混凝土灌注桩设计和试验对比分析.pdf
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1、 2 0 1 6年 1 0月 第 4 4卷 第 5期( 总第 2 4 6期) 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c P o we r Oc t 2 0 16 Vo 1 4 4 No 5 ( S e r No 2 4 6 ) 混凝土灌注桩设计和试验对 比分析 Co mp a r i s o n a n d Ana l y s i s of Con c r e t e Fi l l i n g Pi l e De s i g n a n d Te s t 许 庆贵 ( 中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公 司, 长春 1 3 0 0 2 1 ) 摘要 : 以单机 容
2、量为 3 Mw 的风 电场为例 , 介 绍了项 目拟建 场区的土层分 布情 况 , 通 过风 电行 业专业软件计 算 , 每座风机基础 需要 布桩 2 4根 , 基桩最大轴 向压力为 2 3 9 0 9 k N, 基桩 最大沉降量为 2 1 6 mm, 并进行试 桩试验 , 试 验采用 4锚 1 方式 。 试验 结果 : 单桩竖 向承载力特 征值 为 2 7 0 0 k N, 比计算值增加 4 0 0 k N; 竖向荷载作用下 , 沉降 量 为 1 3 6 1 mm, 比计算 值减少 8 mm。 关键词 : 混凝土灌注桩 ; 承载力 ; 沉 降 中图分类 号 : T U4 7 3 1 文献标
3、志码 : B 文章编号 : 1 0 0 9 5 3 0 6 ( 2 0 1 6 ) 0 5 0 0 0 5 0 3 灌 注 桩 系指 在 工 程 现场 通 过 机 械钻 孔 、 钢 管 挤 土或人力挖掘等手段在地基 土中形成桩孑 L , 并在其 内放置钢筋笼、 灌注混凝土而做成 的桩 。 钻孔灌注桩 广泛应用于民用建筑 、 工业建筑、 水利水 电及桥梁码 头等工程建设 中。 依照成孔方法不同 , 灌注桩又可分 为沉管灌注桩、 钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等 。 钻孔灌 注桩的施工 , 因其所选护壁形成 的不同, 分为泥浆护 壁方式法和全套管施工法 。 灌注桩的特点有 : 施工噪 声及震动小 ; 可建
4、造直径 比预制桩大的桩 ; 在各种地 基上均可使用 ; 施工质量对桩的承载力影响较大; 混 凝 土质 量较 难控 制 。 1 地 质概况 本文以单机容量为 3 Mw 的风电场为例 , 风机 轮毂高度为 9 0 m, 叶片长度为 1 2 0 m。由于单机容 量较大, 轮毂较高 , 风电机组对基础不均匀沉降较敏 感 , 如果产生不均匀沉降, 将会影响风 电机组运行安 全 , 容 易产 生倒 塔 或变浆 困难 。 项 目拟 建场 区地势 平 坦开阔 , 区域地层岩性主要为第 四系沉积的粉土、 粉 质 黏 土及砂 土 。土 层 主要分 布如 下 。 a 第 1层粉砂 : 灰黑 、 褐 黄色, 稍湿 ,
5、 松散 , 主要 矿物成分为长石、 石英 , 层厚 1 0 0 I 2 0 m。 b 第 2层粉砂 : 浅黄 、 褐黄色 , 稍湿 , 稍密 , 主要 矿物成分为长石、 石英 , 层厚 5 9 O 7 3 0 m。 c 第 3层 粉 土 : 灰 黄 、 黄 褐 色 , 湿 , 稍 密 , 土 质 不 均匀 , 混粉 细砂 颗粒 , 含 氧化 铁 , 摇 震反 应不 明显 , 干 强度 、 韧性低 , 层厚 6 1 0 6 8 O m。 d 第 4层 粉砂 : 黄褐 色 , 稍湿 , 中密 , 主 要矿 物成 分为 长石 、 石英 , 颗 粒较 均匀 , 局部 粉土 夹层 , 摇震 反 应不 明
6、显 , 干强 度及 韧性 低 , 层厚 3 8 0 5 5 0 m。 e 第 5层 细砂 : 灰 黄 、 灰褐 色 , 饱 和 , 密 实 。主要 矿物 成分 为长 石 、 石 英 , 颗粒 较均 匀 , 摇 震反 应迅 速 , 层厚 3 5 O 5 O 0 m。 f 第 6层 粉 土 : 灰 褐 色 , 饱 和 , 中 密 , 土 质 不 均 匀 , 混粉 细砂颗 粒 , 层厚 2 5 O 3 6 0 m。 g 第 7 层 细砂 : 灰 褐色 , 饱 和 , 密 实 , 主要矿 物成 分为长石 、 石英 , 颗粒较均匀 , 砂 质较 纯净 , 含有机 质 , 摇震 反应 迅速 , 揭露 最
7、大厚度 1 O 5 O m。 2 混凝 土灌 注桩设计 风 机基 础按 照 F D 0 0 3 - 2 0 0 7 风 电机 组地 基基 础 设 计 规 定 ( 试 行 ) 要 求 设 计 , 塔 筒 底 部 荷 载 见 表 1 , 其中荷载未包含荷载修正安全系数 1 3 5 。 表 1 风力发 电机组荷载 收稿 日期 : 2 0 1 6 0 6 0 6 作者简介 : 许庆贵 ( 1 9 7 1 ) , 男 , 高级 工程 师, 从事土建设计 管理 工作 5 2 0 1 6年 1 0月 第 4 4卷 第 5期( 总第 2 4 6期) oc t 2 01 6 Vo 1 4 4 NO 5 ( S
8、e t NO 2 4 6 ) 根 据 工程 地 质情 况 , 采 用 桩直 径 为 8 0 0 mm, 有 效 桩 长 为 2 2 I I 1 , 桩 端持 力 层 为 第 5层 细 砂 , 由于 地 下水 位 较高 , 采 用 泥浆 护壁 , 根 据 J GJ 9 4 2 O O 8 建 筑 桩 基 技 术 规 范 计 算 , 单 桩竖 向承 载力 特 征值 为 2 3 0 0 k N, 抗 拔 承载力 特征 值 为 6 5 0 k N。通 过风 电 行业专业软件计算 , 每座风机基础需要布桩数量为 2 4根 , 基 桩最 大 轴 向压 力 为 2 3 9 0 9 k N, 基 桩 最 大
9、沉 降量为 2 1 6 mm。 3 试桩试验 为 了 与设 计方 案 对 比, 在施 工 工 程桩 之 前 进行 试桩试验。 试验选择在地质条件不利地段 , 试桩与工 程 桩在 桩 型 、 配筋 等 方 面一 致 , 试 验 3组 , 采 用 4锚 1 方式 , 每根试桩用 4根锚桩提供反力 , 反力梁由 1 根主梁和 2根次梁组成 , 共 同构成锚桩横 梁反力系 统 。 所有构件经强度和变形验算均合格 , 锚桩抗拔力 经验算合格 。 a 加 载装 置 : 由 3个 型 号 、 规 格 均 相 同 的 5 0 0 t 油 压 千 斤 顶及 与之 配 套 的 高压 油 泵 进 行加 载 , 3
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