Móng trụ điện gió: nền tảng cho công trình điện gió vững bền
Đối với các công trình điện gió thì bộ phận móng trụ điện gió đóng vai trò vô cùng quan trọng. Vì sao như vậy? Hãy cùng Công ty điện gió MB tìm kiếm câu trả lời bằng việc tìm hiểu: Móng trụ điện gió là gì? Quy trình thi công móng trụ điện gió như thế nào? Biện pháp thi công móng trụ điện gió là gì? Các loại móng trụ điện gió? Móng trụ điện gió trên biển cấu tạo như thế nào?
Móng trụ điện gió là gì?
Cũng như các công trình kiến trúc khác, móng trụ điện gió đóng một vài trò vô cùng quan trọng trong toàn bộ công trình thi công điện gió. Móng trụ điện gió là bộ phận có kết cấu kỹ thuật xây dựng bên dưới cùng của công trình điện gió, là bộ phận nền, chống đỡ phần trụ và tuabin gió phía trên.
Chính vì đảm nhiệm chức năng trực tiếp chịu tải trọng của toàn bộ công trình đồ sộ, cho nên phần móng trụ điện gió phải được thi công theo một quy trình đúng kỹ thuật và khoa học để đảm bảo công trình thi công không bị lún gây ra nứt hoặc đổ vỡ cho toàn bộ công trình điện gió phía trên. Có thể nói, phần móng trụ điện gió chính là bộ phận cốt lõi quyết định cho sự kiên cố, bền vững và là nền tảng vững chắc nâng đỡ toàn bộ công trình thi công điện gió.
Tuy nhiên, với công trình điện gió trên đất liền thì công tác thi công móng trụ điện gió có phần tương tự với các công trình kiến trúc khác, trong khi đó, đối với các công trình điện gió trên biển, phần móng trụ điện lại là một bài toán phức tạp hơn rất nhiều. Và cũng từ đây, nhiều biện pháp thi công móng trụ điện gió trên biển đã được đưa ra để tối ưu và giải quyết những nan đề kèm theo.
Quy trình thi công móng trụ điện gió:
Như đã nói trên, phần móng trụ điện gió đóng vai trò cốt lõi trong sự bền vững, kiên cố cố của toàn bộ công trình. Chính vì vậy, để đảm bảo công trình điện gió hoạt động hiệu quả và trường tồn theo thời gian, quy trình thi công điện gió phải được thực hiện theo đúng kỹ thuật, khoa học với những bước sau:
- Bước 1: Khảo sát địa điểm thi công dự kiến. Qua quá trình khảo sát, các đơn vị thi công nắm được kết cấu địa chất, cấu trúc các tầng đất, điều kiện nước chảy, độ ẩm, khả năng giữ nước. Ngoài ra còn phải kiểm tra điều kiện thời tiết, điều kiện vận tải, tình trạng khu vực dân cư và các yếu tố khác.
- Bước 2: Xử lý mặt bằng thi công và thiết kế cấu trúc móng trụ điện gió: Dựa vào các dữ liệu khảo sát nhân công và các chuyên gia sẽ đưa ra giải pháp thi công dựa trên điều kiện địa chất và chỉnh lý bản thiết kế sao cho phù hợp nhất.
- Bước 3: Tiến hành thi công móng trụ điện gió theo kế hoạch: Các công tác thi công móng trụ sẽ được thực hiện theo quy trình đặc thù, với các bước cơ bản: Đào hố móng: làm phẳng mặt hố móng; đổ bê tông lót và cắt đầu cọc;…
- Bước 4: Kiểm tra tổng quát, tiến hành các công đoạn tiếp theo: Sau khi phần móng trụ điện gió, các chuyên gia, chuyên viên kiểm định lại chất lượng và kết cấu móng tổng quát một lần, sau đó sẽ tiến hành giai đoạn tiếp theo như, lắp đặt trụ, lắp ráp tuabin điện gió…
Giải pháp thi công móng trụ điện gió
Chính bởi vì tính chất đặc thù của kiến trúc công trình điện gió, nên phần móng trụ điện gió sẽ có những giải pháp kỹ thuật thi công riêng biệt.
Dựa trên hình thức chung để nói một cách tổng quát thì bộ phận móng trụ điện gió điển hình cho một tuabin công suất 1 MW sẽ có đường kính khoảng 15 m và sâu 1,5 – 3,5 m. Các tuabin trong khoảng công suất từ 1 đến 2 MW thường sử dụng 130 – 240 m3 bê tông cho nền móng. Hình thức móng cọc thường được sử dụng trong điều kiện nền đất yếu và có thể cần ít bê tông hơn. Đối với tuabin 900 kW, nền móng hình khuyên (annular foundation) điển hình sẽ bao gồm các đường kính 5,3 m và 3,6 m được chôn ở độ sâu 10 m.
Chi phí xây dựng nền móng trụ điện gió sẽ phụ thuộc nhiều vào kích thước tuabin và phần nền móng trụ điện có thể chiếm một tỷ trọng đáng kể trong tổng chi phí cho một dự án thi công điện gió. Chính vì vậy, việc lên kế hoạch thiết kế, lựa chọn vật liệu thi công một cách thông minh hợp lý, sẽ giúp bạn tiết kiệm ngân sách và đảm bảo yếu tố an toàn và hiệu quả.
Công nghệ thi công móng trụ điện gió:
Có thể nói, công trình tuabin điện gió là dạng công trình kiến trúc cao tầng điển hình, với chiều cao trung bình của trụ tính từ mặt đất là khoảng 90m – 130m. Chính vì vậy, phần nền móng trụ điện gió phải chịu tải trọng cực lớn từ phần trụ điện và tuabin điện gió trên đỉnh, vì vậy, chúng nhận một mômen lật rất lớn.
Các công trình điện gió trên bờ có thể được thi công với 3 loại móng trụ điện gió sau đây: dạng móng đơn (the shallow mat extension), móng có thanh giằng (the braced foundation), móng cọc (the underneath piled foundation), móng neo (the uplift anchors).
Phần móng trụ điện gió có thể được thiết kế theo hình tròn hoặc hình bát giác, với đường kính khoảng từ 15m đến 22m.
Dạng móng trụ điện gió đơn (the shallow mat extension):
Phiên đúng tên tiếng anh thì đây là dạng móng nông và trải rộng. Loại móng này tương tự cấu trúc móng đơn của kiến trúc Việt Nam nhưng với phiên bản kích thước lớn hơn với phần nền bê tông đổ chắc chắn, phẳng và tròn.
Ưu điểm: Đây là dạng móng trụ điện gió dễ thiết kế, dễ làm, thời gian xây dựng ngắn, có thể sử dụng rộng rãi cho nhiều loại trụ tuabin gió có công suất lớn. Phù hợp với khu vực đồng bằng và đất đồi.
Nhược điểm: cần diện tích xây dựng lớn, cần hố móng rộng, đòi hỏi nhiều bê tông, thép hơn và không thân thiện với môi trường.
Móng có thanh giằng (the braced foundation):
Đây là dạng móng được thiết kế với các thanh đỡ xung quanh, vừa giúp đảm bảo sự vững chắc, vừa nâng cao thêm phần trụ điện gió.
Ưu điểm: tầng nền nông, mỏng, cần ít bê tông hoặc thép hơn. Phù hợp với khu vực đồng bằng.
Nhược điểm: Diện tích nền móng lớn hơn, tốn nhiều nhân lực đào hố xây dựng, thiết kế phức tạp.
Móng cọc (the underneath piled foundation):
Đúng như tên gọi, phần móng trụ điện gió dạng này được xây dựng với hệ thống cọc được đặt bên dưới móng để tăng cường sức chống đỡ.
Ưu điểm: Khả năng tải trọng lớn, giảm lún, cân bằng lực tốt. Thích hợp cho vùng bãi bồi ven biển, vùng đầm lầy và vùng đất yếu.
Nhược điểm: Chi phí xây dựng cao, cọc dự ứng lực ảnh hưởng đến các công trình xung quanh, quy trình công nghệ phức tạp.
Trên đây là những dạng hình thiết kế móng trụ trên bờ điển hình. Bởi vì kích thước khổng lồ, nên các công trình móng trụ gió thường cần khối lượng vật liệu lớn, nguồn nhân lực thi công đông, bản thiết kế phức tạp và thường mất lượng lớn thời gian để hoàn thành thi công.
Thi công móng trụ điện gió trên biển
Như đã nói trên, bên cạnh các công trình thi công điện gió trên bờ, thì có một loại hình công trình điện gió đặc biệt hơn, đó à điện gió trên biển. Chính bởi vì cấu trúc và địa điểm thi công đặc thù, cho nên công tác thi công xây dựng phần nền móng trụ điện gió trên biển cũng có phần phức tạp và đòi hỏi chuyên môn kỹ thuật cao hơn.
Để xây dựng phần móng trụ điện gió trên biển hoàn hảo thì trước nhất, các đơn vị nhà thầu phải cho khảo sát các điều kiện sóng biển, thủy triều, bề mặt đáy biển, độ sâu của nước. Bên cạnh đó còn phải suy xét dựa trên các tuyến đường vận tải biển, vị trí tương đối với các khu đánh bắt hải sản, hướng gió, tốc độ và sức gió. Dựa trên những dữ liệu khảo sát, người ta sẽ đề ra những phương án thi công móng trụ gió trên biển sao cho phù hợp với tình trạng, môi trường, ngân sách và điều kiện an toàn.
Dựa trên điều kiện của địa điểm công trình thi công điện gió ngoài khơi, các loại nền móng trụ điện gió trên biển sẽ có những dạng sau đây: Móng dựa trọng lực (Gravity-Based Foundations), trụ đơn (monopile), giàn chân đế kiểu jacket (jacket), kiểu chân đế jacket dạng xoắn (twisted jacket), để nổi căng dây (tension-leg floating platform), để nổi nửa chìm (semi-submersible platform), và trụ phao nổi (spar-buoy).
Mỗi dạng nền móng trụ điện gió trên biển kể trên đều có những ưu và nhược điểm riêng. Chúng sẽ được phát huy tối đa công dụng nếu được ứng dụng và xây dựng trên những điều kiện địa hình, địa chất thích hợp. Chính vì vậy, có thể nói, việc lựa chọn loại hình và nguyên vật liệu để cho xây dựng móng trụ điện gió chính là một trong những yếu tố cốt lõi quyết định sự thành công của một công trình dự án điện gió trên biển và cả trên bờ.
==>> Xem thêm: Thi công điện gió trên bờ, trên biển.
Trên đây là những thông tin về nền móng trụ điện gió mà MBWIND đã cung cấp cho các bạn. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm những kiến thức chi tiết về vấn đề này thì đừng ngần ngại mà liên hệ ngay với chúng tôi nhé!
Trong quá trình hoạt động và phát triển, MBWIND luôn tìm kiếm những những con đường mới, và từ đó không ngừng cải thiết chuyên môn kỹ thuật, mở ra tầm nhìn mới cho các dự án điện gió của quý khách hàng. Chính vì vậy, chúng tôi luôn tự hào mang tới các bạn những giải pháp tối ưu nhất về mọi vấn đề kỹ thuật đối với các dự án công trình điện gió trên bờ và cả trên biển.
Nếu bạn có bất cứ thắc mắc nào và cần được giúp đỡ về các vấn đề liên quan thì hãy kết nối ngay với MBWIND theo đường dây nóng: +84 904 629 636 hoặc thông qua hộp thư điện tử: info@mbwind.com.vn.
MBWIND hân hạnh được đón chào và phục vụ quý khách!