风电场桩基基础

近些年，随着新能源在我国的蓬勃发展，风电场项目建设的重要性就愈发明显。由于风电场建设选址的特殊性，其建设中常会遇到些软土地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基等特殊性不良地基，再加上风电场风机高耸结构对建筑设计要求的特殊性，因此，不良地基上的风机基础的建设方案设计就成为了风电场建筑工程中的重点。随着风电场相关工程技术的不断发展，不良地质条件下新型钢桩和钢筋混凝土桩在工程建设中用途越来越广泛。而不同的桩型特点亦有不同。下面就由小编细数风电场施工建设中常用的几款桩型。

1、按桩身的材料不同

①钢筋混凝土桩可以预制也可以现浇。根据设计，桩的长度和截面尺寸可任意选择。钢筋混凝土桩在风电场工程建设中应用最多、最广，下面小编也将着重介绍其施工方法。

②钢桩常用的有直径250~1200mm的钢管桩和宽翼工字形钢桩。钢桩的承载力较大，起吊、运输、沉桩、接桩都较方便，但消耗钢材多，造价高。

③木桩目前已很少使用，只在某些加固工程或能就地取材临时工程中使用。在地下水位以下时，木材有很好的耐久性，而在干湿交替的环境下，极易腐蚀。

④砂石桩主要用于地基加固，挤密土壤。

⑤灰土桩主要用于地基加固。

2、按混凝土灌注桩按施工方法不同

①沉管灌注桩

后沉入土中后，在套管内吊放钢筋骨架，然后边浇注混凝土边振动或锤击拔管，利用拔管时的振动捣实混凝土而形成所需要的灌注桩。这种施工方法适用于在有地下水、流砂、淤泥的情况。利用锤击沉桩设备沉管、拔管成桩，称为锤击沉管灌注桩；利用振动器振动沉管、拔管成桩，称为振动沉管灌注桩。多用于一般黏性土、淤泥质土、砂土和人工填土地基。

②弗朗克桩

★弗朗克桩在欧洲流行甚广，在我国建设工程中使用较少。这种方法适用于松散砂、砾及超固结粘土，桩身直径30～60cm，桩长10～24m，管心锤重25～50kN，落距3～5m，单桩容许承载力可达1500kN。旋转钢管下沉成孔的灌注桩，在钢管底部装有经过淬火的钢齿，可沉入至页岩或砂岩层，直径可达1.5米。钢管用法兰盘联接,预压孔打入混凝土桩是介于打入桩和灌注桩之间的一种桩型。其施工步骤是先将钢制的传力杆打入土中0.5～1.0m,然后拔出钢传力杆,往孔中灌注混凝土或砂浆,再将一根预制的钢筋混凝土桩置于孔中,打到预定深度,这种桩的承载力高于普通桩。

③钢套管旋入冲抓成孔灌注桩

④预压孔打入灌注桩

⑤预压孔打入混凝土桩

★对于打入桩，在砂土地基上打桩，将桩周边砂挤密，挤密区内砂土的内摩擦角增大。对于中密或密实的砂，在打桩时会引起地表隆起。对于较松散的砂，打桩初期地表要下沉，每侧下沉扩展的范围距离相当于桩长。打(压)桩工程常见质量问题有：单桩承载力低于设计值，桩倾斜过大、断桩、桩接头断离、桩位偏差过大等五大类。此类桩型在施工过程中容易

造成土层扰动，在群桩施工中，易造成桩偏离中心线，还需注意到打桩时土体之间相挤压造成隆起及断桩等问题。因此不推荐在风机桩基基础施工中采用此类方法施工。

⑥泥浆护壁成孔灌注桩

⑦钻孔扩底混凝土灌注桩

★钻孔扩底灌注桩，此类施工方法技术成熟、入土深，能进入岩层，刚度大，承载力高，桩身变形小，并可方便地进行水下施工。在湿陷性、软土地基、承载力不足的地质条件下被广泛使用。由机械成孔，直径一般为0.6～2.5m，可一直钻到坚硬密实土层或基岩，但在有砂或粉砂的地下水位以下钻孔时，需要套管，有时将套管留在土中，或用膨润土泥浆护壁。为增加桩端承载力，常在超固结粘土中设置扩大头，扩大头直径约为桩身直径的2～3倍。在粘土中的摩擦群桩中，桩间距一般不少于3D。当桩群的破坏方式从块体破坏转为桩破坏时，其桩间距应大于最佳桩距。

小贴士

改变桩距尺寸，必然要影响承台尺寸。加大桩距可减少桩数，但承台尺寸却要增加，这也会影响整个桩基础的工程造价。因此在工程前期勘察设计阶段, 需要经过现场取样, 以试验数据进行分析, 判定属于场地土层性质, 通过对安全性、经济性、分析比较, 综合考虑工艺环境、工期等诸多方面的制约因素，最后才能确定风机基础方案设计选型及桩基选型。