珠日河风电一场四期工程风机桩基础设计

16内蒙古水利2012年第2期总第138期【设计与施工】珠日河风电一场四期工程风机桩基础设计高明堂内蒙古自治区水利水电勘测设计院，内蒙古呼和浩特010020摘要珠日河地处科尔沁沙地腹部，属西辽河和松辽平原的过度地带。该区地基特性为中软土第四系地层，地下水埋深浅，土层不均匀，风机基础采用桩基础进行处理。文章以该风电场一场四期工程为例，对桩基础设计进行了总结。关键词风电机组；桩基础；地基处理中图分类号TM614文章标识码B文章编号100900882012020016一O21工程概况珠日河风电一场总装机300MW，是珠日河百万千瓦风电基地的重要组成部分。珠日河风电场位于内蒙古通辽市科左中旗西北部的科尔沁沙地腹部，属西辽河和松辽平原的过渡地带。场址海拔为190M一210M，地形平坦起伏较小。风场地貌为平原牧场，土地类型为沙化草场，厂址内有零星村庄和少量耕地及林地。该风场70M高度平均风速为719MS，70M高度5O年一遇最大风速为3210MS，风电机组安全等级为IECIII类。一场四期工程装机容量为495MW，安装广东明阳MY15SE一70风力发电机组33台。程的勘探，30IN深度内地层组成为第四系全新统风积层Q4EO1，岩性为细砂；第四系上更新统顾乡屯组冲积层Q3GA1，岩性为粘土、粉砂、细砂。浅层为松散和稍密状态细砂、粉砂，地基承载力在110KPA140KPA之间，随深度增加逐渐变为中密、密实状态，承载力相应增大，密实状态的细砂承载力可达到250KPA以上。地下水位埋深240635M，地下水位变幅在200M左右。场地地基土在钻探控制深度范围内，各土层在空间分布上变化较大，同一土层在水平方向和垂直方向的结构、物理力学性质也存在较大差异，场地地基土总体表现为空间分布、土层结构、性质特征上的不均匀性。2工程地质3桩基础设计风电场址区地处西辽河平原东北部的新开河冲积平原上，区内地貌类型较为单一，属堆积地形地貌类型，地势平缓，区域上自西北向东南缓倾，地面坡降约为03O，坡面完整性好。根据中国地震动参数区划图，本区地震动峰值加速度为005G，地震动反应谱特征周期045S。根据建筑抗震设计规范，场地抗震设防烈度为度，设计特征周期为045S。设计地震分组为第一组。风电场区地基土为中软土，场地类别为类。区内出露地层主要为第四系地层，根据该区第四系厚度等值线图资料，场址区第四系地层厚度大于12000M，其下为上第三系、白垩系地层。根据本期工本工程场址地基承载力低、地下水位高、土层结构不均匀，天然地基不能满足风机基础的设计要求，需要进行处理。根据本区地质条件和工程经验，本期工程采用钢筋混凝土钻孔灌注桩对场地地基进行处理。31基础承台尺寸及灌注桩布置、，I、1。_LT图1基础尺寸计算珠日河风电一场四期工程风机桩基础设计高明堂17基础承台采用钢筋混凝土圆形扩展基础，基础底面直径D15M，基础高H27M，埋深25M。混凝土强度等级C35，抗冻等级F250。单基承台混凝土298M。桩基础采用2O根直径800MLN的钢筋混凝土钻孔灌注桩，基桩分为内、外两圈沿承台环形布设。外圈L6根，到承台中心距为66M；内圈4根，到承台中心距为3M。桩长根据各个风机位的地质情况进行确定，在1823M之间不等。桩基础混凝土强度等级为C30。承台详细尺寸见表1，基础尺寸计算图见图1。表1承台详细尺寸32桩基设计计算321设计条件1设计荷载。桩基础设计需要分别对正常运行工况、极端荷载工况以及地震工况进行计算，本工程地震设防烈度为6。，可不进行地震工况计算。风机塔筒底部荷载即风机基础的计算荷载由风机制造厂家提供。根据厂家提供的荷载，选取对应风电机组正常运行工况、极端荷载工况的代表性荷载组合，对桩基础进行计算。明阳MY15SSE风力发电机组基础荷载，见表2。表2基础荷载标准值2地质资料。根据各个风机位的钻孔资料，整理各风机位的地基土层结构力学数值表，各风机位的地质情况控制桩的长度。某风机位地基土层结构力学数值，见表3。表3地基土层结构力学数值322计算成果根据风电机组地基基础设计规定和建筑桩基技术规范，对拟定的桩基础进计算，计算结果，见表4，由表中的数据可知，计算值均满足规范要求。表4计算成果MY15SSE一704结语1风机基础为大偏心受压构件，当采用桩基础时，除竖向抗压为主要承载力外，还存在上拔力和水平推力，设计时应进行验算。从计算结果上看，桩的设计参数仍由竖向抗压承载力控制。2根据本工程桩基试验、工程桩检测以及现场沉降观测结果，本设计桩基承载力可满足上部荷载要求。从桩基试验结果来看，桩的水平变形和竖向变形均较计算值小，理论计算有一定的安全裕度。3钢筋混凝土