风机地基基础选型比较
三桩基础海上风机结构的比较分析
三桩基础海上风机结构的比较分析海上风机是指安装在海上的大型风能利用设备,是清洁能源领域中的一个重要组成部分。
现代海上风机的结构主要由塔座、机舱、叶片、轴和基础组成。
基础是保持整个海上风机稳定的重要组成部分,也是传递风机重量和风载荷的属性之一。
基础适当的设计和施工是保证海上风机可靠性和长久稳定运行的关键之一。
目前,海上风机的基础结构主要有三种类型,分别是单桩基础、桶形抗拔基础和吊扣式基础。
下面将对这三种基础结构进行比较分析。
1. 单桩基础单桩基础是一种简单、成熟、可靠的基础结构,可应用于水深不超过30米的浅海风机,该风机通常使用普通开挖船安装,成本较低。
在单桩基础的设计中,桩的直径、长度和钢板堆垛方式等参数需要精细化计算和调整,以确保桩基能够承受风载、水动力、震动和永久荷载的各种作用力,保证风机的稳定运行。
与其他基础结构相比,单桩基础的优点是施工相对简单,适用范围广,成本低廉。
但是,单桩基础的主要缺点是其对泥土层的依赖性较高,桩基施工流程中使用重型打桩机或现场钢板打桩常会引起水质污染和水下噪音干扰,因此,其适用范围受限,需要充分考虑海洋环境对基础的影响等制约因素。
2. 桶形抗拔基础桶形抗拔基础是另一种常用的海上风机基础结构,通常适用于25至50米深度的水域。
桶形基础的设计是在打预应力混凝土桶体的时候将桶内下部空泡,以提高抵抗弯矩的能力和抗拔性能。
相比于单桩基础,桶形基础在深海或海底地形复杂的地方表现更为出色,具有刚性强、耐风载性好和可减少海洋环境污染等优势。
值得注意的是,桶形基础的施工工艺比单桩基础要复杂一些,需要使用更多的施工设备和人工,所以桶形基础的施工成本比单桩基础更高。
另外,一个缺点是他的模拟需求和设计流程要比单桩基础更为复杂。
此外,由于桶形基础需满足上下游良好的模拟特性,它在提高海底安全系数的同时与其上面的形成很好的一体化,有效地减少了海上风机的摇晃,因而得到了广泛的应用。
3. 吊扣式基础吊扣式基础是一种具有高度灵活性和可重定位性的海上风机基础结构,主要用于深海和远海风机安装。
各种海上风电地基基础的比较及适用范围
各种海上风电地基基础的适用范围1 海上风电机组基础结构设计需考虑的因素海上风电机组基础结构设计中,基础形式选择取决于水深、水位变动幅度、土层条件、海床坡率与稳定性、水流流速与冲刷、所在海域气候、风电机组运行要求、靠泊与防撞要求、施工安装设备能力、预加工场地与运输条件、工程造价和项目建设周期要求等。
当前阶段国内外海上风电机组基础常用类型包括单桩基础、重力式基础、桩基承台基础(潮间带风电机组)、高桩承台基础、三脚架或多脚架基础、导管架基础等。
试验阶段的风电机组基础类型包括悬浮式、吸力桶式、张力腿式、三桩钢架式基础等形式,但仅处于研究或试验阶段。
基础型式结构特征优缺点造价成本适用范围安装施工重力式有混凝土重力式基础和钢沉降基础结构简单、抗风浪袭击性能好;施工周期长,安装不便较低浅水到中等水深(0~10m)大型起重船等单桩式靠桩侧土压力传递风机荷载安装简便,无需海床准备;对土体扰动大,不适于岩石海床高浅水到中等水深(0~30m)液压打桩锤、钻孔安装多桩式上部承台/三脚架/四脚架/导管架适用于各种地质条件,施工方便;建造成本高,难移动高中等水深到深水(>20m)蒸汽打桩锤、液压打桩锤浮式直接漂浮在海中(筒型基础/鱼雷锚/平板锚)安装灵活,可移动、易拆除;基础不稳定,只适合风浪小的海域较高深水(>50m)与深水海洋平台施工法一致吸力锚利用锚体内外压力差贯入海床节省材料,施工快,可重复利用;“土塞”现象,倾斜校正低浅水到深水(0~25m)负压下沉就位表1 当前常用风电基础形式的比较2 中国各海域适用风电基础形式的分析我国渤海水深较浅,辽东湾北部浅海区水深多小于10 m ,海底表层为淤泥、粉质粘土、淤泥质粉砂,粉土底部沉积物以细砂为主,承载力相对较大,可作持力层。
和粉砂层,承载力小,易液化,不适宜作持力层;而黄河口海域多为黄河泥沙冲淤海底,因此,渤海的大部分海域为淤泥质软基海底,冲刷现象也较为严重,且冬季有冰荷载的作用,不宜采用重力式基础和负压桶基础,可采用单桩结构。
陆地风机基础型式及优缺点
陆地风机基础型式及优缺点一、扩展基础优点:1、抗弯、抗剪能力强。
2、埋深较浅,挖填方较小。
3、基础刚度大,力学模型简单,结构安全性高。
4、对地基土的适用范围广。
5、与基础环锚固较好,基础与上部结构整体性好。
6、施工工艺成熟,施工周期短,得到实践的检验。
缺点:1、基础工程量及占地面积较大,造价较高。
2、不适用承载力低、不均匀变形较大的土层上。
3、不适用土层不均匀的地基。
二、桩基础优点:1、提高承载力,能适用表层有厚度较大的低承载力、大变形土层的地基。
2、基础承台埋深较浅,减低挖填方量。
3、桩一般埋于承载力及抗变形能力较好的岩土上,有利于减少不均匀沉降。
缺点:1、桩和承台工程量较大,造价较高、施工工期长。
2、桩施工难度较大,打桩过程中容易出现断桩、斜桩等问题,降低基础安全性。
3、受运输及起重设备限制,单节长度一般都不大,需要接桩。
三、肋梁基础优点:1、基础混凝土和钢筋用量相对较少。
2、为重力式基础,依靠基础自重及其上的土重来平衡风机的倾覆力矩,抗倾覆能力较好。
3、能适用变形能力较差的地基。
缺点:1、基础下部为梁板式,厚度相差较大,基础环及基础台柱的纵筋锚固能力较差。
2、基础占地面积大、整体刚度较小,受力比较复杂。
3、梁格中需采用夯实的级配砂石作为配重替代部分混凝土,对回填土的回填质量、压实系数等要求更高,增加施工难度。
4、基础放射状主梁受力很大,配筋多而密集,其与台柱的纵向钢筋交叉,较独立扩展基础而言,施工难度大,施工周期长。
四、岩石锚杆基础优点:1、适用于基岩埋藏较浅、开挖困难、岩体风化程度低、岩体岩质较硬、块体大、裂隙少、基岩较完整的岩石地基。
2、基础直径较小,有利于减少基础占地面积。
3、基础埋深较小,有利于降低基础的混凝土及钢筋用量,减少基础开挖及回填量,降低造价。
缺点:1、锚杆的施工工艺较复杂,不确定性因素较大,基础安全性低。
2、施工过程中容易出现吃浆问题,影响施工进度,工程量风险较大。
3、在正式施工前,需做锚杆的抗拔试验,施工过程中需要对锚杆进行检测,增加施工工期。
三桩基础海上风机结构的比较分析
三桩基础海上风机结构的比较分析海上风机是利用海上风能发电的一种重要装备,而其基础结构是海上风机的重要组成部分。
海上风机的基础结构种类繁多,其中以单桩基础、桁架式基础、和浮式基础为主要类型。
本文将对这三种基础结构进行比较分析,探讨它们在海上风机应用中的优缺点和适用场景。
一、单桩基础单桩基础是一种将海上风机固定在海底的结构基础。
其主要特点是通过一根直径较大的钢桩将风机固定在海底,而钢桩需要通过振动锤或旋挖机等设备打入海底,然后通过水泥灌注或者填充钢筋混凝土进行固定。
优点:1. 施工便利:单桩基础可以通过振动锤或者旋挖机进行施工,相对来说施工比较方便。
2. 成本相对较低:单桩基础的成本相对来说比较低,尤其适用于水深较浅的海域。
3. 维护成本低:单桩基础的维护成本相对较低,因为其结构比较简单,维护也比较容易。
1. 受水深限制:单桩基础受到水深限制,一般只适用于水深较浅的海域。
2. 抗风载能力弱:由于单桩基础固定方式的特殊性,抗风载能力相对较弱,钢桩易于发生折断。
3. 风机规模受限:由于单桩基础的限制,只能适用于小型海上风机,大型海上风机无法采用单桩基础。
二、桁架式基础桁架式基础是一种将海上风机固定在海底的结构基础。
其主要特点是通过将风机与海底连接的桁架结构来确保其稳固性,桁架结构一般采用钢结构。
1. 适用范围广:桁架式基础适用于水深较深的海域,且能适应较大范围的水深。
2. 抗风载能力强:由于桁架结构的特殊性,桁架式基础有较强的抗风能力,适用于大型海上风机。
3. 长期稳定性更强:桁架式基础的稳固性更强,长期使用更加稳定。
1. 施工难度较大:桁架式基础的施工相对来说比较困难,需要较高的技术和设备支持。
2. 成本较高:桁架式基础的成本较高,尤其是钢结构的制造和安装成本较大。
3. 维护难度大:桁架式基础的维护相对来说比较困难,特别是在海上维护更加困难。
风机基础选型与桩基础设计优化
风机基础选型与桩基础设计优化一、风机基础选型1. 针对不同地质条件进行选择风机基础可分为浅基础和深基础两大类。
在选择风机基础时,首先要考虑的是风电场所在地的地质条件。
对于土质较为坚硬的地方,可以选择浅基础,比如钢筋混凝土筒基。
而对于土质较为松软的地方,就需要考虑使用深基础了,如桩基础或复合基础。
对于不同地质条件,需要根据实际情况做出不同的选择。
2. 考虑风机尺寸和高度风机的尺寸和高度也是选型的重要因素。
在选择基础类型时,要考虑风机叶片的长度、塔筒的高度和重量,以及所需的基础尺寸和深度等因素。
因为不同的风机尺寸和高度会对基础的选择产生影响,所以在选型时需要充分考虑这些因素。
3. 考虑经济性和可行性除了考虑地质条件和风机尺寸之外,还需要考虑基础的经济性和可行性。
在选型时,需要综合考虑建设成本、维护成本、使用寿命等因素,选择最经济、最可行的基础类型。
二、桩基础设计优化1. 确定桩基础类型在风机基础选型中,如果选择了桩基础,则需要对桩基础进行设计优化。
桩基础可以分为钻孔灌注桩、摩擦桩、承台桩等不同类型。
在设计优化时,要充分考虑风机基础的受力情况、桩的材料和长度、桩头的设计等因素,以确保桩基础的安全性和稳定性。
2. 选择合适的桩材料桩的材料选择对桩基础的设计非常重要。
一般来说,常见的桩材料有钢筋混凝土、钢桩等。
在选择桩材料时,要考虑地质条件、荷载要求、使用寿命等因素,选择合适的桩材料,以保证桩基础的承载能力和稳定性。
3. 合理设计桩的长度和直径在进行桩基础设计时,需要合理确定桩的长度和直径。
桩的长度和直径直接影响着桩的承载能力和稳定性。
在设计优化中,需要综合考虑风机基础的荷载要求、地质情况、桩材料等因素,合理确定桩的长度和直径,以满足项目的需求。
4. 考虑建设工艺和施工工艺在桩基础设计优化中,还需要考虑建设工艺和施工工艺。
桩基础的施工过程对于桩的质量和工程的安全性是非常重要的。
在设计优化中,需要充分考虑建设工艺和施工工艺,确保桩基础的质量和安全。
风机基础选型与桩基础设计优化
风机基础选型与桩基础设计优化发布时间:2021-04-16T13:59:51.663Z 来源:《基层建设》2020年第32期作者:刘国亮[导读] 摘要:随着社会经济发展,以风能为代表的清洁能源得到人们的关注,我国也开始开发与利用风能,风机建设也在这一时期得以有效开展。
广东甘特电力设计有限公司 510000摘要:随着社会经济发展,以风能为代表的清洁能源得到人们的关注,我国也开始开发与利用风能,风机建设也在这一时期得以有效开展。
为了保证机组正常运行,要提高对风机基础的重视程度,由于对桩基础标准要求比较高,在基础选型时要选择完善的方案。
文章先介绍风机基础类型及特征,再论述风机桩基础优化要点,确保基础质量,为后期投入使用做好准备。
关键词:风机基础;选型;桩基础设计引言:风机应用范围非常广,在使用风机之前,要重视对风机基础选型,会影响到后期效果。
对实际情况进行分析,考虑后设计桩基础并进行优化,确保达到预期目标。
对风机桩基础优化,从不同方面入手去做,确保具有较高水平。
制定出完善设计方案,为实际工作开展提供正确指导,保证风机可以实现高效、稳定运转。
一、风机基础选型介绍浅基础和深基础的划分依据是埋深深度,人工地基和天然地基的划分依据是作业方式。
其中浅地基类型较多,例如扩展基础、联合基础等,不同基础在结构形式上有着明显差异。
风机扩展基础通常适用于浅部有较好持力层、地基承载力高的情况。
最具代表性的就是我国内蒙的风电场,除此之外,锚杆基础用于岩石基础,最常见的时山区风电场。
深基础适用于软弱地基,在我国东部地区比较常见,深基础形式包括桩基础和沉井基础。
桩基础应用于较高的建筑中,一般质量都较高,具有抗震性能,可以有效控制地基沉降和沉降速率。
在发展过程中,预制钢筋混凝土桩由于质量较高,应用范围在不断扩大,如果桩身结构是控制因素,建议采用预应力桩。
风机基础设计与建设的重点,扩展基础的材料为现浇钢结构混凝土。
扩展基础分为两种,分别为圆台板式扩展基础与筏板式扩展基础。
风机基础分类及对比
底法兰处混凝土损坏
2.1基础分类(第一种分法)
2.1.2 锚栓式基础
技术特点:风机塔架与基础之间通过锚栓连接;通过对锚栓施加预应力, 从而实现 塔架在基础上的固结;由于锚栓的下端固结于基础的底部,因 此整个基础刚度一致, 不存在突变,受力合理。
3地基土的处理
3.2.4振动充法: 振冲法又称振动水冲法,是以起重机吊起振冲器,启动潜水电机带动偏心块,使
2.2基础分类(第二种分法)
2.2.4岩石锚杆基础
技术特点:直接通过岩石锚杆,将塔架固定在岩石地基上的基础型式。
岩石锚杆基础
岩石锚杆基础
缺点: 岩石锚杆防腐能力不足,基础存在安全隐患;由于直接将锚杆固定在基岩上, 因此对地勘的要求较高。 优点: 充分运用基岩的承载力,可以明显减少基础的混凝土和钢筋的工程量,有效节省成本。 适用条件: 岩石地基
3地基土的处理
3.1处理方法的分类
柱锤冲扩桩法
灰土挤密桩法和土挤密桩法
换填垫层法
预压法
强夯法和强夯置换法
地基土的 处理方法
振冲法 砂石桩法 水泥粉煤灰碎石桩法
夯实水泥土桩法
水泥土搅拌法
高压喷射注浆法
石灰桩法
单液硅化法和咸液法
法各 有种 不方 同法 的的 适选 应取 对与 象地 。质
条 件 关 系 非 常 密 切 , 不 同 的 方
1.基础分类:
风机基础
基础环式 锚栓式
第一种分法
扩大板基 础
梁板式基 础
PH基础
岩石锚杆 基础
第二种分法
2.1基础分类(第一种分法)
江苏某风电厂风机桩基础选型分析
江苏某风电厂风机桩基础选型分析风力发电作为一种清洁能源,近期受到国家政策的大力支持。
风力发电机的基础在风电场投资中占较大比重。
本文以江苏某风力发电场为例,探讨了设计过程中,如何合理选择风机桩基础从而合理节省工程造价。
1.工程地质情况1.1 场地地形及地貌单元拟建场地原为农田,现为待建场地,地形平坦,地貌单元属于海积平原,地层分布较稳定。
1.2岩土体单元结构与类型据钻探取样和原位测试显示,拟建场地土层自上而下可分为15层,分别描述如下:(1)素填土:灰褐色,松散,主要由粘性土组成,土质不均匀,表层含大量植物根系。
(2)粘土:灰褐色,可塑,土质较均匀,见铁锰质渲染,干强度高,无摇振反应。
(3)淤泥:灰色-灰青色,饱和,流塑,土质细腻,有臭味,切面光滑,有光泽,干强度高,韧性高,无摇震反应。
(4)粉质粘土夹砂:灰黄色,可塑,局部软塑,土质不均匀,局部夹粉细砂薄层,单层层厚5-35cm,干强度中等,韧性中等,无摇震反应。
(5)黏土夹砂:黄褐色,可塑,土质较均匀,含少量铁锰质氧化物,切面光滑,局部夹粉细砂薄层,单层厚度5-30cm,干强度高,韧性高,无摇振反应。
(6)细砂:灰黄色,饱和,中密,颗粒均匀,分选性好,级配差,砂质不纯,局部夹有薄层粘性土,单层厚度5-30cm,砂粒呈圆形及亚圆形,主要由长石、石英及云母颗粒组成。
(7)细砂:灰黄色,饱和,密实,颗粒均匀,分选性好,级配差,砂质不纯,局部夹有薄层粘性土,单层厚度5-35cm,砂粒呈圆形及亚圆形,主要由长石、石英及云母颗粒组成。
(8)细砂:灰黄色,饱和,密实,颗粒均匀,分选性好,级配差,砂质不纯,局部夹有薄层粘性土,单层厚度5-20cm,砂粒呈圆形及亚圆形,主要由长石、石英及云母颗粒组成。
(8)-1细砂夹粉质粘土:灰黄色,饱和,中密,颗粒均匀,分选性好,级配差,砂质不纯,局部夹有薄层粉质粘土,呈层状,层厚5-30cm,砂粒呈圆形及亚圆形,主要由长石、石英及云母颗粒组成。
风电场风机基础方案
风电场风机基础方案一、选址在选址方面,需要考虑以下几个因素:1.风能资源:首先需要进行充分的风能资源评估,选取具有较高风能稳定性和平均风速较高的地区,以提高发电效率。
2.地质条件:选择地质较好的地方,避免软弱地基、地震活动频繁的区域,确保风机基础的稳定性和安全性。
3.周边环境:要考虑周边环境、人口分布、交通便利等因素,避免对当地居民生活和环境造成过大影响。
二、基础类型风机基础一般分为两种类型:混凝土基础和钢结构基础。
1.混凝土基础:混凝土基础通常分为浅基础和深基础。
对于一般的地质条件和风机规模较小的风电场,可以采用浅基础,如钢筋混凝土台座,具有成本低、施工方便、稳定性好等优点。
对于复杂地质条件和大型风机,可以采用深基础,如钻孔桩和打桩基础,具有承载力大、抗侧移能力好的特点。
2.钢结构基础:钢结构基础多用于复杂地质条件和风机规模较大的风电场,可以通过钢管桩和钢筋混凝土柱组成。
钢结构基础具有施工周期短、可拆卸和重复利用等特点。
三、施工工艺风机基础的施工工艺主要包括以下几个步骤:1.地质勘察:根据选址确定的地点进行地质勘察,获取地质数据和地层情况,为基础设计提供科学依据。
2.基础设计:根据地质勘察结果和风机参数进行基础设计,包括基础类型选择、尺寸确定、承载计算等。
3.基础施工:根据基础设计进行现场基础施工,包括场地平整、地基处理、基坑开挖、桩基施工等。
4.基础验收:在基础施工完成后,进行基础验收,确保基础的质量和安全性。
四、材料选择风机基础的材料选择主要包括以下几个方面:1.混凝土:选择强度高、耐久性好的混凝土材料,保证基础的承载能力和抗风荷载能力。
2.钢筋:选择强度高、耐腐蚀性好的钢材,用于混凝土基础的加固和增强。
3.桩基材料:选择耐腐蚀性好的钢材或增强玻璃钢材料,确保桩基的稳定性和耐久性。
综上所述,风机基础方案涉及选址、基础类型、施工工艺和材料选择等多个方面。
通过科学的规划和设计,可以确保风机基础的稳定性和安全性,提高风电场的发电效率。
风电场风机基础方案对比分析
风电场风机基础方案对比分析摘要:通过对现浇钢筋混凝土圆台扩展基础与预应力锚栓梁板式基础方案施工以及工程量进行对比,从而得出经济性结论。
关键词:风机;圆台;梁板;基础51方案分析风机塔架基础是风电场建设的主要土建工程,作为风机塔架的基础,其承受的荷载360°方向均有可能,其中水平风荷载和倾覆力矩较大,对地基基础的稳定性要求比较高,风机塔架基础工程量的控制对于风电场的建设投资成本的控制尤为重要。
下面以国电联合动力技术有限公司UP2000风力发电机组机型单机容量为2000KW的风机(其轮毂高度为80米)为依据,根据陕西华电王渠则风场施工情况,对现浇钢筋混凝土圆台扩展基础与预应力锚栓梁板式基础方案经济性进行对比。
1.1 现浇钢筋混凝土圆台型扩展基础现浇钢筋混凝土圆台型扩展基础,基础埋深-3.2米,基础直径18米,基础台柱直径7.0米。
其上部塔筒塔架与基础之间采用基础环连接,基础环需深入基础底板一定的深度,并与基础结构要有可靠连接。
现浇钢筋混凝土圆台型扩展基础外形见图1:现浇钢筋混凝土圆台型扩展基础具有以下优缺点:1)现浇钢筋混凝土圆台型扩展基础应用广泛,计算理论成熟。
2)现浇钢筋混凝土圆台型扩展基础采用基础环与塔筒连接,基础在基础环区域既有基础环,又配置了大量钢筋,强度和刚度比较大;基础环以下部分只有钢筋,此处存在强度和刚度突变,容易引起钢筋应力集中、混凝土裂缝集中,进而易引起基础脆性破坏和耐久性问题。
3)现浇钢筋混凝土圆台型扩展基础施工时,支模比较简单,施工难度相对较小,后期维护费用相对较小。
5.11.2 预应力锚栓梁板式基础预应力锚栓梁板式基础埋深-3.2米,基础直径18米,基础台柱直径5.4米,预应力锚栓梁板式基础将风力发电塔架与基础采用预应力锚栓连接。
预应力锚栓梁板式基础外形见图2:预应力锚栓梁板式基础将风力发电塔架与基础采用预应力锚栓连接,预应力锚栓贯穿基础整个高度直达基础底板。
预应力锚栓采用高强螺栓液压张拉器对锚栓施加准确的预拉力,使上、下锚板对钢筋混凝土施加压力。
某平原风电场风机基础桩基方案比选
Engineering Design | 工程设计 |·211·2020年第22期作者简介:秦志江,男,硕士,高级工程师,研究方向为项目开发及工程管理。
某平原风电场风机基础桩基方案比选秦志江1,李宇飞2,何 杰2(1.国电电力山东新能源开发有限公司,山东 烟台 264003;2.长江勘测规划设计研究有限责任公司,湖北 武汉 430010)摘 要:风机基础具有随机、脉动性等受力特点,故风机基础选型至关重要。
基于此,文章结合某平原风电场项目,对灌注桩与PHC 管桩方案进行比选分析,发现PHC 桩方案更具有优势。
对于平原风电场风机基础,采用PHC 桩方案能实现更好的经济效益和社会效益。
关键词:平原风电场;灌注桩;PHC 桩;桩基方案比选中图分类号:TM614 文献标志码:A 文章编号:2096-2789(2020)22-0211-02风力发电塔筒属高耸结构,风机基础是结构的重要组成部分。
基础的受力具有随机性和脉动性的特征,水平风荷载在基础顶面产生的弯矩较大,该弯矩往往是风机基础设计的控制荷载[1]。
风机基础承担着将上部结构所承受的全部荷载、安全可靠地传递到地基,并保持结构整体稳定的作用。
风机基础的选型及布置与外部荷载和作用的类型、场地和地质条件均有密不可分的关系。
合理的基础选型对于降低工程造价、缩短建设周期和保证结构的安全性是至关重要的。
文章以某平原风电场项目为例,对风机基础桩基选型进行比选分析,并提出推荐方案,可为类似工程项目提供参考借鉴。
1 工程概况山东省夏津县某陆上风电场工程,项目规模为100MW ,拟安装单机容量2MW 风机50台。
项目场址地处鲁西北黄泛冲积平原。
地势自西南向东北缓慢倾斜,坡降为1/5000~1/8000,最高海拔34m ,最低海拔23.5m ,高差10.5m 。
场地地震动峰值加速度为0.10g ,对应抗震设防烈度为Ⅶ度区;设计地震分组为第二组,地震动反应谱特征周期为0.45s 。
风机基础分类和对比
2.2基础分类(第二种分法)
岩石锚杆基础
技术特点:直接经过岩石锚杆,将塔架固定在岩石地基上旳基础型式。
岩石锚杆基础
岩石锚杆基础
缺陷: 岩石锚杆防腐能力不足,基础存在安全隐患;因为直接将锚杆固定在基岩上, 所以对地勘旳要求较高。 优点: 充分利用基岩旳承载力,能够明显降低基础旳混凝土和钢筋旳工程量,有效节省成本。 合用条件: 岩石地基
3地基土旳处理
强夯法: 碎石土、砂土、低饱和度旳粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土等地基可采用
强夯法。为提升软弱地基旳承载力,用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅 速固结旳措施。称动力固结法,利用起吊设备,将10~25吨旳重锤 提升至 10~25米高处使其自由下落,依托强大旳夯击能和冲击波作用扎实土层。强夯 法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。对 非饱和旳粘性土地基, 一般采用连续夯击或分遍间歇夯击旳措施;并 根据工程需要经过现场试验以 拟定扎实次数和有效扎实深度。既有经验表白:在100~200吨米扎实能量下, 一般可取得3~6米旳有效扎实深度。
基础环旳防腐与塔架旳防腐方案一致,所以不存在后期使用过程 中基础环旳腐蚀问题。 合用条件: 合用于全部陆上场地。
底法兰处混凝土损坏
2.1基础分类(第一种分法)
2.1.2 锚栓式基础
技术特点:风机塔架与基础之间经过锚栓连接;经过对锚栓施加预应力, 从而实现 塔架在基础上旳固结;因为锚栓旳下端固结于基础旳底部,因 此整个基础刚度一致, 不存在突变,受力合理。
2.2基础分类(第二种分法)
基础
技术特点:深基础,埋深一般在地下10米左右。主要由被动土压力承受风机载荷。
PH基础
锚栓断裂
锚栓锈蚀
缺陷: 1.此基础旳关键材料:预应力材料与波纹筒不易采购;需要一台小型吊车在现场配合施工;2.设计时没有考虑土 旳塑性特征和时间效应,所以安全性存在问题;3.锚栓腐蚀问题没有处理,存在安全隐患;4.锚栓张拉断裂,更 换成本巨大。 优点: 造价低;没有繁琐旳钢筋绑扎工程,施工速度快。 合用条件: 非湿陷性黄土地质。
三桩基础海上风机结构的比较分析
三桩基础海上风机结构的比较分析1. 单桩基础单桩基础是海上风机最常见的基础结构之一,它将风机主体通过一个单独的桩子固定在海底。
单桩基础的优点在于施工简单,成本相对较低,适用于海底较浅的地区。
单桩基础在水下维护和维修方面也较为方便。
单桩基础也存在着诸多缺点,首先是稳定性较差。
由于单桩的承载能力有限,当遇到较大的水流或者风浪时,单桩基础容易发生倾斜或者错位,从而导致风机的损坏。
单桩基础对于海底地质条件要求较高,如果遇到海底沉积物较多、地质不稳定的地区,单桩基础会面临更大的挑战。
2. 桁架式基础桁架式基础是一种将风机主体通过多根桩子与桁架连接固定在海底的基础结构。
相比于单桩基础,桁架式基础在稳定性上有了较大的提升。
由于桁架可以将风机的受力均匀地传递到多根桩子上,因此在面对水流和风浪时桁架式基础的稳定性更高。
桁架式基础在适应不同海底地质条件上也更加灵活,可以通过调整桩子的数量和分布来适应不同的地质条件。
桁架式基础的施工和维护成本相对较高,同时也存在一些设计上的复杂性,对于水下维修和维护也有一定的挑战性。
浮式基础是将整个风机主体通过浮体浮在海面上,通过系泊系统将浮体固定在海域的一种基础结构。
浮式基础与之前的两种基础结构在施工和维护上都有着很大的区别。
浮式基础不需要在海底进行基础施工,因此相对于前两种基础结构来说,浮式基础的施工更为简单和便捷。
由于风机主体浮在海面上,因此浮式基础对于水下维修和维护也更为方便。
浮式基础也存在诸多挑战,首先是稳定性问题。
由于风机主体是浮在海面上的,因此在面对强风浪和水流时稳定性会有较大的挑战。
浮式基础的制造成本和安装成本也相对较高。
在实际的海上风机建设中,选择何种基础结构往往需要综合考虑多个因素。
首先是海底的地质条件,对于不同的海底地质条件选择合适的基础结构至关重要。
其次是海域的环境条件,不同的海域风浪和水流的情况也会对基础结构的选择产生影响。
最后是经济和成本因素,不同的基础结构在制造、安装和维护方面都有不同的成本,因此也需要考虑经济的可行性。
风机基础选型与桩基础设计优化
风机基础选型与桩基础设计优化随着风能的利用逐渐成熟,风能发电已经成为一种重要的清洁能源,被广泛应用于全球各个地区。
风力发电机组是利用风力驱动风机旋转,通过发电机将风能转化为电能的设备。
而风机的基础选型和桩基础设计则是风电项目中至关重要的一环。
本文将探讨风机基础选型与桩基础设计的优化方案。
一、风机基础选型1. 风机基础类型目前主要的风机基础类型包括混凝土基础、铸铁基础和钢筋混凝土基础。
混凝土基础是目前使用最普遍的基础类型,它能够稳固地支撑整个风机系统,且具有较长的使用寿命。
铸铁基础由于其重量大、稳定性好而被广泛采用。
而钢筋混凝土基础的耐久性和抗风性能较好,是一种经济实用的基础类型。
2. 风机基础选型原则在选择风机基础时,需要考虑风机的类型、高度、叶片长度、地质条件、气候条件等因素。
对于不同类型的风机,其基础型号也会不同。
在地质条件较差或气候条件恶劣的地区,需要选用更为坚固耐用的基础型号。
在进行风机基础选型时,需要充分考虑以上因素,选择适合具体项目的基础类型。
二、桩基础设计优化1. 桩基础类型桩基础是风机基础中的重要部分,其作用是将风机的荷载通过桩和地基传递到地下。
常见的桩基础类型包括钢管桩、预应力桩和混凝土桩等。
钢管桩具有自重轻、施工方便等特点,预应力桩能够有效提高桩基础的承载能力,而混凝土桩则具有成本低、稳定性好等优点。
2. 桩基础设计原则在进行桩基础设计时,需考虑到地质条件、荷载特点、施工条件等因素。
不同地质条件下,需要选用不同类型的桩基础,以保证其安全性和稳定性。
需要合理设计桩基础的数量和布置,以确保其在承载能力和抗风性能方面达到要求。
1. 风机基础选型与桩基础设计的关系风机基础选型和桩基础设计是紧密相连的。
风机基础的稳固性和可靠性直接取决于桩基础的承载能力和稳定性。
在进行风机基础选型时,需要充分考虑桩基础的特点和施工条件,以确保两者之间的协调配合。
2. 优化方案为了优化风机基础选型和桩基础设计,需要在以下方面着手:(1)充分了解地质条件,根据实际情况选择合适的风机基础类型和桩基础类型;(2)通过地质勘察和试验,确定桩的埋设深度和直径,以确保桩基础的承载能力和稳定性;(3)结合风机的荷载特点和气候条件,合理设计风机基础和桩基础的数量和布置,以保证整个基础系统的安全性和稳定性;(4)在施工过程中,严格控制施工质量,确保风机基础和桩基础的施工质量。
山区风机基础选型及优化浅析
引言 风机基础和风机塔身采用螺栓连接,属于悬臂结构,风机
基础承受结构自重、设备及风机运转等荷载,风机基础混凝土 质量对风电场的安全稳定运行至关重要。
1 风机基础形式比选 风机塔架属于悬臂结构,作为风机塔架的基础,其所承受
上部的水平风力和倾覆力矩较大,陆上风电场常见的基础形式 有锚栓式基础、梁板式基础等。重力式扩展基础由基础底板、 棱台及墩台三部分组成,依靠基础自重及回填土重量来抵抗倾 覆力矩。具有结构简单、施工方便、技术成熟的优点,但是由 于基础混凝土用量较大,经济性较差。桩基础能提高地基承载 力,适用于表层有厚度较大的低承载力、大变形土层的地基。 梁板式基础由底部圆形底板,中间圆柱体,辐射状的主梁,以 及沿基础边缘连接主梁的次梁共四部分组成。依靠基础自重及 梁格间填土重量来平衡风机的倾覆力矩,并通过主梁及底板的 刚度抵抗基础变形。由于混凝土用量较少,可节省投资并降低 大体积混凝土水化热引起温度应力的不利影响[1]。
2 风机桩基础优化要点 2.1 基础体型 风机基础设计是一个不断反馈、修正、优化的过程,只有
合理的基础选型和布置,才有可能实现基础工作性能和经济效 益的双优。作用在风机基础上的荷载按随时间的变异可分为三 类:①永久荷载:如上部结构传来的竖向力、基础自重、回填 土重等;②可变荷载:如上部结构传来的水平力、水平力矩、 扭矩、多遇地震作用等;③偶然荷载:如罕遇地震作用等。风 机基础选型应根据极端荷载工况、正常运行荷载工况、多遇地 震工况、罕遇地震工况等进行比选。由于风机上部荷载的多重 性和随机性,风机基础宜采用中心对称布置方案,圆形基础是 比较合理的基础体型。
4 结束语 综上所述,本文根据山区风电项目的特点,通过对山区风
机基础设计影响因素的辨识和分析,合理的基础形式是保证风 机基础质量的前提;从源头抓质量,做好原材料管理,是风机
风机基础形式方案比较
风机基础设计计算方法及其方案比较近年来,人们由于对能源产生了愈演愈烈的危机意识,对新能源的开发利用也就显得愈加迫切,太阳能,风能,潮汐能等众多新能源的研究开发工作都在如火如荼的进行中。
风能是一种新型清洁能源,可再生,无污染,而且储量丰富,分布范围广泛。
就我国来说,风能主要分布在华北,东北,西北以及沿海及其岛屿地带,而现有的风力发电场分布区域也是与风力资源分布基本吻合的。
2009年,从风电装机容量分布来看,内蒙古装机累计容量920万千瓦,河北省278万千瓦,辽宁省242千瓦,吉林省201千瓦,当年全国实现新增装机容量1380.3万千瓦,而2010年新增容量更是达到了1650万千瓦,一跃成为新增风电装机总容量第一的国家,是日本的75倍,美国的两倍,可见我国在风力发电行业投入了相当大的人力,物力和财力,但数据显示,截至2008年底,我国风力发电在能源结构中所占的比例不足2%,所以,风力发电行业还有很大的上升空间。
但行业的迅速发展也带来了诸多问题,比如风机的荷载参数是通用型的数据,并不一定适应特定的风场,风力发电塔的设计也没有专门的规范和标准,暂时参考《高耸结构设计规范》,同时,风机基础的规范也仅有试行规定,即《FD003-2007风电机组地基基础设计规定》(以下简称《规定》)是参照相关建筑和电力系统的规范和标准而建立的,很多内容仅仅只是简单的将原有的建筑或电力规范原封不动的搬过来,而对基础受大偏心受力,疲劳荷载以及震动影响的计算方法并没有做深入的研究,比如基础在风振或地震作用下的动态刚度问题,基础形式的科学选择问题等,在试行规定中均未做详细介绍,而且对于规定中所提供的三种主要基础类型(天然地基基础,复合型地基基础,桩基础)是否合理也没有做解释。
这些问题的存在,给风力发电机组及塔架基础的安全埋下了隐患。
虽然风机基础的投资费用只占整个风机投资的1.7%左右,但基础安全的重要性是和上部结构同等重要的,不可掉以轻心。
风能发电工程施工中的风机基础与铺装材料选择
风能发电工程施工中的风机基础与铺装材料选择随着可再生能源的重要性日益凸显,风能成为全球范围内最具发展潜力的能源之一。
风能发电作为一种环保、可持续的能源形式,正逐渐在世界各地得到广泛应用。
在风能发电工程的施工过程中,风机基础和铺装材料的选择对工程的稳定性和可靠性起着至关重要的作用。
首先,风机基础是支撑整个风机系统的地下组件,其稳固性和承载能力直接决定了风机的安全运行。
基础的选址和设计必须考虑环境条件、土质状况、地质结构等多种因素。
在选择风机基础时,通常有三种主要类型可供选择:钢筋混凝土桩基础、钢管桩基础和预制桩基础。
钢筋混凝土桩基础是最常用的一种基础类型,其通过将钢筋混凝土桩钻入地下,增加地基的承载能力和稳定性。
这种基础适用于多种土质条件,具有较好的抗震性能和耐久性。
钢筋混凝土桩基础在风能发电工程中得到广泛应用,其成本相对较低,但施工时间较长。
钢管桩基础是另一种常见的基础类型,其通过将钢管打入地下来加固地基。
这种基础对于复杂的土壤和地质条件更为适用,并且具有较高的水平承载能力。
钢管桩基础施工相对较快,但成本较高,并且需要专门的施工设备和技术。
预制桩基础是近年来发展起来的一种新型基础类型,其通过在工厂预制桩体,然后在现场进行安装,从而减少了现场施工的时间和成本。
这种基础适用于土层固结较好的地区,但其承载能力需要根据实际情况进行详细计算。
除了风机基础的选择,铺装材料也是风能发电工程施工过程中不可忽视的一部分。
铺装材料的选择应根据工程的实际需求和环境条件来确定。
在风机基础周围的道路和平台上,一般使用沥青混凝土(AC)和水泥混凝土(CC)作为铺装材料。
沥青混凝土具有较好的柔性和抗裂性能,适用于道路施工,而水泥混凝土具有较高的强度和稳定性,适用于平台和重载区域的铺装。
在选择铺装材料时,需要考虑交通量、气候条件、施工成本等因素。
此外,对于一些需要加强稳定性的地区,可以考虑使用渗透碳化铁块(CCI)作为铺装材料。
三桩基础海上风机结构的比较分析
三桩基础海上风机结构的比较分析1. 单桩式基础单桩式基础是海上风机最早采用的基础结构之一。
其结构简单,适用于较小的风机。
该结构将风机通过一个大型钢筋混凝土柱子固定在海床上,柱子的根部会深入海床,从而能够提供足够的支撑力。
单桩式基础的成本较低,安装简单容易,但是由于单桩式基础的支撑力有限,其适用范围相对较小,只适用于海水比较浅的地区,而且其受风机承载能力较弱,易受大风和海浪的影响。
此外,由于单桩式基础的支撑力主要来自于一个钢筋混凝土柱子,因此在海底的固定工作复杂,需要较长的时间和较高的成本。
桩帽式基础是一种适用于中等大小海上风机的基础结构,其构造是将单桩式基础和浮式基础相结合设计而成。
其基本结构是将一系列钢管桩深入海床,桩的顶部用桩帽连接,风机塔架则连接在桩帽上。
桩帽式基础相对于单桩式基础来说,其承载能力更强,更适用于中等大小的海上风机。
由于其基础结构的特殊性,该结构需要较多的钢管和混凝土,造价较高。
此外,由于需要考虑到钢管桩的深入程度和桩帽的设计等复杂的因素,桩帽式基础的设计和建造难度都较高,需要较长的时间和较高的管理成本。
浮式基础是一种在深海和高浪区域中广泛应用的海上风机基础结构。
其基本结构是一种从船体上高出水面的浮体,其中心部分为一个空心柱体,柱体底部连接一些重物以保持稳定。
风机塔架则连接在柱体的顶部。
浮式基础不需要用于透过海底的结构,因此避免了海底固定的复杂性,安装和维护较为容易。
此外,由于其基础结构可以自由浮动,其对海浪和大风的适应性较强,能够在波浪荡漾的海面上安全运行。
然而,浮式基础设计和建造成本相对较高,其需要大型、复杂的安装设备和稳定性计算,同时还需要确保船只的安全性和环境友好性。
综合来看,单桩式基础、桩帽式基础和浮式基础各有其优缺点。
单桩式基础适用于海水比较浅的地区,成本低,但受大风和海浪的影响较弱;桩帽式基础适用于中等大小海上风机,受力较为稳定,但建造难度较大,成本相对较高;浮式基础适用于深海和高浪区域,能够抵御大风和海浪,但建造成本较高,需要复杂的设置来维持平稳运行。
风能发电工程施工中的风机基础与铺装材料选择与性能要求
风能发电工程施工中的风机基础与铺装材料选择与性能要求风能发电工程是一种利用风能将其转化为电能的可再生能源工程。
在施工过程中,风机基础的选择与铺装材料的选用具有关键性的作用,对风能发电工程的稳定性和可靠性起着重要的影响。
1. 风机基础的选择在风能发电工程中,风机基础的选择主要考虑以下几个方面:1.1 地质条件地质条件是选择风机基础类型的主要因素之一。
根据不同的地质条件,可选择的风机基础类型包括混凝土基础、桩基础和挡土墙基础等。
对于地质条件较好、土壤承载力高的地区,可以选择混凝土基础,它具有承载能力强、稳定性好的特点。
而在地质条件较差、土壤承载力较低的地区,可以选择桩基础,它能够通过桩身的摩擦力及端部的承载力来分担风力机的荷载。
1.2 气候条件气候条件是选择风机基础类型的另一个重要因素。
气候条件对风机基础的选择有着直接的影响。
例如,在风力较大、气候恶劣的地区,需要选择具有较高抗风稳定性的基础类型,如桩基础或挡土墙基础。
而在气候相对温和、风力较小的地区,可选择混凝土基础,以满足基础的稳定性要求。
1.3 风机类型与规模风机的类型与规模是选择风机基础的重要指标。
不同类型、不同规模的风机对基础的要求也不同。
对于大型风机来说,由于其重量大、风载荷也较大,需要选择相对稳定、坚固的基础类型。
而对于小型风机来说,基础类型的选择则更加灵活,可以根据实际情况进行选择。
2. 铺装材料的选择与性能要求在风能发电工程中,铺装材料的选择与性能要求对工程的可靠性和运行效果产生直接影响。
2.1 铺装材料的选择风能发电工程中常用的铺装材料有砂石、地板砖、混凝土等。
具体的选择需要根据实际情况进行综合考虑。
- 砂石:砂石为铺装材料提供了较好的透水性能,能够减少水域积聚,防止积水造成的滑倒和设备损坏。
- 地板砖:地板砖的硬度较高,能够承受风机和设备的重量,保障工程的稳定性和安全性。
- 混凝土:混凝土材料具有良好的承载能力和稳定性,能够满足风机基础和铺装层的要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
浅谈风机地基基础选型比较
【摘要】对风力发电厂风机基础设计进行了分析,从上部荷载取值、基础尺寸、桩基布置等方面进行了论述,提供了风机基础桩基设计的方法。
【关键词】地基基础风机基础无张力灌注桩复合地基
1 项目概况
某风电厂风场一期(49.5mw)工程位于陕西省定边县东南约25km 处,海拔1650m~1860m,占地约35km2,为黄土高原北部的黄土低岗斜坡,场地开阔。
2 岩土工程条件概况
2.1 地形地貌及不良地质作用
该风电场场址区域地貌主要以特有的黄土塬、梁、峁地形为特征。
场址区地势较平缓,地表水系不发育,地下水埋深较深,滑坡、泥石流不发育。
但黄土塬和梁的边缘多有陡坎,坡面直立,高度可达20m,随着雨水冲刷,可形成坍塌等破坏,在风机布置时建议与黄土塬或梁的边缘保持一定的安全距离,防止边坡失稳或者累进性坍塌破坏影响基础稳定。
2.2 地层岩性分布特征
根据勘探资料,场址区地层以第四系松散堆积物为主,主要由风积的壤土、黄土状粉土、粉质黏土及黄土层组成。
①层,全新统风积(q4eol)壤土,浅黄色,干燥,结构松散,以风成次生黄土及砂质粉土为主,含植物根系和腐殖质,地表广泛
分布,黄土梁、峁、丘顶部厚度较薄,一般几十厘米不等,主要为耕地或荒山的表层土。
②层,黄土状土(q41),浅黄色,稍湿,可塑,土质均匀,以粉粒为主,不具有层理结构,大孔发育,含有植物根系腐败后形成的空洞和虫孔,发育有钙质斑点和结核,以粉土为主。
本组地层较为发育,场区均有分布,厚度16.1m~19.6m,平均厚度17.8m。
③层,中更新统(q2eol),粉质黏土,黄褐色,稍湿,可塑,土质均匀,发育有钙质结核,土体新鲜面上可见铁锰质斑点,主要以粉质黏土为主,本组地层连续分布,厚度变化较大,厚度0.9m~
6.4m,平均厚度4.2m,层顶埋深为1
7.3m~19.8m,平均埋深为1
8.4m。
④层,中更新统离石组(q2l),老黄土,黄色~黄褐色,稍湿,可塑,土质均匀,主要成分为粉土,含少量粉砂。
不具有层理结构,土体新鲜面上有铁锰质斑点,有少量气孔发育,主要以粉土为主,该层主要分布在梁、峁的中部,钻孔未揭穿该层。
2.3 地基土物理力学参数
根据现场标贯试验和室内土工试验成果,该风电场工程地基土物理力学参数建议值。
2.4 地基土湿陷性评价
场地属自重湿陷性场地,为中等湿陷性,湿陷性深度一般约18m,总湿陷量83.1mm~187mm,平均值131mm,总自重湿陷量76.6mm~159mm,平均值109mm,湿陷等级主要为ⅱ。
本场地主要湿陷性地层为②层,其中③层上部具轻微~中等湿陷性,下部为非湿陷性。
3 风电机组基础方案选型
3.1 风机荷载
3.2 风机基础及地基处理方案比选
由于风电场所在区域为自重湿陷性场地,地基土的湿陷等级为ⅱ级,且厚度较厚,采用天然地基将不能满足风机基础对承载力及地基变形的要求,风电机组基础下地基必须处理或采用桩基础。
拟对p&h无张力灌注桩基础方案、混凝土灌注桩基方案、复合地基方案进行比选,论证确定适合本风电场的风电机组基础形式。
(1) p&h无张力灌注桩基础
p&h无张力灌注桩基础为支持大型风机基础的专利技术。
p&h 无张力灌注桩基础不使用基础环进行基础和风机塔筒连接,而是通过塔筒下法兰的螺栓孔使用高强螺杆将基础同塔筒连接。
连接用高强螺杆数量为110根(暂定,根据塔筒底法兰孔数决定)。
电缆线可以从承台底部穿越,穿越高强螺杆之间的空隙,在基础深1.5m处。
风机厂家的下法兰不需要做任何的更改。
基础主要由混凝土、预应力高强螺杆和两个cmp(波纹筒)筒构成。
根据可研阶段的地勘报告和风机荷载数据,确定设计参数。
p&h风机基础主要设计参数如下:
基坑开挖上口直径9.5m,下口6m,基坑深10.5m。
基础承台直径为5.1m,承台高度为0.5m,高强螺杆竖向放置于两个cmp筒之间,两筒之间0.8m,之间浇筑c40混凝土,cmp外筒直径为4.8m长10.5m。
内筒直径为3.2m长10.5m。
cmp内外筒均为壁厚3mm,波深5cm,
波距15cm。
cmp外筒和基坑之间浇筑c15混凝土。
cmp内筒底部浇筑1mc40混凝土,回填土至上筒口。
m42高强螺杆长度为11m。
每个机位用110根(暂定)。
由于风电场所在区域为自重湿陷性场地,地基土的湿陷等级为ⅱ级,且厚度较厚,p&h无张力灌注桩基在如何抵消湿陷性黄土负摩阻力、是否对风机基础有变形影响等问题上应当进一步研究。
(2)桩基
本方案风机基础采用干作业法扩底灌注桩(端承摩擦桩)
1)钢筋混凝土灌注桩的计算方法及内容:
根据《湿陷性黄土地区建筑规范》gb50025-2004第5.7.2条规定桩端应穿透湿陷性黄土层,且应支承在可靠的土层中。
本方案考虑湿陷性黄土负摩阻力影响,计算取桩顶以下12米桩长范围存在负摩阻力。
2)参数及布置
经计算拟定桩基础的布置为:承台底部为直径16.0m,高1.1m的圆柱;上部为顶面直径6.2m,高1m的圆柱;中间为高0.8m的圆台。
承台底部布置混凝土扩底灌注桩20根,桩长20m,桩身直径1.0m,扩底直径2.0m。
扩底灌注桩及承台具体布置见图1。
(3)复合地基
灰土挤密桩法地基处理方案,目的是消除湿陷性,提高地基承载力、减小不均匀沉降,风机基础采用扩展基础,基础体型为圆板形。
灰土挤密桩复合地基方案是通过向桩孔内夯实2:8灰土的方法
对灰土桩进行挤密夯扩,从而达到挤密地基土、消除湿陷性、减少沉降的目的。
灰土挤密桩的地基处理深度以湿陷土层15.0m考虑,基础底部采用挤密桩进行地基处理,挤密桩成孔直径0.4m,成桩直径≥0.55m,有效桩长为14m,等边三角形布置,桩间距1.1m,桩身平均压实系数不小于0.97,挤密后桩间土的挤密系数不小于0.88,平均挤密系数不小于0.93。
处理深度将根据场地的土质情况、工程要求和成孔及夯实设备等综合因素确定,处理范围为超出基础底面外缘宽度宜大于处理土层厚度的1/2,并不应小于2.0m,故处理范围应为直径35.0m的圆,预计布桩929根,处理后的地基承载力特征值应达到220kpa,桩顶标高以上应设置0.5m厚的灰土垫层,一方面扣除桩顶松动层的影响,另一方面有利于改善应力扩散,调整桩土的应力比,并对减小桩身应力集中有良好作用。
扩展基础的体型为:承台底部为直径21m,高1.1m的圆柱;上部为顶面直径6m,高1m的圆柱;中间为高0.9m的圆台。
(4)防湿陷措施
以上各种处理方案在风机安装完毕后,在地面基坑范围内做散水,做法为填土夯实300mm厚灰土垫层,铺防水土工布膜,100mm 厚c20素混凝土垫层。
(5)投资及施工技术条件比较
p&h无张力灌注桩的优点是施工周期短,造价低,但未穿透湿陷性土层,且如何控制地基变形应进一步深入研究,且预应力螺栓质
量控制不易保证,部分工地存在拉断现象,该桩为专利技术,施工单位单一,施工精度要求高,施工质量控制要求较高,桩基检测复杂。
桩基方案的优点是穿透湿陷性土层,全部消除地基土的湿陷性,施工、检测周期较短,地基变形的均匀性好,不均匀沉降较小。
扩底桩增加一道工序,但采用机械钻孔结合人工扩底很容易解决。
造价稍高但施工队伍较多,可选择余地较大,且混凝土灌注桩施工质量较容易控制。
灰土挤密桩复合地基可以消除地基湿陷性,有效提高地基承载力,减小不均匀沉降,本工程场地湿陷性土层较厚,灰土挤密桩较长,造价较高,施工较复杂。
4 结论
根据以上比较,扩底混凝土灌注桩方案为首推方案。
其次是p&h 无张力灌注桩,但应与专利方进行充分沟通其存在的不确定因素,另风力发电机组属高耸建筑物,对基础不均匀沉降要求较严格,混凝土灌注桩施工简便,质量易于保证,安全可靠,有利于减少地基不均匀沉降,是本风场的较为适宜方案,待中标后将结合详勘资料对每个机位的地基处理与桩基方案综合比选,对基础进行优化设计确定合适的地基方案。
参考文献
[1] 《风电场机组地基基础设计规定》(试行)fd003-2007
[2] 《建筑桩基技术规范》jgj-94-2008
[3] 《高耸结构设计规范》(gb50135-2006)
[4] 《建筑地基基础设计规范》(gb50007-2011)。