西昌市黃聯(lián)關(guān)風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組根底地基3-2#、4-7#、6-8#、6-10#、6-11#、5-1#機(jī)位振沖碎石樁復(fù)合地基設(shè)計及施工方案四川中恩巖土工程二〇一六年十月目錄TOC\o"1-6"\h\z\u1、工程概況 12、場地工程地質(zhì)條件 12.1場地區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征 12.2場地工程地質(zhì)條件 43、振沖法地基處理方案設(shè)計 5處理原理 5設(shè)計依據(jù) 5設(shè)計計算 64、振沖碎石樁施工方法 9振沖施工工藝流程 9測量放線定樁位 10基坑開挖〔由土方開挖單位負(fù)責(zé)〕 10根底處理深度范圍內(nèi)砂層、卵石層施工方法 10振沖碎石樁施工要求 114.6振沖碎石樁施工工序控制 11泥漿排放 125、施工進(jìn)度方案 126、施工機(jī)械投入方案及保證措施 13附圖：振沖樁平面布置圖1、工程概況擬建場地位于風(fēng)電場工區(qū)位于省道S307以南至洼垴電站閘址區(qū)約13km的安寧河段。在根底下，主要分布人工填土層粘性土、砂土及砂層、砂卵石層。其承載力特征值及土的抗液化能力不能滿足設(shè)計要求，故需對地基進(jìn)行處理。根據(jù)設(shè)計單位所提地基處理技術(shù)要求，現(xiàn)采用振沖法處理以提高地基土的承載力及土的抗液化能力。根據(jù)類似工程經(jīng)驗，針對本工程成樁難度較大，故采用功率較大的ZCQ-75型振沖器〔成樁直徑800～1000mm〕，其工藝參數(shù)為：ZCQ55-75型振沖器主要技術(shù)參數(shù)項目ZCQ55-75電機(jī)功率〔KW〕55-75額定電流〔A〕120-150偏心力距〔N.m〕55-66激振力〔KN〕12-16振動頻率〔r/min〕1200-1450振幅〔mm〕8-10主機(jī)質(zhì)量〔kg〕980-1263外形尺寸〔mm〕〔振沖器外圍振動葉子板寬度240-300mm未計算在內(nèi)〕長2500-2900直徑351-4252、場地工程地質(zhì)條件2.1場地區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征黃聯(lián)關(guān)風(fēng)電場工程區(qū)兩側(cè)山脈及安寧河走向近南北，與區(qū)域構(gòu)造線方向根本一致。東側(cè)為小相嶺和螺髻山，屬冰川刨蝕高山地貌，最高海拔4358m，相對高差2000～2500m；西側(cè)牦牛山、磨盤山屬侵蝕構(gòu)造中高山地貌，山嶺海拔2770～3345m，相對高差1000～1500m。以東西兩側(cè)山脊為分水嶺，兩山間為安寧河及河谷平原。安寧河河谷屬斷陷侵蝕堆積平原地貌，北起漫水灣，南至德昌，長度100km，寬一般3～7km，最寬在西昌一帶達(dá)11km。主要由河漫灘，Ⅰ～Ⅳ階地及山前洪積扇組成。地勢一般較平坦，在橫向上由兩岸坡麓向河床傾斜呈階梯狀下降形成階地地貌，河床縱坡降一般3～4‰。組成河谷平原的階地類型有基座階地和堆積階地，在不同地段分別出現(xiàn)。風(fēng)電場工區(qū)位于省道S307以南至洼垴電站閘址區(qū)約13km的安寧河段。該河段主要屬堆積上迭階地地貌，地勢開闊、平緩，河床寬一般70～130m。河床兩岸漫灘及階地高程根本一致。Ⅱ級階地在兩岸分布較連續(xù)，Ⅰ級階地高出河水面2～10m，坡面微向河床傾斜，傾角2～3°。Ⅱ級階地高出河水面7～25m。場址位于西昌市區(qū)以南26km的安寧河河谷，平面上呈南北向狹長地形，南北長約13km，東西寬約3~4km，總面積約48km2。場址屬于安寧河平原地段，風(fēng)機(jī)機(jī)位海拔高度1460m～1535m，與東西兩側(cè)山地相對高差1000m～2500m，總體地形上具有山間河谷地勢特點(diǎn)。從平面上看，黃聯(lián)關(guān)風(fēng)電場從北向南可細(xì)分為兩種地形：北部平原區(qū)：麻地溝~油草溝以北，風(fēng)機(jī)機(jī)位海拔高度1460m～1480m，相對高差小于20m，地形坡度一般小于5°，總體地勢表現(xiàn)為寬緩平原。該場地上主要布置有58臺風(fēng)機(jī)即HLG25~HLG82。南部寬谷區(qū)：麻地溝~油草溝以南至打結(jié)溝，風(fēng)機(jī)機(jī)位海拔高度1460m～1530m，相對高差70m。受左右岸沖溝切割及其洪水堆積影響，總體地勢表現(xiàn)為靠山側(cè)較陡，臨河側(cè)較緩。該場地上主要布置有HLG1~HLG24共24臺風(fēng)機(jī)以及黃水升壓站。2.2場地工程地質(zhì)條件根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，場址區(qū)地層巖性較為簡單，場區(qū)無基巖出露，皆為第四系堆積層，上部為粘性土，下部主要為砂卵石，厚度巨大?，F(xiàn)按照地層年代從新到老分述如下：〔1〕填土①〔Q4ml〕：灰褐色~黃褐色人工填土或根植土，卵礫石含量10%~20%，松散~稍密，全場地分布，厚度一般0.5~1m，局部地段填土厚達(dá)3.2m，主要為當(dāng)?shù)卮迕裨诤勇┥咸钔猎斓鼗蚋餍纬??！?〕粘性土②〔Q4al〕：為河流沖積形成，黃褐色~棕褐色，可塑~硬塑狀，根本不含礫石等粗粒物質(zhì)。全場地均有分布，厚度一般1~2m?！?〕砂卵石土③〔Qal〕：為河流沖積形成，雜色，卵石含量50%~70%，粒徑一般為2~4cm，最大粒徑達(dá)10cm。而在麻地溝以南的高臺地上卵石粒徑可達(dá)20cm以上，具有典型的Ⅱ級階地漂卵石特征。該地層埋深為3~5m，厚度變化較大，一般為3~6m?！?〕砂土④〔Q4al〕：為河流沖積形成，從顆粒大小可細(xì)分為中砂、粗砂和礫砂三小類，稍密~中密。該層分布于砂卵石層以下，厚度較大，據(jù)鉆孔ZKHL31揭露厚度應(yīng)大于20m?！?〕粘土⑤〔Q4al〕：為河流沖積形成，多分布于砂卵石地層內(nèi)，黃褐色~棕褐色，多呈硬塑狀，據(jù)現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗測試成果，該土層力學(xué)性質(zhì)略高于上覆粘性土②但僅局部鉆孔可見〔如ZKHL29〕，厚度一般小于1m?！?〕粘性土⑥〔Q4al+pl〕：主要為洪積形成，淺灰色~灰黑色，可塑~軟塑狀，含礫石、粗砂等粗粒物質(zhì)，粗粒含量5%~10%。該層土主要分布在中壩鄉(xiāng)靠山一側(cè)，厚度1~2m?！?〕粗砂⑦〔Q4al+pl〕：主要為洪積形成，多有粉土夾層，稍密~中密。該層土主要分布在中壩鄉(xiāng)靠山一側(cè)，厚度2~4m。3、振沖法地基處理方案設(shè)計本工程采用振沖置換法和振沖擠密法相結(jié)合的原理進(jìn)行地基處理，以提高土的力學(xué)強(qiáng)度,提高土的抗液化能力,改善排水條件,加速孔壓力消散,從而消除了噴水冒砂及水土流失的可能性。A?建筑地基處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?JGJ79—2021；B?四川省西昌黃聯(lián)關(guān)風(fēng)電場工程巖土工程勘察報告?；C?根底平面圖?；D樁基工程招標(biāo)文件及圖紙，合同及施工圖紙等。E工程所在地自然地理條件、工程地質(zhì)勘察報告、材料供給情況等有關(guān)施工條件。F國家、行業(yè)、地方現(xiàn)行的有關(guān)工程建設(shè)的法律、法規(guī)文件。G本工程相關(guān)的施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)：H?建筑地基根底設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB50007-2021；I?建筑地基根底工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)?〔GB50202-2002〕；J?建筑地基處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?〔JGJ79-2021〕；K?建筑樁基技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?〔JGJ94-2021〕；L?建筑樁基檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?〔JGJ106-2003〕；M其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。N本公司質(zhì)量保證體系文件、施工工藝標(biāo)準(zhǔn)及工程管理規(guī)定文件。O本公司現(xiàn)有施工機(jī)械設(shè)備、人員、物資等技術(shù)裝備與施工能力情況。P本公司以往類似工程施工經(jīng)驗。本工程4-7#、3-2#、6-10#、6-8#、6-11#機(jī)位按正方形進(jìn)行布樁，在根底內(nèi)按樁距1.7m單排樁布置；5-1#〔并在根底邊緣外側(cè)布置2排保護(hù)樁，并確保根底外緣擴(kuò)大寬度不小于液化土層厚度的1/2〕，樁直徑d=〔選用ZCQ55-75型振沖器〕。樁長確實(shí)定：在可液化地基中，樁長應(yīng)按要求的抗液化處理深度和電流值雙向控制確定，樁長不m。3.3.3.14-7#、3-2#、6-10#、6-8#、6-11#機(jī)位設(shè)計計算根據(jù)根底平面圖及設(shè)計要求，本工程設(shè)計采用振沖碎石樁復(fù)合地基，其承載力特征值fapk≥200kpa。Esp≥10Mpa根據(jù)?建筑地基處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?〔JGJ79-2021〕：fspk=[1+m(n-1)]ɑ·fak，〔7.1.5-1〕即：200=[1+m(2-1)]××120求得：m=0.15又有：m=d2/de2求得：de=其中，fspk——復(fù)合地基承載力特征值〔kpa〕，取值200kpa；fak——天然地基承載力特征值〔kpa〕，取值120kpa；m——樁土面積置換率，m=d2/de2；de——一根砂石樁承當(dāng)?shù)奶幚砻娣e的等效圓直徑〔m〕；d——砂石樁直徑，取值m。n——復(fù)合地基樁土應(yīng)力比，在無實(shí)測資料時，可取1.5～2.5；設(shè)計樁距1.70m，實(shí)際面積置換率m=d2/de2那么fspk=〔1+0.196〕××120=>200kPa以上設(shè)計滿足設(shè)計要求。壓縮模量設(shè)計計算根據(jù)設(shè)計要求壓縮模量Esp≥10Mpa，開挖深度及?建筑地基處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?〔JGJ79-2021〕Esp=[1+m(n-1)]Es〔7.2.9〕×〔2-1〕]×9Mpa>10Mpa其中，Esp——復(fù)合土層壓縮模量〔MPa〕；Es——樁間土壓縮模量〔MPa〕，宜按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗取值，如無經(jīng)驗時，可取天然地基壓縮模量。以上設(shè)計滿足設(shè)計要求。根據(jù)施工經(jīng)驗，類似地層樁間土經(jīng)處理后承載力將有較大提高，地基實(shí)際承載力、壓縮模量大于計算值，因此本方案平安可行。3.3.3.25-1#機(jī)位設(shè)計計算根據(jù)根底平面圖及設(shè)計要求，本工程設(shè)計采用振沖碎石樁復(fù)合地基，其承載力特征值fapk≥200kpa。Esp≥10Mpa根據(jù)?建筑地基處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?〔JGJ79-2021〕：fspk=[1+m(n-1)]ɑ·fak，〔7.1.5-1〕即：200=[1+m(2-1)]××120求得：m=0.15又有：m=d2/de2求得：de=其中，fspk——復(fù)合地基承載力特征值〔kpa〕，取值200kpa；fak——天然地基承載力特征值〔kpa〕，取值120kpa；m——樁土面積置換率，m=d2/de2；de——一根砂石樁承當(dāng)?shù)奶幚砻娣e的等效圓直徑〔m〕；d——砂石樁直徑，取值m。n——復(fù)合地基樁土應(yīng)力比，在無實(shí)測資料時，可取1.5～2.5；設(shè)計樁距1.50m，實(shí)際面積置換率m=d2/de2那么fspk=〔1+0.321〕××120=>200kPa以上設(shè)計滿足設(shè)計要求。壓縮模量設(shè)計計算根據(jù)設(shè)計要求壓縮模量Esp≥10Mpa，開挖深度及?建筑地基處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?〔JGJ79-2021〕Esp=[1+m(n-1)]Es〔7.2.9〕×〔2.5-1〕]×7Mpa>10Mpa其中，Esp——復(fù)合土層壓縮模量〔MPa〕；Es——樁間土壓縮模量〔MPa〕，宜按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗取值，如無經(jīng)驗時，可取天然地基壓縮模量。以上設(shè)計滿足設(shè)計要求。根據(jù)施工經(jīng)驗，類似地層樁間土經(jīng)處理后承載力將有較大提高，地基實(shí)際承載力、壓縮模量大于計算值，因此本方案平安可行。由以上參數(shù)可計算出，4-7#、3-2#、6-10#、6-8#、6-11#單機(jī)位設(shè)計布樁221根，5個機(jī)位根底共設(shè)計布樁1105根。5-1#機(jī)位根底設(shè)計設(shè)計布樁313根。根據(jù)現(xiàn)場情況及我單位類似工程經(jīng)驗，要求樁體材料采用含泥量不大于5%的硬質(zhì)卵石、硬質(zhì)礦石，不宜用風(fēng)化易碎的石料，粒徑30～100mm，最大粒徑不超過150mm的卵石，為保證樁體密實(shí)度應(yīng)選用級配較好的材料。在樁頂和根底之間鋪設(shè)一層砂卵石墊層，施工時去除上部較大石塊，在振沖施工中邊打邊鋪，充分利用振沖器激振力使之趨于密實(shí)并在施工中摻加中砂、適量水泥灰和粉煤灰以減少散體材料間的空隙率，加強(qiáng)固結(jié)程度。樁施工完畢后，去除樁上部30cm厚不密實(shí)局部后再鋪設(shè)32-35cm厚碎石，中砂：碎石：粉煤灰：水泥灰=，碎石徑粒5～20mm，最大不超過30mm，經(jīng)機(jī)械拌和后采用平板振動器進(jìn)行壓實(shí)處理，要求其夯填度不小7。褥墊層厚度300mm，墊層應(yīng)寬出根底邊緣300mm。施工完畢后由甲方委托具有法定檢測資格的單位進(jìn)行檢測，應(yīng)按照根據(jù)?四川省建筑地基根底檢測技術(shù)規(guī)程?(DBJ51/T014-2021)、?建筑地基根底工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)?〔GB50202—2021〕及?四川省建設(shè)工程地基根底質(zhì)量檢測假設(shè)干規(guī)定(2021版)?的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，采用重型動力觸探及載荷試驗相結(jié)合的方式進(jìn)行檢測。承載力檢驗應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗，復(fù)合地基載荷試驗數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的0.5％，且每個單體建筑不應(yīng)少于3點(diǎn)。抽取碎石樁體總樁數(shù)的2%進(jìn)行重型動力觸探隨機(jī)檢驗。對樁間土的檢驗采用標(biāo)準(zhǔn)貫入法，下覆砂層樁間土標(biāo)慣擊數(shù)不低于對應(yīng)深度的液化判別臨界值，檢驗數(shù)量不小于孔數(shù)2%。4、振沖碎石樁施工方法根據(jù)工程內(nèi)容和現(xiàn)場情況選用機(jī)械。本工程選用ZCQ55-75型振沖器。由于地下水埋置較淺〔約在地面下1.5米處〕，宜在基坑周邊打1-2口降水井或開挖到基底標(biāo)高處采用明排進(jìn)行降水，降水高度宜控制在基底墊層下部50cm以上。振沖碎石樁施工必須嚴(yán)格按照施工操作規(guī)程及施工的先后程序進(jìn)行施工，才能到達(dá)成樁的目的。其施工工藝流程如下：機(jī)具準(zhǔn)備→測量放線→定小木樁→振沖器就位→對樁位→成孔→拔管清樁→抽水→排水→填充料運(yùn)輸→填料→震實(shí)→成樁→記錄。振沖樁施工示意圖如下表所示：4.2測量放線定樁位根據(jù)樁位圖及建設(shè)單位提供的圓心點(diǎn)、軸線用鋼尺放線，并用小木樁固定好位置，然后進(jìn)行校核。在根底四周留設(shè)四個基準(zhǔn)點(diǎn)，便于復(fù)核和后續(xù)工作測量放線。 4.3基坑開挖〔由土方開挖單位負(fù)責(zé)〕依據(jù)?樁位平面布置圖?、地勘剖面及現(xiàn)場情況，以振沖碎石樁最外排樁中心外放3.0m為基坑底開挖線。邊坡按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行放坡，必要時進(jìn)行護(hù)壁施工，挖出沙土不得堆放基坑周邊3米范圍內(nèi)?，F(xiàn)場施工污水排放的位置應(yīng)滿足施工需要。在基坑外20米以內(nèi)設(shè)置1-2個〔30-50m3〕沉淀池。4.4根底處理深度范圍內(nèi)砂層、卵石層施工方法基底下部的處理分機(jī)位區(qū)別對待，現(xiàn)場情況復(fù)雜致振沖器成孔不成功，那么使用人工或機(jī)械成孔，成孔深度通過砂卵石夾層，利于振沖器成孔施工速度加快，進(jìn)入砂卵石層填料成樁更為密實(shí)，降低了密實(shí)砂卵石層的固結(jié)度，使復(fù)合地基趨于均勻沉降在可控范圍內(nèi)。1〕6-8#、6-11#基底下部是砂層，將場地一次性整體開挖至墊層底50cm-100cm處，并采用砂卵石回填30-80cm，利用裝載機(jī)和挖機(jī)自重對回填的不密實(shí)局部進(jìn)行碾壓后再進(jìn)行振沖處理。2〕4-7#、3-2#、6-10#基底下部是砂卵石層，將場地一次性整體開挖至墊層底50cm-100cm處。3〕5-1#基底下部是軟塑土，將場地一次性整體開挖至墊層底100-150cm處，并采用砂卵石回填80-130cm，利用裝載機(jī)和挖機(jī)自重對回填的不密實(shí)局部進(jìn)行碾壓后再進(jìn)行振沖處理。5-1#機(jī)位乃此次工程難點(diǎn)，軟塑土開挖后厚度仍超過4米，產(chǎn)生泥漿量大，必要時使用人工或機(jī)械取孔，以減少泥漿排放量。土方開挖時應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況采取有效的施工措施?！?〕振沖碎石樁施工機(jī)具采用功率ZCQ55-75型振沖器。施工前應(yīng)檢查振沖器的性能，電流表、電壓表的準(zhǔn)確度。〔2〕正式施工前，在樁位原位上試打5-10根樁，以采集施工參數(shù)、驗證打樁參數(shù)的可行性，包括樁長、震密電流、留振時間、水壓以及填料量等?！?〕打樁電壓為380V〔±20〕、造孔電流宜不小于120A、造孔水壓0.6-0.8MPa，制樁振密電流為80-95A、制樁水壓0.4MPa左右，每米留振時間10-15s?！?〕振沖器噴水中心于樁位中心偏差不得大于50mm，成樁后樁中心位移不得大于50mm?！?〕造孔深度與設(shè)計樁底標(biāo)高允許偏差±200mm?！?〕打樁時記錄造孔時間，振密電流、填料量等。施工記錄表要詳實(shí)、準(zhǔn)確、整潔填寫?！?〕施工時應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量自檢，檢驗批數(shù)量按規(guī)定要求執(zhí)行?！?〕石料為硬質(zhì)卵石(壓碎指標(biāo)<16%)、硬質(zhì)礦石，粒徑3-10cm，最大粒徑不得超過15cm，含泥量不得小于5%，石料不得使用強(qiáng)風(fēng)化巖、泥巖、不含植物根須?！?〕現(xiàn)場施工污水排放的位置應(yīng)滿足施工需要。在基坑外20米以內(nèi)設(shè)置沉淀池，泥漿經(jīng)沉淀池沉淀后排入基坑附近甲方指定排水口。4.6振沖碎石樁施工工序控制〔1〕測放樁位，并報建設(shè)、監(jiān)理方復(fù)核?！?〕施工機(jī)具就位，使振沖器對準(zhǔn)樁位?！?〕啟動供水泵和振沖器，將振沖器徐徐沉入土中，造孔速度宜為2.0m/min左右，直至到達(dá)設(shè)計深度。〔4〕重復(fù)上一步驟1-2次進(jìn)行洗孔?！?〕