振动沉管碎石桩在风电场软弱地基处理中的应用

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1、电力建设建材与装饰2014年10月振动沉管碎石桩在风电场软弱地基处理中的应用陈桂斌（中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司湖南长沙410014）摘要：振动沉管碎石桩是一种干作业法成桩的加固软土地基的方法，不仅能提高地基承载力，还能减少沉降和不均匀沉降，适合于风机基础对地基土的要求。本文以四眼坪风电场为工程实例，介绍了振动沉管碎石桩的设计方案、施工步骤、质量控制及检验要求等。关键词：风机基础；软弱地基；地基处理；振动沉管碎石桩中图分类号：TU473文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）42-0084-031前言固复合土层起垫层作用

2、，垫层将荷载扩散，使应力分布趋于均振动沉管碎石桩法是利用振动沉管法成孔，在孔中填入含泥匀，从而达到提高地基承载力和减小沉降量的目的。量不大的碎石，采用干作业法成桩的一种加固软土地基的方法。3工程概况其作用机理与振冲置换法类似，具有比振冲置换法少破坏被加四眼坪风电场位于重庆市武隆县和顺乡，场区地貌类型为岩固土、省水、易成孔等优点。该法不仅能提高地基承载力，还能减溶耀侵蚀中低山区和剥蚀构造低山地貌。地面高程为1466.02耀少沉降和不均匀沉降。1662.80m，山包顶与邻近洼地沟谷的相对高差小于100m，自然地风力发电机属高耸结构，风机基础是保证风

3、力发电机组安全形坡度一般为15耀30毅，局部可达44毅以上。各机位地基岩（土）主正常运行的关键。与一般的高耸结构不同，由于风力发电机组轮要有粘性土、碎石类土和基岩三类，其中粘土分为红粘土、次生毂高度大、顶部质量大、对倾斜要求严格，并且在极端风速条件红粘土和一般粘性土，自地表向下塑性状态为可塑耀软塑，软塑，下承受较大的水平荷载，从而使得风机基础具有承受360毅重复接近基岩溶槽底部为流塑；碎石类土分为砾砂、角砾土和碎石偏心随机荷载的受力特点。风机基础对承载力、沉降和倾斜要求土，多为松散和稍密状态；基岩岩性多为灰岩，次为泥岩。钻探和都较高，振动沉管碎

4、石桩法正好符合风电场地基处理的要求。本物探查明，风机位覆盖层厚度变化大，基岩面起伏大，且溶槽、石文以重庆四眼坪风电场工程为例，简要介绍了振动沉管碎石桩芽发育，部分风机位浅层岩溶较发育。同一个机位，钻孔揭露的法在风机基础地基处理中的应用。基岩面高程相差10m之多，且粘性土多为高压缩性土，承载力2振动沉管碎石桩法加固机理低。振动沉管碎石桩是通过成桩过程中对周围土层的挤密、振密根据地质详勘结果，四眼坪风电场55台风机机位中有8台作用和靠碎石的压入获得加固效果，使地基的密实度增加；同时采用振动沉管碎石桩法进行地基处理，现在以33#风机机位为设置的碎石挤

5、密桩增强体，本身又是一个良好的排水通道，它的例说明。33#风机机位地面高程约为1584m，共布置5个钻孔，场存在不仅有利于地基土中孔隙水压力的消散，有效地增强土体平后软弱覆盖层厚度为8~10m。33#机位地质平面图及剖面图见的抗液化能力，而且在荷载的作用下，碎石挤密桩增强体又与地图1。基土共同承担荷载作用，即形成碎石挤密桩复合地基。振动沉管碎石桩加固机理主要体现在以下几个方面：2.1置换作用对粘性土地基，由于土的粘粒含量多，粘粒间结合力强，渗透性低，在振动力或挤压力的作用下土中水不易排走，碎石挤密桩起到置换作用。2.2排水作用图133#机位地质

6、平面图及剖面图碎石挤密桩在粘土中形成一个良好的排水通道，起到了排水根据现场原位测试、室内试验成果、工程经验类比，各岩（土）砂井的作用，且缩短了孔隙水的水平渗透路径，加速了软土的排层的物理力学指标推荐值见表1。水固结。4方案设计2.3加筋作用对于浅层软土层，碎石挤密桩可贯穿整个软土层至相对硬4.1设计参数层，此时桩体在荷载作用下主要起应力集中作用，使地基承载力（1）桩长：设计碎石桩体穿过覆盖层达到基岩面，33#机位桩提高、压缩性减小。长为8~10m。2.4垫层作用（2）桩径：碎石桩桩径可采用300~800mm，本工程覆盖层为粘土夹碎石，选桩径为8

7、00mm。软土层较厚时，碎石挤密桩可不穿过软土层，此时形成的加·84·2014年10月建材与装饰电力建设表1岩土层主要物理力学指标建议值表2m），提升时桩尖自动打开，桩管内砂石料流入孔内。天然密度干密度承载力特征值压缩模量抗剪指标（4）降落桩管，利用振动及桩尖的挤压作用使碎石密实。土层名称g/cm3g/cm3kPaMPa准（毅）C（kPa）（5）提升桩管，每提升1m导管反插300mm，留振10~20s。红粘土、次生红粘土1.3耀1.71.0耀1.5100耀1202耀812耀1525耀35（6）重复（3）~（5）工序，桩管上下运动，碎石料不断补充

8、，碎一般粘性土1.3耀1.71.0耀1.5110耀1405耀812耀1525耀35石桩不断增高。角砾土1.71.4耀1.5120耀1505耀10205