風(fēng)力發(fā)電機(jī)組地基處理

1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組地基處理摘要：風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)地基處理風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)地基處理中，地基處理方案設(shè) 計(jì)直接關(guān)系工程質(zhì)量，做好風(fēng)電機(jī)基礎(chǔ)建設(shè)方案設(shè)計(jì)對(duì)保證發(fā)電廠的安全運(yùn)行非 常重要。本文在某風(fēng)電場(chǎng)工程巖土工程勘察報(bào)告分析基礎(chǔ)上，對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)地基處 理方案進(jìn)行比較，選出采用混凝土灌注樁處理地基的施工方案。關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)；地基處理風(fēng)能是清潔可再生能源，風(fēng)能資源儲(chǔ)量巨大，全球可利用的風(fēng)能達(dá)到 2X107MW,風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電場(chǎng)廣泛分布于山地，平原，海洋等各類地區(qū)?；A(chǔ)建設(shè)中 經(jīng)常遇到熔巖，膨脹土等不良地質(zhì)條件。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)具有承受重復(fù)荷載的特殊性， 對(duì)地基的穩(wěn)定性要求較高，國(guó)家計(jì)劃到2020年底風(fēng)電機(jī)容量達(dá)到300

2、0 x104的目 標(biāo)，風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)建設(shè)任務(wù)艱巨。本文以某地區(qū)特殊地質(zhì)構(gòu)造為例，將風(fēng)電機(jī)車 受力特點(diǎn)與地質(zhì)構(gòu)造相結(jié)合，設(shè)計(jì)技術(shù)可行的地基處理方案。一、工程概況重慶四眼坪風(fēng)電場(chǎng)位于重慶市武隆縣，場(chǎng)區(qū)內(nèi)地貌類型為熔巖侵蝕中低山渠， 地面高程為1466.02-1662.80m,自燃地形坡度為15-30，依據(jù)中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū) 劃圖，場(chǎng)區(qū)50年超越概率10%地震反應(yīng)譜特征周期為0.35s,相應(yīng)的地震基本烈 度小于VI度，機(jī)位地基巖主要有粘性土，基巖等，黏土分布為紅黏土，一般性黏 土。接近基巖溶槽底部為流塑，碎石類土分為礫砂，碎石土，基巖性多為灰?guī)r， 場(chǎng)區(qū)內(nèi)主要不良地質(zhì)作用為巖溶發(fā)育。節(jié)理裂隙發(fā)育，棲霞組巖

3、溶發(fā)育強(qiáng)烈，多 處見(jiàn)有落水洞，洼地，溶溝石芽等巖溶地貌【1】。風(fēng)電場(chǎng)工程裝機(jī)規(guī)模為48MW,風(fēng)機(jī)輪轂高度為70.5m,風(fēng)輪掃掠面積6792m2, 基底埋深3m，物探查明，風(fēng)機(jī)位千層巖溶較發(fā)育，鉆孔揭露的基巖層面高程相 差10m,粘性土承載力低。許多風(fēng)機(jī)位地基為半土半巖不均勻地基。勘探控制深度內(nèi)，場(chǎng)區(qū)地下水類型屬松散巖類孔隙潛水，地下水位埋深5.5- 8.8m,地下水位歷年在八九月份最高，根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)克制，地下水化學(xué)類型為 HCO3-CaNa型水，對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性。巖土工程勘察等級(jí)為乙級(jí)，勘察場(chǎng)地內(nèi)地層分布穩(wěn)定，適宜做建筑場(chǎng)地使用。 根據(jù)區(qū)域地下水實(shí)驗(yàn)資料，地下水與巖土對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性。場(chǎng)地抗震

4、防烈度7 度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。飽和砂土液化評(píng)價(jià)，場(chǎng)地飽和砂土為第叁層，形成 地質(zhì)年代為第四紀(jì)中更新世，可判定為不液化土?？辈靾?chǎng)地第四紀(jì)地層厚度較大， 勘察場(chǎng)地未發(fā)現(xiàn)明顯的活動(dòng)性斷裂痕跡，及不安全隱患。二、風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)本工程風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)采用形式簡(jiǎn)單的八邊形擴(kuò)展基礎(chǔ)，考慮基巖面平整度，不同 覆蓋層厚度，采用六中尺寸的擴(kuò)展基礎(chǔ)，針對(duì)性解決強(qiáng)熔巖地區(qū)復(fù)雜地質(zhì)狀況下 風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)難題。各型號(hào)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)根據(jù)底邊直徑，基礎(chǔ)埋深為A-F六中類型。依據(jù)勘察資料，在地面下5.5-10.5m處有較厚軟弱層，工程地質(zhì)條件差，軟 層下層細(xì)砂密實(shí)，可采用為持力層人工處理地基，滿足基礎(chǔ)極端荷載工況等要 求。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)埋深3

5、m,地質(zhì)條件差，滿足符合規(guī)模，保證技術(shù)指標(biāo)等前提下，節(jié) 約投資。工程進(jìn)行預(yù)制樁，強(qiáng)夯法等幾種地基處理方案比較，提出最優(yōu)方案 【2】。預(yù)制樁施工首先整平場(chǎng)地，清除樁基范圍內(nèi)的地下障礙物，修設(shè)樁機(jī)進(jìn)出道 路。做好排水措施。按設(shè)計(jì)布置進(jìn)行測(cè)量放線，將樁基準(zhǔn)確位置測(cè)設(shè)到地面。測(cè) 出樁位的實(shí)際高度。檢查樁的質(zhì)量，不合格的樁不能運(yùn)至打樁現(xiàn)場(chǎng)。熟悉樁基圖紙，做好技術(shù)交 底，準(zhǔn)備好樁基工程沉樁記錄。根據(jù)地質(zhì)土情況，樁的平面尺寸，深度，及施工 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況等因素確定。打樁用錘擊法，樁位置經(jīng)校正后，將錘同樁帽壓在樁 定，樁錘與樁身中心線要一致。預(yù)制樁的優(yōu)點(diǎn)是施工速度快，缺點(diǎn)是對(duì)上部荷載 的計(jì)算，樁長(zhǎng)度約25m,預(yù)

6、制樁難以進(jìn)入。換填法用砂石地基混合物分層夯實(shí)作為地基持力層，降低地基壓應(yīng)力，變形 可起排水作用，地基中孔隙水能加速下部土層沉降。施工前應(yīng)檢查砂等原材料質(zhì) 量，施工時(shí)搭接部分壓實(shí)情況，施工結(jié)束后檢查砂石地基承載力。換填法受天氣 影響，換填材料需求大，工程造價(jià)高。強(qiáng)夯法使用工地常用簡(jiǎn)單設(shè)備，適用土質(zhì)范圍廣，可取得較高的承載力，變 形沉降量小，加固影響深度可達(dá)6-10m，有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，施工速度快，較樁 基與換填法可縮短工期，施工費(fèi)用低，耗用勞動(dòng)力少。三、地基處理措施地基處理措施主要用毛石混凝土法，強(qiáng)夯法等。換填毛石混凝土為換填法， 換填材料為剛性毛石混凝土，混凝土采用C15細(xì)石混凝土，毛石玄影堅(jiān)

7、實(shí)，無(wú)裂 縫潔凈的石料，毛石尺寸不應(yīng)大于所澆部位的最小寬度的1/3，摻用毛石提及控 制不超過(guò)回填毛石混凝土體積的30%，毛石間距不小于100mm,毛石鋪放均勻排 列，離開(kāi)模板距離不小于150MM，保證能插入振動(dòng)棒搗固。振搗時(shí)避免振動(dòng)棒 碰撞毛石與基槽璧。振動(dòng)沉管擠密碎石樁通過(guò)成樁中對(duì)周圍土層擠密，靠碎石的壓入獲得加固效 果。增加地基的密實(shí)度。設(shè)置的碎石擠密樁增強(qiáng)體是良好的排水通道，有利于地 基中超空隙水壓力的消散，荷載作用下，碎石擠密樁增強(qiáng)體育地基共同承擔(dān)荷載 作用。工程設(shè)計(jì)樁徑為800mm，處理范圍不小于基礎(chǔ)寬度的10.2倍，在基礎(chǔ)邊緣 擴(kuò)大1-3排樁，樁體材料采用粒徑為20-500MM的級(jí)

8、配碎石，碎石樁頂面鋪設(shè) 500mm后的碎石墊層，起到擴(kuò)散盈利作用，壓實(shí)墊層承載力特征值不小于 200kpa.強(qiáng)夯法利用沖擊能給地基土體沖擊，提高地基的強(qiáng)度，具有適應(yīng)于各種土層， 施工機(jī)具簡(jiǎn)單，施工周期短等優(yōu)點(diǎn)。強(qiáng)夯法加固地基對(duì)提高土體強(qiáng)度，降低壓縮 比，改善土體的物理力學(xué)性質(zhì)具有顯著的效果【3】。工程確定有效加固深度為5m,點(diǎn)夯2遍，第一遍夯擊點(diǎn)間距為6m,夯填碎石 分層厚度為0.5m,夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過(guò)大的隆起，每層夯填碎石最后兩擊平 均沉降量不大于50mm，不因夯坑過(guò)深發(fā)生提錘困難。分層滿夯級(jí)配碎石土 2遍， 碎石分層厚度為100-300mm，強(qiáng)夯處理范圍應(yīng)大于風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)基底范圍，超出基

9、礎(chǔ) 外緣寬度不小于3m,四、風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)選型地基處理方案風(fēng)機(jī)機(jī)位按地址條件分覆蓋層承載力特征值不滿足設(shè)計(jì)要求，建基面持力層 承載力特征值滿足設(shè)計(jì)要求，建基面下覆蓋層厚度不均，地基軟硬分布不均，建 基面下存在較大溶洞等?，F(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件復(fù)雜，優(yōu)選基礎(chǔ)型號(hào)結(jié)合相應(yīng)地基處理方 式，考慮施工方便等相關(guān)因素。對(duì)建基面持力層特征滿足設(shè)計(jì)要求的機(jī)位，自然高程為1583.6-1585.8m,場(chǎng)平 高程為1582.5m,基礎(chǔ)埋深大于覆蓋層厚度?；鶐r承載力特征值500kpa,設(shè)計(jì)選用 A型風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)。不需進(jìn)行地基處理，當(dāng)基建面承載力特征值達(dá)到140，135， 195kpa以上時(shí)分別選用B-F型風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)。對(duì)于覆蓋層承載力特征

10、值不滿足設(shè)計(jì)要求機(jī)位，地基承載力低，需進(jìn)行地基 處理，設(shè)計(jì)采用強(qiáng)夯法進(jìn)行地基處理，理論計(jì)算承載力特征值提高200kpa以上。 可相對(duì)節(jié)省基礎(chǔ)混凝土方量，土石挖填方量等及相關(guān)引起的工程量。建基面下覆 蓋層厚度為7.5-11m，基礎(chǔ)底面下覆蓋層厚，需對(duì)軟基進(jìn)行處理，如用C15毛石 混凝土換填經(jīng)濟(jì)型不可行?？紤]采用振動(dòng)沉管碎石樁法進(jìn)行處理，強(qiáng)夯法對(duì)地基 處理深度相對(duì)振動(dòng)沉管碎石樁法小，基底軟層小于5m可采用強(qiáng)夯法。對(duì)于建基面下覆蓋層厚度不均，地基軟硬分布不均機(jī)位，設(shè)計(jì)采取兩種處理 方法。機(jī)位下大部分為土層時(shí)，采用硬基變軟基方法，建基面基巖部分清除，換 填褥墊層，基巖面應(yīng)造成斜面。碎石含量20-30%，對(duì)于夾石為0.7,褥墊層夯實(shí)度 用夯填密度控制。機(jī)位下大部分為剪影巖石時(shí)，換填毛石混凝土，基坑開(kāi)挖后基底面大部分基 巖出露，為避免風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)存在不均勻沉降問(wèn)題，設(shè)計(jì)考慮對(duì)軟弱土層部分分階換 填C15毛石混凝土?？舍槍?duì)具體機(jī)位覆蓋層厚度情況，選用相應(yīng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)。減少 土石方開(kāi)挖量。對(duì)于建基面下存在較大溶洞的機(jī)位，經(jīng)濟(jì)上不可行，采取小范圍 調(diào)整機(jī)位，直至更換機(jī)位。結(jié)語(yǔ)溶巖地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)減少，首先應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)勘察，需采取多種尺寸的基礎(chǔ)形式適 應(yīng)不同地質(zhì)情況，合理選取毛石混凝土換填，強(qiáng)夯法等地基處理方法，保證基礎(chǔ) 安全性，兼顧工程的經(jīng)濟(jì)性。