某风电场PHC管桩原体试验研究与分析应用.pdf
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1、传源卤环境能源与电力ISSN1672-9064CN35-1272/TK某风电场PHC管桩原体试验研究与分析应用张长飞(中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司可?福建福州350 0 0 3)摘要该文结合山东某风电场前期勘察报告,选取代表性场地进行PHC管桩基桩原体试验,确定施工工艺和施工参数,分析桩侧摩阻力的分布规律,计算出单桩竖向承载力及单桩水平承载力。通过对静载、高应变成果进行对比分析,确定高应变与静载的单桩承载力相对关系,为后续工程桩设计和检测提供对比和依据。关键词PHC管桩基桩原体试验静载试验高应变法中图分类号:TU473.13文献标识码:A文章编号:16 7 2-90 6 4(2 0
2、 2 3)0 4-0 40-0 4基桩原体试验是根据勘察报告及当地经验,选定桩型及单桩竖向承载力特征值。施工前进行试验桩检测并确定单桩承载力,目的是为设计单位选定桩型和桩端持力层、掌握桩侧桩端阻力分布并确定基桩承载力提供依据,同时也为施工单位在新的地基条件下设定并调整施工工艺参数进行必要的验证1。通过基桩原体试验,还可以避免桩机全面进场后发现该桩型不适合本场地施工或单桩承载力不满足设计值,引起工期拖延和投资增加的情况2-3。勘察报告提供的数值可能相对保守,通过基桩原体试验可优化单桩承载力,提高工程建设的经济性和可靠性。本文根据桩基试验技术条件书、荷载情况及勘察报告等各方面因素,通过原体试验设计
3、,针对PHC管桩开展了竖向静载荷、高应变法和水平静载荷等检测试验工作,为后续工程桩设计和检测提供对比和依据性资料,也为工程施工以及检测提供了必要的依据。1工程概况山东禹城某风电场项目规划装机容量50 MW(16x3.0MW+1x2.0MW),新建1座110 kV升压变电站。场区位于德州市禹城市李屯乡,面积约33.5km。场区内有水泥路和机耕道,交通较为便利。风电场地处平原地区,场内海拔高度在2 5m30m之间。2场区工程地质条件2.1地形地貌拟建场地地势开阔,地形平坦;拟建风机中心地面高程一般为2 3.18 2 5.39m;地貌类型为冲积平原。2.2地层岩性勘测揭露地层为第四系全新统冲积层(Q
4、4),岩性主要为粉质黏土、粉土、粉砂。揭露地层的主要特征描述如下:粉质黏土:黄褐色,软塑可塑状态,稍湿,切面光滑,无摇振反应,干强度一般,韧性一般,局部夹薄层状的粉土。层厚一般为 1.6 0 11.30 m。收稿日期:2 0 2 3-0 1-30作者简介:张长飞(198 7 一),男,硕士,高级工程师,主要从事岩土工程勘察与设计工作,研究方向为输变电工程、火电厂、风电场。粉土:褐黄色,稍密,稍湿 湿,摇振反应迅速,干强度低,局部夹薄层状的粉质黏土。层厚一般为1.10 12.7 0 m。-1粉质黏土:黄褐色,可塑状态,湿 很湿,含铁锈结核,切面稍光滑,无摇振反应,干强度中等,韧性中等。层厚一般为
5、0.706.70 m。-2 粉砂:褐黄、灰黄色,稍密,饱和,颗粒级配差,分选性良好。层厚一般为1.8 0 m。粉土:褐黄、灰黄色,中密,湿 很湿,摇振反应迅速,干强度低,局部夹薄层状的粉质黏土,偶见姜石。层厚一般为1.204.50 m。-1粉质黏土:灰黄色,可塑状态,很湿,含铁锈结核,切面稍光滑,无摇振反应,干强度中等,韧性中等。层厚一般为0.8013.50 m。-2 粉砂:褐黄、灰黄色,稍密,饱和,颗粒级配差,分选性良好。层厚一般为1.7 0 3.10 m。粉砂:褐黄、灰黄色,以中密为主,局部稍密、密实,饱和,颗粒级配差,分选性良好。层厚一般为1.50 6.2 0 m。-1粉质黏土:灰黄、褐
6、黄色,可塑状态,很湿,含铁锈结核,切面稍光滑,无摇振反应,干强度中等,韧性中等。层厚一般为 4.6 0 8.90 m。粉质黏土:褐黄色,硬塑状态,湿,含铁锈结核,切面稍光滑,无摇振反应,干强度中等,韧性中等。勘测未揭穿该层,揭露厚度为0.8 5 13.2 0 m。-1粉砂:黄褐色,以密实为主,局部中密,饱和,颗粒级配差,分选性良好。勘测未揭穿该层,揭露厚度为1.10 16.45m。-2 粉土:灰黄色,密实,饱和,摇振反应迅速,干强度低,局部夹薄层状的粉质黏土,偶见姜石。勘测未揭穿该层,揭露厚度为 1.55 3.6 5m。选取场地内具有代表性的风机位(1#风机)进行原体试验。3基桩原体试验设计3
7、.1试验及检测内容1,4(1)通过试验桩和锚桩的施工,合理选择打桩机具设备,确2023.NO.4.40传源南环境能源与电力定打桩施工时的停锤标准,提出推算施工周期的依据。桩身完整性,估算不同深度处桩端阻力和桩侧摩阻力分布。(2)单桩竖向抗压静载试验,确定单桩竖向抗压极限承载3.2试验桩型力值。选用外径6 0 0 mm、壁厚110 mm的AB型预应力高强混(3)单桩水平静载试验,确定单桩水平承载能力。凝土管桩PHC600AB(110)型作为试验桩型5,试验桩桩型及(4)低应变法,检测基桩的桩身完整性,判别桩身的缺陷参数详见表1。程度及位置。3.3试验区桩位布置(5)高应变法,检测单桩竖向抗压承载
8、能力和检测基桩的试验区桩位布置见图1。表1试验桩桩型及参数桩型数量桩径/mm桩长/m桩身人土深度/m试验桩 S1-S3(PHC600AB110)3锚桩M1-M8(PHC600AB110)81SSN1672-9064CN35-1272/TK桩端持力层进人持力层深度600266002625.7023.70?-1粉砂?-1粉砂5.7m或1.5倍桩径5.7m或1.5倍桩径M1M2M3M4S1S2S30M5M6M7M80024004试验成果4.1PHC锤击沉桩施工成果4.1.1PHC锤击沉桩施工结果试验桩采用DD108导杆式柴油锤进行施工,施工沉桩重锤轻击,控制锤跳高度1.2 1.8 m。施工日期为2
9、0 2 0 年5月4一19日,共施工了11根桩,PHC桩均采用十字型桩尖。PHC600AB桩的打桩顺序:M8M4S3M7M3S2M6M2S1M5M1。PHC桩的长度和配节长度,见表2。表2 PHC桩的长度和配节长度表桩型及分类桩号桩长/m配节长度/m配节数量PHC600AB110S1 S2试验桩PHC600AB110锚桩PHC600AB110桩每根桩的施工时间大约为0.9 1.2 7 h,包括吊桩、对正、接桩、连接、冷却、沉桩等工序。第一节桩锤击数相对较小,第二节桩当桩端进人2 0.0 0 m后,锤击数及起锤高度明显变大变高,其他地层中起锤高度较均匀,至设计桩端高程后其贯人度为7.8 9.5c
10、m/10击。各根桩的锤击数随深度的变化规律见图2 和图3。2400图1试验区桩位布置及编号图(单位:mm)2612+14M1 M8262400212+1422023.NO.4.24004.1.2PHC 桩施工建议(1)PHC600AB(110)桩采用不小于DD108导杆式柴油锤进行施工,或锤击能量相近的打桩锤。(2)11根PHC600AB(110)试验桩锤击数为6 2 1 6 50 击,平均锤击数为6 35击,最后3阵平均贯入度7.8 9.5cm/10击。(3)对于密实的砂层,工程施工会出现沉桩困难或难以打至设计标高,建议结合具体情况采用相应的引孔助沉措施。4.2单桩竖向抗压静载荷试验成果试验
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