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摘要：本文在对连云港某风电场工程的场址进行岩土工程勘察的基础上，通过了解场地的工程地质条件和水文地质特征，查明场地勘探深度范围内岩土性质、分布规律、埋藏条件，提供各土层的物理力学指标和有关的建筑抗震设计基本参数，对场区的稳定性和适宜性进行评价，最后根据所得土的岩土参数、室内试验及现场测试的资料成果，分析地基土的工程特性，提出经济合理的地基方案及基础设计方面的技术建议。
【关键词】：岩土工程特性 软弱地基 承载力 桩基础 预应力管桩(PHC桩)
在现代建筑设计中，地基与基础的设计是很关键的，没有一个好的基础，上层建筑都雅法保证其稳定性，因此地基与基础处理的好坏，不仅关系到工程建设的速度，而且关系到工程建设的质量。连云港某风电场工程，场址位于连云港灌云，所处区域上层地基为淤泥质软弱地基，东部地基中土的孔隙比大，含水量高，渗透性差，强度低，这类地基在外力的作用下会引起沉陷，产生不均匀沉降等问题，因此必须改善其地基变形与稳定条件，使土的孔隙减小，提高土的密度，使土粒更好地胶结在一起。下面我们在了解本场址土的岩土工程特性基础上来分析软土地基形成原因，并综述一些处理方法，最后给出的地基与基础处理设计方案来进行分析研究。
1、场地地质环境
1.1地形地貌
场址区位于连云港灌云东部，紧临黄海，地处平原区，面积约为11km2，现主要为人工围垦的滩涂，属全新世洪冲击和海积平原地貌类型，成因较为简单，地形平坦，微向海边倾斜，地面平均高程在2.5m(黄海高程系)左右。
1.2区域地质构造
址区所处连云港灌云县扬子地台北部边缘，与华北地台相邻，主要地质构造有北东向、北北东向及北西向三组段裂，场区北西测有一北东向推测断裂构造通过，雅活动性断裂。
1.3水文地质条件
根据含水层岩性、赋存条件及水力特性，场址区域及其附近地下水分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两大类型。风电场所在地区，地下水位较浅，地下水埋深一般在0.5-3.0m，且据初步判定地下水对混凝土有腐蚀性，对基础和施工影响较大。
1.4场地活动及地震动参数
场址区位于郯庐地震带东侧，近年来未发生过4级以上的破坏性地震，地质构造活动尚处在相对稳定期，场地适宜建设。根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)判断，场区地震动峰值加速度为0.10g，相应地震基本烈度为Ⅶ度，设计地震分组为第三组，建筑场地类别为Ⅲ类。
1.5地质灾害危险性评估
场址区广泛分布的软土地层在人为工程作用下，极易产生挤压变形、蠕动。场区内存在的地质灾害主要是软土引起的地面形变，其地质灾害危险性现状评估为小；工程建设中可能引发、加剧的地质灾害为软土引起的地面形变，其地质灾害危性预测评估为中等。由此判定，建设工程场地土地适宜性为“基本适宜”。
2、岩土体工程地质特性
根据前期勘察成果，并结合邻近的工程地质资料，按其成因类型、岩性、埋藏条件及物理力学性质特征，将场址区域土层按其工程地质性质划分为10层，其中在场址区域地面以下30m以浅地层划分为5个工程地质层：①以粘土为主的素填土，厚2.0～2.5m；②厚15～11m淤泥质粘土；③厚1.5～4.0m粘土；④⑤为粉质粘土和粉土。场址地基土主要岩土参数
场址区内淤泥层土质覆盖层较厚，承载力低，工程地质条件较差，采用天然地基不能满足要求，其下层④⑤中密～密实粉土或粉质粘土层承载力较高，工程地质条件较好，故风电场主要建、构筑物采用以该层土为持力层的桩基可满足强度和正常使用状态等设计要求。
3、地基与基础处理方案评价
3.1地基处理分析评价
建筑物和构筑物可根据各建(构)筑物部分的使用功能和基础埋深，采取以下两种地基处理方案：
3.1.1换填垫层法
采用此方法对上部软弱土层进行换填压实处理，选用砂砾碎石垫层，垫层宽度应满足基础底面应力扩散要求。
3.1.2水泥土搅拌法
此方法适用于处理淤泥及淤泥质土、地基承载力较低的粘性土及粉性土等地基，设计前需进行室内水泥土的抗压强度试验，水泥土桩桩长通过沉降计算确定。
3.2基础处理分析评价
根据区域地质描述，结合勘察成果，本场区地处沿海滩涂区，上部淤泥层土质很厚，地下水位较浅，属于软土地基，此地基常用的桩基型式有钻孔灌注桩、预应力混凝土方桩、预应力高强混凝土管桩(PHC桩)等，并结合建筑物结构形式，采用预应力(PHC桩)桩基方案，生产值班楼、主控楼、35kV及GIS配电装置和主变压器四个主要建筑物采用桩基础，桩型可选用预应力高强混凝土管桩(PHC桩)，而且设计时可根据不同建筑物的要求，选定适宜的持力层。
4、基础方案分析与设计
预应力高强混凝土管桩(PHC桩)要根据岩土工程勘察成果，考虑到淤泥层厚度可能存在不均匀性和其下粘土层高低起伏的问题，因此施工图阶段将根据各风机位置的地层分布，粘土层标高及特性等因素，综合优化基础埋深与桩长。
(1)桩端进入持力层的深度，对于粘性土、粉土不宜小于2倍桩身直径，砂土不宜小于1.5倍桩身直径。桩端持力层为硬塑粘土或粉质粘土，且桩端下不存在软弱下卧层，地质条件较好，桩型初定为壁厚130，直径 00的PHC桩，桩长35m，为端承摩擦桩。
(2)每组风电机组配置一台箱式变压器，箱式变压器较小，对地基变形雅严格要求，但对防水要求较高，故对箱式变压器基础顶面设计标高适当提高，便于防潮水，上部为框架结构。
(3)箱式变电器基础承台底面为矩形，尺寸为4.2×2.1m，埋深1.0m。施工图阶段具体尺寸视厂家资料适当调整。周围设集油槽，内铺洁净卵石，旁设钢筋混凝土事故油池。110kV进出线架构、主变架构及母线架构还是采用桩基基础，电容器基础底座连于钢筋混凝土支架上，支架高度根据场地位置及工艺要求确定，支架基础在地基处理的基础上采用现浇钢筋混凝土刚性基础。
5、结语
(1)场址区在区域地质构造上属相对稳定地区，且雅影响场地稳定的不良地质作用发育，建筑场地类别为Ⅲ类，场区内抗震设防烈度为Ⅶ适宜建设。
(2)场址区地下水埋深较浅，为防止地下水对混凝土的腐蚀，保证工程的安全性，故水泥应选用普通硅酸盐水泥等低水化热、含碱量低的水泥，并采用高效减水剂和优质引气剂，必要时可在混凝土中掺入钢筋阻锈剂。
(3)场址区为沿海滩涂地区，其上部地层工程地质性质较差，不能选用天然地基，应考虑采用桩基础，桩型采用预应力高强混凝土管桩(PHC桩)，以满足地基承载力、变形、稳定性等要求。
(4)桩基施工前，应进行试成孔、成桩试验，施工时应该用现场单桩竖向静载试验来确定单桩设计承载力，通过低应变测试等方法对基桩质量进行检测和评定。
(5)场址区地层中分布有易发生坍塌的淤泥土层，基坑开挖时，应采取安全、可靠的基坑边坡防(支)护措施，保证基坑施工安全性和边坡稳定性。
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发表于 2020-6-26 04:10:50
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