湿陷性黄土地区的风电场岩土工程勘察案例分析.docVIP

湿陷性黄土地区的风电场岩土工程勘察案例分析 　　摘要：以陕西延安某风电示范项目为例，进行了湿陷性黄土地区的风电场岩土工程勘察的初步分析与评价。 　　关键词：湿陷性黄土；工程勘察；地基 　　随着能源与环境问题日益突出，风力发电作为可再生清洁能源的一种，日趋受到人们的重视。据统计，2015年，全球风电产业新增装机63013MW，同比增长22%。其中，中国风电新增装机容量达30500MW。 　　黄河中下游的陕北、陇中东部是我国黄土最集中的地区。黄土由于其自身特殊的工程性质，在湿陷性黄土地基上进行工程建设时，必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害，选择适宜的地基处理方法，避免或消除地基的湿陷变形所造成的危害。 　　1. 工程概述 　　该工程位于延安市东北约70Km处的延长县，海拔高程在1050m～1350m之间，属黄土丘陵地貌，场区地势较为开阔，呈波状起伏，适宜进行风电项目开发建设。 　　1.2 地层岩土构成及特性 　　延长县地处陕甘宁盆地东部，场地内出露的岩层主要为中生代三叠系中上统沉积岩，仅在深切河谷区出露，大部为Q3eol新黄土所覆盖。 　　根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001，2009年版）及《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004），依据拟建构筑物特点结合场地条件进行布置勘探点，升压站布置15个探井，每个风机位沿风机中心点对称布置2个探井。原则上，风机基础探井应穿透湿陷性黄土层。 　　根据现场勘察结果，结合区域地质资料，拟建场址区地层结构和岩性构成简单，勘探深度范围内，天然地层主要由第四系上更新统风积（Q3eol）新黄土、第四系中更新统风积（Q2eol）老黄土构成，分述如下： 　　第①层新黄土（Q3eol）：浅黄色～黄褐色、稍湿，稍密――中密状态，结构疏松，均匀，无层理，具垂直节理，夹少量白色条纹及钙质结核，零星分布，可见较多大孔隙及植物根系，层厚为6.2m～10.5m，普遍分布。 　　该层土具中等压缩性。浸水后具有自重湿陷性，湿陷程度轻微――强烈，工程性质较差。 　　第②1层湿陷性老黄土（Q2eol）：黄褐色――红褐色，以上部夹褐红色埋藏土壤层及下部夹灰白色钙质结核为主要特征，无层理，质地坚硬，可见少量孔隙，局部含大量钙质结核，呈稍湿、中密――密实状态，普遍分布。该层土具轻微――强烈湿陷性，具中等压缩性，工程性质一般。层厚为0m～5.1m。 　　第②2层老黄土（Q2eol）：黄褐色――红褐色，无层理，质地坚硬，含少量钙质结核，可见极少量孔隙，呈稍湿、中密――密实状态，普遍分布。本次勘探深度内未揭穿该层。该层厚度较大，层位稳定，根据区域资料，厚度一般在30m以上。该层土具中等压缩性，工程性质良好。 　　2. 地基评价 　　2.1 湿陷性评价 　　场地内广泛分布湿陷性黄土，在勘察所揭露的土层中，第①层新黄土，湿陷系数为0.005～0.220，自重湿陷系数为0.001～0.240，该层厚度在6.2m～10.5m，浸水后具自重湿陷性，湿陷程度为轻微――强烈，第②1层老黄土湿陷系数0.015～0.060，自重湿陷系数0.004～0.050浸水后具自重湿陷性，湿陷程度轻微――强烈，该层层厚0.5m～5.1m；第②2层老黄土湿陷系数0.001～0.014，浸水后不具湿陷性，该层厚度较大，层位稳定，根据区域资料，该层厚度一般在30m以上。依据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）附录A，本地区属陇东――陕北地区，因此β0按1.2取值。按天然地基计算，场地自重湿陷量△zs==42～266.8mm，按天然地基地坪以下1.5米计算，该场地的总湿陷量△s==165～536mm，按照《湿陷性黄土地区建筑规范（GB50025-2004）》中有关条款的规定，场地为自重湿陷性场地，湿陷等级为Ⅱ级（中等）。 　　2.2 天然地基评价 　　根据地基土的物理力学指标，结合场地附近已有的勘察经验，第①层新黄土具自重湿陷性，湿陷程度轻微――强烈，不宜作为天然地基，第②1层湿陷性老黄土呈中密――密实状态，中等压缩性，具湿陷性，第②2层老黄土呈中密――密实状态，不具湿陷性，是较好的持力层和下卧层，各天然地层土的地基承载力特征值及变形指标见下表一。 　　2.3 地基方案 　　由于第①层新黄土具自重湿陷性，湿陷程度轻微――强烈，其地基土承载力相对较低，承载力或变形指标不能满足设计要求，不宜作为天然地基，必须进行处理。根据场地实际情况，对于风机建议采用干作业钻孔灌注桩或人工挖孔灌注桩，以满足设计承载力要求和变形要求。干作业钻孔灌注桩桩径以Ф=400mm～600mm为宜，且尽量采用挤土工艺（如夯扩桩），人工挖孔灌注桩桩径以Ф=800mm～1000mm为宜，桩端持力层应穿透湿陷性黄土