示意图，图2详细标明了裂缝的位置、走向，同时各条裂缝均注明了编号、长度(mm)、宽度(mm)，使裂缝特征能够清晰的显示；如图3所示，为本发明实施例1的风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法中基础测面混凝土密实度测线布置示意图，图3中标明了侧面各测线的位置、编号及间距，便于确定缺陷位置；如图4所示，为本发明实施例1的风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法中基础顶面混凝土密实度测线布置示意图，图4中标明了顶面各测线的位置、编号及间距，便于确定缺陷位置；如图5所示，为本发明实施例1的风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法中斜向钻孔示意图(剖面)。

为实现对风机环锚固的无损检测，本发明的风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法，包括如下步骤：

(1)风机基础环顶部水平度检测：通过对风机基础环顶部水平度检测，得出风机基础环不同部位，特别是最高点与最低点位置的高度差，初步判定基础环是否已存在变形等损伤；采用的仪器包括：全站仪、水准仪、水平仪；

分别在基础环最高、最低处开挖基础(长×宽×高可分别为1500×1000×1000mm)，露出基础台柱侧面；

如：对风机基础进行实际检测，结果见下表1；

表1基础环倾斜度检测结果

最大高差为7mm，倾斜度为1.75(‰)。

(2)风机塔筒内部台柱裂缝特征检测：包括裂缝长度、宽度、深度、裂缝分布位置，通过裂缝特征的检测，初步判定基础下法兰处损伤对上部造成的影响程度，采用的仪器分别为钢卷尺、裂缝测宽仪、非金属超声检测仪等；部分情况下，台柱顶面会形成一定的破碎区域，此时通过选取有代表性位置，局部剔凿破碎层对台柱混凝土破碎深度进行检测，可采用的设备为电镐、卷尺等；本步骤可初步判定基础损伤在最顶部的反映；

对风机塔筒内部台柱裂缝特征检测，实际裂缝深度检测结果见下表2；

表2：混凝土裂缝深度检测结果

(3)穿孔钢筋破损情况检测：穿孔钢筋横穿基础环内外，当下法兰处混凝土锚固破坏，存在一定倾斜时，可能会将穿孔钢筋截断或使其变形；检测时，选择有代表性位置(第(1)步中所提到的基础环最高、最低点检测到的钢筋破损的典型破损情况)剔凿，对穿孔钢筋破损情况进行检测，通过该项检测，一方面判断下法兰处的破损情况，另一方面穿孔钢筋若本身破坏也会影响结构的整体安全性能，采用的设备为电镐、放大镜、直角尺；

(4)基础混凝土与基础环侧壁的脱空检测：测量脱空深度方法同裂缝深度测量，采用仪器为非金属超声检测仪；本步骤可判断基础损伤后基础环筒壁与混凝土的粘结情况；风机实际脱空深度可参考表3；

所述步骤(4)进一步通过检测混凝土中竖向裂缝方法，得到脱空深度；

表3：基础混凝土与基础环侧壁的脱空检测

检测位置(螺栓编号)	脱空深度(mm)	检测位置(测点编号)	脱空深度(mm)
				1	815	2	582
3	224	4	236

(5)钢筋(基础顶面、侧面)数量和间距、保护层厚度检测：用钢筋探测仪对基础顶面、侧面进行检测，本步骤可获得钢筋的实际布置情况；

(6)基础混凝土密实度检测：通过冲击回波法进行检测，本步骤可获得基础混凝土是否存在较大空隙或孔洞等质量问题；

所述步骤(6)进一步通过冲击回波法检测得到基础台柱在顶部及侧面区域存在的不密实、空隙等缺陷；

(7)下法兰周边混凝土破损情况检测：在基础环实测最高点、最低点，通过分段钻孔取芯(钻至基础环下法兰盘上、下位置)，观察孔壁或芯样密实度及下法兰周边混凝土破损情况，采用的设备为钻孔机、内窥镜；

具体步骤如下：

1)、根据步骤(1)，分别在基础环最高、最低处开挖基础(长×宽×高可分别为1500×1000×1000mm)，露出基础台柱侧面；

2)、采用钻芯及分段钻孔取芯，钻孔直径外大内小，尽量避开钢筋(可采用钢筋扫描仪探测)，以便能直接观察到下法兰部分区域；

3)、采用内窥镜观察下法兰上部、下部混凝土是否存在空洞及其分布范围；

(8)混凝土强度检测：采用钻芯法对步骤(7)钻取的芯样进行混凝土强度检测，在本步骤中，由于芯样较长(约1m左右)，可分段检测芯样强度(可分为3-5段)，由此得出风机基础从外向内混凝土的实际强度等级及其变化趋势，便于后续的分析处理；

本实施例中实际混凝土强度检测结果可参考表4；

表4：风机基础混凝土抗压强度试验结果

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法，包括如下步骤：

(1)风机基础环顶部水平度检测：通过对风机基础环顶部水平度检测，得出风机基础环不同部位的高度差，初步判定基础环是否已存在变形损伤；

(2)风机塔筒内部台柱裂缝特征检测：包括裂缝长度、宽度、深度、裂缝分布位置，通过裂缝特征的检测，初步判定基础下法兰处损伤对上部造成的影响程度；

步骤(2)中，台柱顶面会形成一定的破碎区域，此时通过选取有代表性位置，局部剔凿破碎层对台柱混凝土破碎深度进行检测；

步骤(2)中所采用的仪器分别为钢卷尺、裂缝测宽仪和非金属超声检测仪；

(3)穿孔钢筋破损情况检测：穿孔钢筋横穿基础环内外，当下法兰处混凝土锚固破坏，存在一定倾斜时，可能会将穿孔钢筋截断或使其变形；检测时，选择有代表性位置剔凿，对穿孔钢筋破损情况进行检测，通过该项检测，一方面判断下法兰处的破损情况，另一方面，穿孔钢筋若本身破坏，也会影响结构的整体安全性能；

(4)基础混凝土与基础环侧壁的脱空检测：测量脱空深度方法与步骤(2)所述裂缝深度测量方法相同，得到脱空深度；

(5)钢筋数量和间距、保护层厚度检测：用钢筋探测仪对基础顶面、侧面进行检测，可获得钢筋的实际布置情况；

(6)基础混凝土密实度检测：通过冲击回波法进行检测，可获得基础混凝土是否存在较大空隙或孔洞质量问题；

(7)下法兰周边混凝土破损情况检测：在基础环实测最高点和最低点，通过分段钻孔取芯，观察孔壁或芯样密实度及下法兰周边混凝土破损情况；

(8)混凝土强度检测：采用钻芯法对步骤(7)钻取的芯样进行混凝土强度检测；

所述步骤(1)中所述高度差是最高点与最低点位置的高度差；

所述步骤(7)的具体步骤如下：

A)、根据步骤(1)，分别在基础环最高处和最低处开挖基础，露出基础台柱侧面；

B)、采用钻芯及分段钻孔取芯，钻孔直径外大内小，避开钢筋，以便能直接观察到下法兰部分区域；

C)、采用内窥镜观察下法兰的上部和下部混凝土是否存在空洞及其分布范围；

所述步骤(3)中所述有代表性位置指的是基础环最高点和最低点的位置；所述步骤(3)中所采用的设备为电镐、放大镜和直角尺；

所述步骤(8)中，分段检测芯样强度，由此得出风机基础从外向内混凝土的实际强度等级及其变化趋势；所述分段分为3-5段。

2.根据权利要求1所述的风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法，其特征在于：所述步骤(1)中所用的仪器包括：全站仪、水准仪或水平仪。

3.根据权利要求2所述的风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法，其特征在于：所述步骤(2)中所述局部剔凿破碎层所采用的设备为电镐和卷尺。

4.根据权利要求3所述的风机基础环锚固缺陷引起的基础损伤的检测方法，其特征在于：所述步骤(7)中所采用的设备为钻孔机和内窥镜。

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