本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告年 3 月 31 日學生姓名 學號 專業(yè) 地質(zhì)工程題目名稱 江蘇東臺風電場 220kV 變電站樁基礎(chǔ)設(shè)計課題來源 中國水電工程顧問集團華東勘測設(shè)計研究院選題意義任何建筑物都建造在一定的地層上，建筑物的全部荷載都由它下面的地層來承擔。受建筑物影響的那一部分地層稱為地基，建筑物與地基接觸的部分稱為基礎(chǔ)。基礎(chǔ)工程包括建筑物的地基與基礎(chǔ)的設(shè)計與施工。地基與基礎(chǔ)在各種荷載作用下將產(chǎn)生附加應(yīng)力和變形。為了保證建筑物的正常使用與安全，地基與基礎(chǔ)必須具有足夠的強度和穩(wěn)定性，變形也應(yīng)在允許范圍之內(nèi)。根據(jù)地層變化情況、上部結(jié)構(gòu)的要求、荷載特點和施工技術(shù)水平，可采用不同類型的地基和基礎(chǔ)。地基可分為天然地基與人工地基。未經(jīng)人工處理就可以滿足設(shè)計要求的地基稱為天然地基。如果天然地層土質(zhì)過于軟弱或存在不良工程地質(zhì)問題，需要經(jīng)過人工加固或處理后才能修筑基礎(chǔ)，這種地基稱為人工地基。基礎(chǔ)根據(jù)埋置深度分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)。通常將埋置深度較淺（一般在數(shù)米以內(nèi)） ，且施工簡單的基礎(chǔ)稱為淺基礎(chǔ)；若淺層土質(zhì)不良，需將基礎(chǔ)置于較深的良好土層上，且施工較復(fù)雜時稱為深基礎(chǔ)?；A(chǔ)埋置在土層內(nèi)深度雖較淺，但在水下部分較深，如深水中橋墩基礎(chǔ)，稱為深水基礎(chǔ)，在設(shè)計和施工中有些問題需要作為深基礎(chǔ)考慮。當需設(shè)置深基礎(chǔ)時常采用樁基礎(chǔ)或沉井基礎(chǔ)，而我國風電場應(yīng)用最多的深基礎(chǔ)是樁基礎(chǔ)。目前我國風電場建筑物基礎(chǔ)大多采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁工程實踐表明：建筑物地基與基礎(chǔ)的設(shè)計和施工質(zhì)量的優(yōu)劣，對整個建筑物的質(zhì)量和正常使用起著根本的作用。基礎(chǔ)工程是隱蔽工程，如有缺陷，較難發(fā)現(xiàn)，也較難彌補和修復(fù)，而這些缺陷往往直接影響整個建筑物的使用甚至安全?；A(chǔ)工程的進度，經(jīng)?？刂普麄€建筑物的施工進度?；A(chǔ)工程的造價，通常在整個建筑物造價中占相當大的比例，尤其是在復(fù)雜的地質(zhì)條件下或深水中修建基礎(chǔ)更是如此。因此，對基礎(chǔ)工程必須做到精心勘查、精心設(shè)計、精心施工。課題的研究現(xiàn)狀及趨勢基礎(chǔ)工程與其他技術(shù)學科一樣，是人類在長期的生產(chǎn)實踐中不斷發(fā)展起來的，在世界各文明古國數(shù)千年前的建筑活動中，就有很多關(guān)于基礎(chǔ)工程的工藝技術(shù)成就，但由于當時受社會生產(chǎn)力和技術(shù)條件的限制，在相當長的時期內(nèi)發(fā)展很緩慢，僅停留在經(jīng)驗積累的感性認識階段。國外在 18 世紀產(chǎn)業(yè)革命以后，城建、水利、道路建筑規(guī)模的擴大促使人們對基礎(chǔ)工程的重視與研究，對有關(guān)問題開始尋求理論上的解答。此階段在作為本學科的理論基礎(chǔ)的土力學方面，如土壓力理論、土的滲透理論等有局部的突破，基礎(chǔ)工程也隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展而得到新的發(fā)展，如 19 世紀中葉利用氣壓沉箱法修建深水基礎(chǔ)。本世紀 20 年代，基礎(chǔ)工程有比較系統(tǒng)、比較完整的專著問世，1936年召開第一屆國際土力學與基礎(chǔ)工程會議后，土力學與基礎(chǔ)工程作為一門獨立的學科取得不斷的發(fā)展。本世紀 50 年代起，現(xiàn)代科學新成就的滲入，使基礎(chǔ)工程技術(shù)與理論得到更進一步的發(fā)展與充實，成為一門較成熟的獨立的現(xiàn)代學科。國內(nèi)外近年來基礎(chǔ)工程科學技術(shù)發(fā)展較快，一些國家采用了概率極限狀態(tài)設(shè)計方法。將高強度預(yù)應(yīng)力混凝土應(yīng)用于基礎(chǔ)工程，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)向薄壁、空心、大直徑發(fā)展，采用的管柱直徑達 6m，沉井直徑達 80m（水深 60m）并以大口徑磨削機對基巖進行處理，在水深流速較大處采用水上自升式平臺進行沉樁（管柱）施工等。在世界各國的深基礎(chǔ)工程中，樁基礎(chǔ)工程是當今工程領(lǐng)域的一大技術(shù)熱點，其原理和技術(shù)在不短的完善，特別是新材料和新的施工機械的使用，為樁基礎(chǔ)發(fā)展提供了必要的條件。樁基礎(chǔ)具有比較大的整體性和剛度，能承受較大的上部荷載和水平荷載，是目前應(yīng)用較為廣泛的基礎(chǔ)類型。而在風電場樁基工程應(yīng)用最新型的又是混凝土預(yù)應(yīng)力管樁樁。預(yù)應(yīng)力管樁是近幾年才發(fā)展起來的一種新型的樁型。在港口、碼頭、及工民建中都有較為廣泛的應(yīng)用。其制作工藝有后張法和先張法兩種，后張法的樁徑較大（800~1200mm） ，樁身混凝土采用離心—輥壓—振動復(fù)合工藝成型，而且每節(jié)長約 4~5m，壁厚 12~15cm。而且在管壁中間預(yù)留有 15~25 個130mm 左右的小孔。使用時通過這些預(yù)留孔用高強鋼絞線將各段管連接起來，并在其張拉過程中再對這些孔道高壓注漿，使之形成一長樁，樁長可達70~80m。后張法的樁徑有 350、400、500、550、 600mm 共五種，其壁厚有45、55、60、70、90、100mm 和 110mm 七種，樁長 8~15m主要內(nèi)容江蘇東臺風電場 220kV 變電站站址位于擬建風電場中間段 2＃、3＃及25＃、26＃風機之間，征地范圍呈矩形（142×87m ） ，征地面積 12354m2。該變電站為戶內(nèi)變電站，配兩臺 220kV 主變壓器，主要建構(gòu)筑物有三層框架結(jié)構(gòu)生產(chǎn)綜合樓（擬采用預(yù)應(yīng)力管樁樁基礎(chǔ)） 、兩層磚混結(jié)構(gòu)生產(chǎn)輔助樓及單層水泵房、消防設(shè)備間等附屬設(shè)施（擬采用天然地基） 。本文在工程地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)上研究東臺風電場 220kV 變電站樁基礎(chǔ)設(shè)計，其主要內(nèi)容包括：①明確場地的工程地質(zhì)條件；②根據(jù)規(guī)范正確評價巖土物理力學性質(zhì)；③提出土、巖力學參數(shù)建議值；④正確的認識風電場樁基的工程地質(zhì)條件并對其進行評價；⑤對風電場樁基礎(chǔ)進行初步設(shè)計。論文的結(jié)構(gòu)如下:1.前言2. 工程概況2.1 工程簡介及勘察任務(wù)2.1.1 工程概述2.1.2 勘察目的任務(wù)2.1.3 工作依據(jù)2.2 勘察等級劃分2.2.1 安全等級2.2.2 場地等級2.2.3 地基等級2.2.4 勘察等級2.3 勘探孔的布置2.3.1 勘探孔布置情況2.3.2 勘察手段和完成工作量3. 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件3.1 工程地質(zhì)條件3.1.1 區(qū)域地質(zhì)與地形地貌3.1.2 地基土的構(gòu)成與特征3.2 場地地基土的物理力學性質(zhì)3.3 水文地質(zhì)條件與水的腐蝕性評價3.3.1 水文地質(zhì)3.3.2 水質(zhì)分析3.3.3 水的腐蝕性分析評價4 場地巖土工程評價與樁基條件分析4.1 場地類別及抗震地段劃分4.1.1 場地類別劃分4.1.2 抗震地段劃分4.2 本場地飽和砂土液化類別4.3 天然地基評價4.3.1 場地穩(wěn)定性及適宜性評價4.3.2 建筑結(jié)構(gòu)荷載及基底壓力估算4.3.3 持力層選擇4.3.4 天然地基承載力評價4.4 樁基條件分析評價4.4.1 樁持力層與樁型選擇4.4.2 成樁可能性分析4.4.3 樁基沉降分析5 混凝土預(yù)應(yīng)力管樁設(shè)計5.1 混凝土預(yù)應(yīng)力管樁簡介5.1.1 管樁的優(yōu)點5.1.2 管樁的缺點及局限5.2 混凝土預(yù)應(yīng)力管樁的設(shè)計5.2.1 持力層選擇5.2.2 混凝土預(yù)應(yīng)力管樁的設(shè)計5.3 四樁承臺的設(shè)計驗算5.3.1 抗剪計算5.3.2 沖切計算5.3.3 抗彎計算5.4 六樁承臺的設(shè)計驗算5.4.1 抗剪計算5.4.2 沖切計算5.4.3 抗彎計算6 結(jié)論與建議采取的主要技術(shù)路線或方法本文主要研究東臺風電場 220kV 變電站場地勘察和樁基礎(chǔ)設(shè)計問題 ,具體方法如下：1、查明東臺風電場 220kV 變電站場地的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造與地震、水文地質(zhì)條件。2、根據(jù)勘察場地的實際情況和變電站的布置形式,進行定點勘測。3、得出巖土物理力學性質(zhì)指標值,提出、土、巖力學參數(shù)建議值,并對東臺風電場 220kV 變電站場地樁基的工程地質(zhì)條件分析與評價。4、地震效應(yīng)和天然地基的分析評價。5、本工程的樁基礎(chǔ)采用的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，對樁的設(shè)計過程進行論述，包括持力層的選取、樁型的幾何尺寸、單樁承載力的驗算、樁的沉降驗算、承臺驗算等。預(yù)期的成果及形式文字部分1、畢業(yè)實習報告 （1 份）2、畢業(yè)設(shè)計開題報告 （1 份）3、畢業(yè)設(shè)計正文 （1 份）4、外文翻譯 （1 份）圖件部分1、江蘇東臺風電場 220kV 變電站勘探點平面位置圖 A1 一幅2、工程地質(zhì)剖面圖（1—1’ ） A1 一幅3、鉆孔柱狀圖（ZK137～ZK138 及 J138） A1 一幅 時間安排1—4 周 野外實習、收集資料，初步確定論文題目的范圍。5—8 周 進一步整理所收集的資料，選定畢業(yè)論文題目，提交外文翻譯、實習報告和開題報告。9—12 周 開始撰寫論文。完成論文的初稿，交導(dǎo)師審查批閱，聽取導(dǎo)師意見。12—14 周 論文修改及定稿；準備答辯。指導(dǎo)教師意見簽 名：年 月 日備注 畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書設(shè)計題目：江蘇東臺風電場 220kV 變電站樁基礎(chǔ)設(shè)計專 業(yè)： 班級學號： 姓 名: 指導(dǎo)教師： 設(shè)計期限： 年 4 月 1 日開始年 6 月 1 日結(jié)束院、系：資源與環(huán)境學院 年 4 月 1 日 一、畢業(yè)設(shè)計的目的通過本次畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)學生培養(yǎng)學生獨立思考、獨立工作，綜合運用所學知識解決實際工程技術(shù)問題的能力，鞏固深化專業(yè)基礎(chǔ)知識，加深對本專業(yè)更為深刻與準確的認識；培養(yǎng)學生查閱技術(shù)文獻、資料以及規(guī)范手冊和應(yīng)用計算機進行工程設(shè)計與工程計算的能力；為學生以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。二、主要設(shè)計內(nèi)容1、工程概況及工程地質(zhì)條件2、工程地質(zhì)條件分析3、主要工程地質(zhì)問題4、工程地質(zhì)評價5、樁基礎(chǔ)設(shè)計三、重點研究問題工程地質(zhì)條件分析、主要工程地質(zhì)問題、工程地質(zhì)評價、樁基礎(chǔ)設(shè)計。四、主要技術(shù)指標或主要設(shè)計參數(shù)地基土的各項物理力學指標，工程地質(zhì)條件各項指標計算。五、設(shè)計成果要求文字部分：1、開題報告 1 份 2、中英文摘要 1 份3、畢業(yè)設(shè)計正文 1 份 4、外文翻譯原件及譯文 1 份附圖部分：1、江蘇東臺風電場 220kV 變電站勘探點平面位置圖 A1 一幅 2、工程地質(zhì)剖面圖（1—1’ ） A1 一幅 3、鉆孔柱狀圖（ZK137～ZK138 及 J138） A1 一幅 六、指導(dǎo)教師簽字畢 業(yè) 設(shè) 計第 頁220kV 變電站樁基礎(chǔ)設(shè)計摘 要變電站上部結(jié)構(gòu)為變電室和生產(chǎn)樓等結(jié)構(gòu)，而下部結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，包括天然地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)?；A(chǔ)工程包括建筑物的地基與基礎(chǔ)的設(shè)計與施工。為了保證風電場的正常使用與安全，地基與基礎(chǔ)必須具有足夠的強度和穩(wěn)定性，變形也應(yīng)在允許范圍之內(nèi)。根據(jù)地層變化情況、上部結(jié)構(gòu)的要求、荷載特點和施工技術(shù)水平，可采用不同類型的地基和基礎(chǔ)。本文以江蘇東臺風電場 220kV 變電站基礎(chǔ)設(shè)計為例，依據(jù)中國水電工程顧問集團華東勘測設(shè)計研究院提供的勘查報告，深入了解了工程建筑區(qū)的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、巖土力學性質(zhì)和物理地質(zhì)現(xiàn)象等工程地質(zhì)條件，對擬建工程場區(qū)進行評價，并提出巖土力學指標的建議值和該變電站樁基礎(chǔ)設(shè)計。首先根據(jù)工程地質(zhì)條件、巖土力學指標建議值和上部結(jié)構(gòu)形式及上部結(jié)構(gòu)重量，選取了樁基礎(chǔ)形式——混凝土預(yù)應(yīng)力管樁。在對天然地基的評價的基礎(chǔ)上，進行了成樁分析。根據(jù)混凝土預(yù)應(yīng)力管樁的優(yōu)缺點，結(jié)合場地地層條件，初步選取樁徑，試算出樁長，并進行樁的設(shè)計計算：單樁承載力和樁的沉降計算，最后從抗剪、沖切和抗彎等三方面對承臺進行了設(shè)計驗算。關(guān)鍵詞: 變電站；地基；預(yù)應(yīng)力管樁；沉降；承臺 畢 業(yè) 設(shè) 計第 I 頁AbstractThe superstructure for the Substation is buildings for producing electriction, and its substructure is foundation which include natural foundation and the pile foundation. Infrastructure projects s include the design and construction for the foundation of the building. In order to ensure the normal use and security for the Substation, foundations must have adequate strength and stability, deformation should also be in allowing scope. According to the formation,s change, the upper structure, the load characteristics and the construction skills, using different types of foundations .This paper is mainly about 220 kV substation foundation design as an example, based on China's hydropower engineering consultancy group of East China Survey and Design Institute of the investigation reports, in-depth understanding the engineering geological conditions of the engineering geological sites such as architectural landscape, geological structure hydrogeology conditions, the physical and mechanical properties of the soil and the physical phenomena. Evaluates the proposed project sites, renders the proposed indicators of the rock mechanics and selection and the pile foundation design. .First according to geological conditions, rock mechanics and the upper structure of the proposed form and structure of the upper weight, select a pile foundation forms - Prestressed Concrete Piles.On the basis of the evaluation of the natural foundation , analysis of the pile. According to the advantages and disadvantages of the Prestressed Concrete Piles, the formation conditions of venues, select the initial pile diameter and try to work out a length of the pile, and do design for piles and do the calculation: piles and pile bearing capacity of the settlement terms, the last from the shear, punching and Bending, and other constituents for the cap of buildings to face the design checking.Key Words : Substation；Foundation ；Prestressed Concrete Piles； Settlement；Cap of buildings畢 業(yè) 設(shè) 計第 II 頁目錄1 前言 12 工程概況 22.1 工程簡介及勘察任務(wù) 22.1.1 工程概述 .22.1.2 勘察目的任務(wù) .22.1.3 工作依據(jù) .22.2 勘察等級劃分 32.2.1 安全等級 .32.2.2 場地等級 .32.2.3 地基等級 .42.2.4 勘察等級 .52.3 勘探孔的布置 52.3.1 勘探孔布置情況 .52.3.2 勘察手段和完成工作量 .63 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件 83.1 工程地質(zhì)條件 83.1.1 區(qū)域地質(zhì)與地形地貌 .83.1.2 地基土的構(gòu)成與特征 .83.2 場地地基土的物理力學性質(zhì) 93.3 水文地質(zhì)條件與水的腐蝕性評價 .103.3.1 水文地質(zhì) 103.3.2 水質(zhì)分析 113.3.3 水的腐蝕性分析評價 114 場地巖土工程評價與樁基條件分析 .134.1 場地類別及抗震地段劃分 .134.1.1 場地類別劃分 134.1.2 抗震地段劃分 134.2 本場地飽和砂土液化類別134.3 天然地基評價 .154.3.1 場地穩(wěn)定性及適宜性評價 154.3.2 建筑結(jié)構(gòu)荷載及基底壓力估算 154.3.3 持力層選擇 164.3.4 天然地基承載力評價 174.4 樁基條件分析評價 .18畢 業(yè) 設(shè) 計第 III 頁4.4.1 樁持力層與樁型選擇 184.4.2 成樁可能性分析 194.4.3 樁基沉降分析 195 混凝土預(yù)應(yīng)力管樁設(shè)計 .205.1 混凝土預(yù)應(yīng)力管樁簡介 .205.1.1 管樁的優(yōu)點 205.1.2 管樁的缺點及局限 205.2 混凝土預(yù)應(yīng)力管樁的設(shè)計 .215.2.1 持力層選擇 215.2.2 混凝土預(yù)應(yīng)力管樁的設(shè)計 225.3 四樁承臺的設(shè)計驗算 .285.3.1 抗剪計算 285.3.2 沖切計算 295.3.3 抗彎計算 305.4 六樁承臺的設(shè)計驗算 .325.4.1 抗剪計算 325.4.2 沖切計算 335.4.3 抗彎計算 356 結(jié)論與建議 .37結(jié)束語 38參考文獻 39附 圖：1. 江蘇東臺風電場 220kV 變電站勘探點平面位置圖（ 1：150）2. 工程地質(zhì)剖面圖（1—1’ ）3. 鉆孔柱狀圖（ZK137～ZK138 及 J138）畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 0 頁1 前言在世界各國的深基礎(chǔ)工程中，樁基礎(chǔ)工程是當今工程領(lǐng)域的一大技術(shù)熱點，其原理和技術(shù)在不短的完善，特別是新材料和新的施工機械的使用，為樁基礎(chǔ)發(fā)展提供了必要的條件。樁基礎(chǔ)具有比較大的整體性和剛度，能承受較大的上部荷載和水平荷載，是目前應(yīng)用較為廣泛的基礎(chǔ)類型。而在風電場樁基工程應(yīng)用最新型的又是混凝土預(yù)應(yīng)力管樁樁。預(yù)應(yīng)力管樁是近幾年才發(fā)展起來的一種新型的樁型。在港口、碼頭、及工民建中都有較為廣泛的應(yīng)用。其制作工藝有后張法和先張法兩種，后張法的樁徑較大（800~1200mm） ，樁身混凝土采用離心—輥壓—振動復(fù)合工藝成型，而且每節(jié)長約4~5m，壁厚 12~15cm。而且在管壁中間預(yù)留有 15~25 個 130mm 左右的小孔。使用時通過這些預(yù)留孔用高強鋼絞線將各段管連接起來，并在其張拉過程中再對這些孔道高壓注漿，使之形成一長樁，樁長可達 70~80m。后張法的樁徑有 350、400、500、550、600mm 共五種，其壁厚有 45、55、60、70、90、100mm 和 110mm 七種，樁長 8~15m本論文介紹了江蘇東臺風電場 220kV 變電站站巖土工程勘察項目，擬建風電場中間段 2＃、3＃及 25＃、26＃風機之間，征地范圍呈矩形（142×87m ） ，征地面積12354m2。該變電站為戶內(nèi)變電站，配兩臺 220kV 主變壓器，主要建構(gòu)筑物有三層框架結(jié)構(gòu)生產(chǎn)綜合樓（擬采用預(yù)應(yīng)力管樁樁基礎(chǔ)） 、兩層磚混結(jié)構(gòu)生產(chǎn)輔助樓及單層水泵房、消防設(shè)備間等附屬設(shè)施（擬采用天然地基） 。本論文主要對預(yù)應(yīng)力管樁樁基礎(chǔ)進行了評價和計算。本設(shè)計的第 2 部分主要介紹了一下工程概況、巖土工程勘察等級、勘察的依據(jù)和方法以及勘察的工作量統(tǒng)計等；第 3 部分介紹了一下建筑場地的工程地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件；第 4 部分對場地地震效應(yīng)和樁基條件作了分析和評價；第 5 部分預(yù)應(yīng)力管樁做了初步設(shè)計；后幾部分提出結(jié)論與建議和參考文獻以及附表，并附上相關(guān)圖件。畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 1 頁2 工程概況2.1 工程簡介及勘察任務(wù)2.1.1 工程概述江蘇東臺風電場 220kV 變電站站址位于擬建風電場中間段 2＃、3＃及 25＃、26＃風機之間，征地范圍呈矩形（142×87m） ，征地面積 12354m2。該變電站為戶內(nèi)變電站，配兩臺 220kV 主變壓器，主要建構(gòu)筑物有三層框架結(jié)構(gòu)生產(chǎn)綜合樓（擬采用預(yù)應(yīng)力管樁樁基礎(chǔ)） 、兩層磚混結(jié)構(gòu)生產(chǎn)輔助樓及單層水泵房、消防設(shè)備間等附屬設(shè)施（擬采用天然地基） 。2.1.2 勘察目的任務(wù)根據(jù)甲方要求，結(jié)合擬建建筑物特征，確定本次勘察的目的任務(wù)如下：1）查明場地的巖性、時代、成因及空間分布特征，提供設(shè)計所需的各層土的物理力學性質(zhì)指標，并對基礎(chǔ)影響深度內(nèi)地層承載力和變形特征進行評價。2）查明工程場地不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、類型、分布范圍及其對場地穩(wěn)定性的影響，預(yù)測其發(fā)展趨勢，并提出防治措施及有關(guān)技術(shù)參數(shù)。3）查明地下水的埋藏條件，含水層的類型等，評價地下水對地基設(shè)計施工的影響及對混凝土的腐蝕性。4）查明有無液化土層，并對場地液化可能性做出評價。5）判定場地土的類型及建筑場地類別，提供有關(guān)抗震設(shè)計有關(guān)參數(shù)，對其地震效應(yīng)進行評價。6）對擬建場地的工程地質(zhì)條件作出評價，并結(jié)合地基土的性狀特征，評價建筑場地的穩(wěn)定性和適宜性，評價樁基持力層及樁型、估算單樁豎向承載力特征值、判斷沉樁可能性、判別飽和砂土液化勢及液化等級、評定場區(qū)地表水、地下水對建筑材料的腐蝕性，為該工程施工圖設(shè)計提供工程地質(zhì)資料。7）提出影響工程施工的不利地質(zhì)因素，并對工程設(shè)計和施工中應(yīng)注意的問題提出建議，要求提交巖土工程勘察報告。2.1.3 工作依據(jù)本次勘察及報告編寫工作依據(jù)的規(guī)范有：畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 2 頁(1) 華東勘察設(shè)計研究院下達勘察任務(wù)書；(2) 江蘇東臺風電場技施階段工程地質(zhì)勘察大綱（2006 年 5 月） ；(3) 《中華人民共和國工程建設(shè)標準強制性條文》 ；(4) 國標《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001；(5) 國標《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2002 ；(6) 國標《土工試驗方法標準》GB/T50123-1999；(7) 國標《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2001；(8) 國標《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2002 ；(9) 行標《變電所巖土工程勘測技術(shù)規(guī)程》DL/T5170—2002；(10) 行標《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-94；(11) 行標《建筑工程地質(zhì)鉆探技術(shù)標準》JGJ87-92；(12) 行標《原狀土取樣技術(shù)標準》JGJ89-92；(13)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》 （GB18306-2001） ；(14) 中國工程建設(shè)標準化委員會標準《靜力觸探技術(shù)標準》CECS：04:88；(15) 《江蘇東臺風力發(fā)電場 200MW 風電項目工程場地地震安全性評價工作報告Ⅱ》（江蘇省地震工程研究院 2005 年 12 月） ；(16) 《江蘇東臺風力發(fā)電場 200 兆瓦風電特許權(quán)項目地質(zhì)災(zāi)害評估報告》 （江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院 2005 年 11 月） ；(17) 《江蘇東臺風力發(fā)電場工程地質(zhì)勘察報告（可研階段） 》 （華東勘測設(shè)計研究院2005 年 5 月） 。2.2 勘察等級劃分2.2.1 安全等級根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》3.1.1 規(guī)定，工程的規(guī)模和特征，以及由于巖土工程問題造成工程破壞或影響正常使用的后果，可以分為三個工程重要性等級：1）一級工程：重要工程，后果很嚴重。2）二級工程：一般工程，后果嚴重。3）三級工程：次要工程，后果不嚴重。2.2.2 場地等級畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 3 頁根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》3.1.2 規(guī)定，場地的復(fù)雜程度，可按下列規(guī)定分為三個場地等級：1）符合下列條件之一者為一級場地：（1）對建筑抗震危險的地段；（2）不良地質(zhì)作用強烈發(fā)育；（3）地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到強烈破壞；（4）地形地貌復(fù)雜；（5）有影響工程的多層地下水、巖溶裂隙水或其他水文地質(zhì)條件復(fù)雜，需專門究的場地。2）符合下列條件之一者為二級場地：（1）對建筑抗震不利的地段；（2）不良地質(zhì)作用一般發(fā)育；（3）地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到一般破壞；（4）地形地貌較復(fù)雜；（5）基礎(chǔ)位于地下水位以下的場地。3）符合下列條件者為三級場地：（1）抗震烈度等于或小于 6 度，或?qū)ㄖ拐鹩欣牡囟?；?）不良地質(zhì)作用不發(fā)育；（3）地質(zhì)環(huán)境基本未受破壞；（4）地形地貌簡單；（5）地下水對工程無影響。2.2.3 地基等級根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》3.1.3 規(guī)定，地基的復(fù)雜程度，可按下列規(guī)定分為三個地基等級：1）符合下列條件之一者為一級地基：（1）巖土種類多，很不均勻，性質(zhì)變化較大，需特殊處理；（2）嚴重濕陷、膨脹、鹽漬、污染的特殊性巖土，以及其他情況復(fù)雜，需作專門處理的巖土。畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 4 頁2）符合下列條件之一者為二級地基：（1）巖土種類較多，不均勻，性質(zhì)變化較大；（2）除本條第一款規(guī)定以外的特殊性巖土。3）符合下列條件者為三級地基：（1）巖土種類單一，均勻，性質(zhì)變化不大；（2）無特殊性巖土。2.2.4 勘察等級根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》3.1.4 規(guī)定，工程重要性等級、場地復(fù)雜程度等級和地基復(fù)雜程度等級，可按下列條件劃分巖土工程勘察等級。甲級：在工程重要性、場地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級中，有一項或多項為一級；乙級：除勘察等級為甲級和丙級以外的勘察項目；丙級：工程重要性、場地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級均為三級。由以上規(guī)范結(jié)合該建筑的實際情況可得：本工程工程重要性等級為二級，地基等級為二級（中等復(fù)雜地基） ，場地等級應(yīng)為二級（復(fù)雜場地） ，巖土工程勘察等級劃分為乙級。2.3 勘探孔的布置2.3.1 勘探孔布置情況根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》(ＧB50021-2001)關(guān)于房屋建筑和構(gòu)筑物的詳細勘察布孔規(guī)定，勘探孔的布置應(yīng)滿足以下規(guī)定：1）乙級勘察勘探點的間距為 15~30m；2）詳細勘察的單棟高層建筑勘探點的布置，應(yīng)滿足均勻性評價的要求，且不應(yīng)少于4 個；對密集的高層建筑群，勘探點可適當?shù)臏p少，但每棟建筑物至少應(yīng)有一個控制性勘探點；3）勘探孔深度應(yīng)能控制地基主要受力層，當基礎(chǔ)底面寬度不大于 5m 時，勘探孔的深度對條形地基不應(yīng)小于基礎(chǔ)底面寬度的 3 倍，對單獨樁基不應(yīng)小于 1.5 倍，且不應(yīng)小于5m；4）對高層建筑和需做變形計算的地畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 5 頁基，控制性勘探孔的深度應(yīng)不超過地基變形計算深度；高層建筑的一般性勘探孔應(yīng)達到基礎(chǔ)底下 0.5~1.0 倍的基礎(chǔ)寬度，并深入穩(wěn)定分布的地層；5）當有大面積地面堆載或軟弱下臥層時，應(yīng)適當加深控制性勘探孔的深度。根據(jù)主要建構(gòu)筑物輪廓及附屬設(shè)施位置布置勘探孔，主要建筑物上一般孔間距10～20m，共布置鉆孔 9 個（編號 ZK135、ZK137 ～ZK144） ，孔深 21.65~51.20m，靜探孔 17 個（編號 J136、J138~J153 ） ，孔深 17.00～44.20m。 根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》 （ＧB50021-2001）4.1.20 規(guī)定，詳細勘察采取土試樣和進行原位測試應(yīng)符合下列要求：采取土試樣和進行原位測試的勘探點數(shù)量，應(yīng)根據(jù)地層結(jié)構(gòu)、地基土的均勻性和設(shè)計要求確定，對地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級的建筑物每棟不少于 3 個；1）每個場地每一主要土層的原狀土試樣或原位測試數(shù)據(jù)不應(yīng)少于 6 件；2）在地基主要受力層內(nèi)，對厚度大于 0.5m 的夾層或透鏡體，應(yīng)采取土試樣或進行原位測試；3）當土層性質(zhì)不均勻時，應(yīng)增加取土數(shù)量或原位測試工作量。2.3.2 勘察手段和完成工作量勘察工作主要采用鉆探、現(xiàn)場原位測試和室內(nèi)土工試驗相結(jié)合的方法。鉆探選用XY－100 型和 XY－200 各一臺鉆機，采用優(yōu)質(zhì)膨潤土配制泥漿護壁、回轉(zhuǎn)鉆進，全斷面取芯的鉆進工藝。采取原狀土樣，進行室內(nèi)土工試驗，并在鉆孔中進行標準貫入試驗。本次勘察按技施精度進行，以鉆探、標貫、靜力觸探和室內(nèi)試驗為主，靜力觸探試驗采用 15T 雙橋靜力觸探儀，便攜式微機對測試數(shù)據(jù)進行分析與處理。為了保證取水樣的質(zhì)量，在場內(nèi)挖深約 3m 取水坑采取地下水。野外勘探作業(yè)自 2006 年 5 月 15 日開始，于 5月 22 日結(jié)束，歷時 8 天，完成的勘察工作量見表 2-1。畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 6 頁表 2-1 勘察工作量表項 目 單 位 工 作 量測量（勘探點定位與復(fù)測） 組日 2鉆 探 機 鉆 孔 m/孔 280.55/9標準貫入試驗 段次 161靜力觸探 m/孔 452.70/17波速測試 m/孔 50/1原位測試電阻率測試 m/條 580/3原 狀 土 樣 組 110擾動土樣 組 80野外勘探取 樣地 下 水 樣 組 1室內(nèi)常規(guī)土工試驗 組 110顆粒分析 組 188室內(nèi)試驗水質(zhì)簡分析 組 1勘探點坐標引測于導(dǎo)線點 K1（X= 3632476.350 ， Y= 583939.699 ，H= 4.39 m） 、K2（X=3632513.472 ， Y=583959.550 ，H=4.20m） 。勘探點坐標采用的是北京坐標系，高程采用國家 1985 年高程基準。畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 7 頁3 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件3.1 工程地質(zhì)條件3.1.1 區(qū)域地質(zhì)與地形地貌擬建風電場變電站站址屬揚子斷塊區(qū)的下?lián)P子斷塊。本工程區(qū)位于下?lián)P子斷塊內(nèi)。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，共涉及到 19 條主要斷裂，斷裂走向可分為北東向、北西向和近東西向 3 組。影響工程場地的主要區(qū)域性活動斷裂有蘇北濱海斷裂和栟茶河斷裂。近場區(qū)主要斷裂有 5 條：陳家堡—小海斷裂、大橋—東臺林場斷裂、大泗莊—鄧莊斷裂、栟茶河斷裂和蘇北濱海斷裂，其中對場地穩(wěn)定性影響較大的主要活動斷裂有蘇北濱海斷裂和栟茶河斷裂。變電站址位于東臺市東南約 70km 弶港鎮(zhèn)濱海地區(qū)，屬黃海潮間帶灘涂地貌單元。場區(qū)地形較平坦，略有起伏，地面高程 4.17～4.50m，局部野生植物叢生。場區(qū)西側(cè)緊靠一條碎石路面海堤路，海堤路面高程在 7.6～8.2m。海堤外靠一條寬約 3-8m 的咸水河，河外側(cè)為已建成的新海堤公路。3.1.2 地基土的構(gòu)成與特征根據(jù)鉆孔揭露，勘探深度范圍內(nèi)上部②～③層為第四系全新統(tǒng)（Q 4）沖海相粉土、粉砂，下部為晚更新世（Q 32）陸相、濱海相沉積物。現(xiàn)自上而下分述如下：①層填土本場區(qū)缺失。②-1 層 砂質(zhì)粉土（Q 4）灰黃、褐黃色，松散，濕，頂部含少量植物根莖，搖振反應(yīng)中等，無光澤反應(yīng)，干強度低，韌性低，含少量粉砂及粘質(zhì)粉土。場區(qū)均有分布，層底埋深 2.40～5.30m，層底標高-0.99 ～2.10m，靜探錐尖阻力 qc=1.83～2.95MPa，平均值 2.38 MPa；標貫實測錘擊數(shù)為 4～7 擊，平均 5.5 擊。層厚 2.40～5.30m，②-2 層 砂質(zhì)粉土（Q 4）灰色，稍密，濕，局部夾灰黃色粉土團塊，含少量貝殼碎屑。搖振反應(yīng)中等，無光澤反應(yīng)，干強度低，韌性低。該層分布較廣，層頂埋深 2.40～4.00m，層頂標高-0.99～2.10m，靜探錐尖阻力 qc=3.15～5.27MPa，平均值 4.38MPa；標貫實測錘擊數(shù)為5.5～11.5 擊，平均 7.9 擊。該層除畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 8 頁ZK139、ZK140、J144 及 J151 缺失外，各孔均有揭露，層厚 0～2.50m 。③-1 層 粉砂夾砂質(zhì)粉土（Q 4）灰色，稍密為主，局部中密，很濕～飽和，夾砂質(zhì)粉土。搖振反應(yīng)迅速，無光澤反應(yīng)，干強度低，韌性低。該層全區(qū)分布，層頂埋深 4.10～5.40m，層頂標高-1.08～0.40m，靜探錐尖阻力 qc=7.16～8.48MPa，平均值 7.92MPa；標貫實測錘擊數(shù)為10～25 擊，平均 14.6 擊。該層層厚 4.40～6.00m。③-2 層 粉砂（Q 4）灰色，中密～密實，很濕～飽和，含腐殖質(zhì)，含貝殼碎屑，局部富集。搖振反應(yīng)迅速，無光澤反應(yīng)，干強度低，韌性低。該層全區(qū)分布，層頂埋深 9.40～10.30m，層頂標高-5.87 ～-5.09m ，靜探錐尖阻力 qc=11.01～12.01MPa，平均值 11.59 MPa；標貫實測錘擊數(shù)為 21～38 擊，平均 30.3 擊。該層層厚 11.90～14.60m 。④、⑤層為濱海相粘性土、粉土，風電場大部分均有分布，本場地缺失。⑥層 粉砂與粉質(zhì)粘土互層（Q 3） （相當于可研報告中 ⑥-夾層）灰色，稍密，單層厚變化較大，一般 1～10cm，其中粉質(zhì)粘土一般呈灰色軟塑狀，局部呈灰綠色可塑狀。搖振反應(yīng)中等，無光澤反應(yīng)，干強度低，韌性低。靜探錐尖阻力qc=6.03～7.38MPa，平均值 6.59MPa；標貫實測錘擊數(shù)為 11～20 擊，平均 14.8 擊。場區(qū)均有分布，勘探揭露層頂埋深 23.60～24.40m，層頂標高 -17.59～-20.11m，層厚21.15m（未穿） 。3.2 場地地基土的物理力學性質(zhì)本次勘探共取原狀土樣 110 組，進行室內(nèi)常規(guī)項目試驗，并對②層砂質(zhì)粉土與③層粉砂進行了顆粒分析等特殊試驗項目。試驗按國標《土工試驗方法標準》GB/T50123-1999 操作，并按國標《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2002 定名。各巖土層物理力學指標統(tǒng)計見表 2（地基土物理力學性質(zhì)指標數(shù)理統(tǒng)計成果表）及附件 1《土工試驗成果報告》 。依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》 （GB50021-2001）14.2.2 條和 14.2.4 條，土的各項參數(shù)指標的平均值、標準值、標準差、變異系數(shù)和統(tǒng)計修正系數(shù)可按下式計算： （3-1）nnim??1?畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 9 頁（3-2）?????????????????ninif 1212??（3-3） mf????（3-4）sk??（3-5）???????????2678.40.1ns式中正負號按不利組合考慮；如抗剪強度指標的修整系數(shù)應(yīng)按負值。其中： —巖土參數(shù)的平均值；m?—巖土參數(shù)的標準差；f?—巖土參數(shù)的變異系數(shù)；?—巖土參數(shù)的標準值；k?—統(tǒng)計修正系數(shù)。s?3.3 水文地質(zhì)條件與水的腐蝕性評價3.3.1 水文地質(zhì)根據(jù)地下水的賦存條件與水理、水力特征，場區(qū)淺層地下水類型為孔隙性潛水。其補給來自大氣降水和河水、海水。地下水位受潮汐漲落影響，動態(tài)變化大。勘察期間，在鉆孔中測得的初見水位埋深約為 0.6m，穩(wěn)定地下水位為 1.10~2.10m，相應(yīng)的穩(wěn)定水位高程為 2.39~3.25m。畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 10 頁3.3.2 水質(zhì)分析表 3-1 水質(zhì)分析檢驗報告樣品名稱: 場地集水坑地下水 檢驗日期 2006-5-22氣味 無 透明度 半明 室內(nèi)氣溫 25.0 0C顏色 無 混濁度 半明 室內(nèi)水溫 25.0 1Cρ (Bz±) C[(1/Z)Bz±] X[(1/Z)Bz±] ρ(B z±)分析項目mg/L Mmol/L % 分析項目 mg/LNa++K+ 2927.2 127.27 88.8 侵蝕性 CO2 Ca2+ 39.1 1.95 1.3 游離 CO2 Mg2+ 171.9 14.15 9.9 可溶性 SiO2 —Fe2+ — — — ρ(CaCO 3)Fe3+ — — —分析項目 ρ(B z±) mg/LNH4+ — — — 總硬度 805.0暫時硬度 —陽 離 子總計 — 143.37 100.0 礦化度 8739.8Cl- 3954.4 111.55 77.8 項目 SO42- 712.2 14.83 10.3 PH 8.48HCO3- 836.6 13.71 9.6 CO32- 98.4 3.28 2.3 NO3- — — — 陰 離 子總計 — 143.37 100.0 3.3.3 水的腐蝕性分析評價場區(qū)位于濱海平原，地勢低平、沉積顆粒細，地下水位較淺，水力坡度平緩（排泄區(qū)） ，地下水蒸發(fā)作用強，礦化度高，水質(zhì)差。場區(qū)無地表系，場區(qū)附近地表水及地下水為微混濁、淡黃色的微咸水、咸水或鹽水。本次勘察在變電站場地取地下水一組，進行水化學簡分析。根據(jù)國標《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001 判斷（見表 3-2）：畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 11 頁場地內(nèi)集水坑地下水：場地環(huán)境類型按Ⅲ類考慮，對混凝土結(jié)構(gòu)不具腐蝕性；水樣中（Cl - +SO42-×0.25）含量大于 500mg/l，對混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具中等腐蝕性，水樣中PH 值均介于 3~11， （Cl -+ SO42-）含量均大于 500mg/l，對鋼結(jié)構(gòu)具中等腐蝕性，設(shè)計應(yīng)采取防腐蝕措施，場區(qū)地下水均不能作為施工拌和和養(yǎng)護用水。地下水化學類型為高礦化度的氯化鈉（鉀）型水（Cl -——Na++K+） 。引用前期可研階段勘察成果，場地附近地表水場地環(huán)境類型按Ⅲ類考慮，地表水對混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性，對混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具強腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具中等腐蝕性。 表 3-2 孔隙潛水腐蝕性評價表 水對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性評價場地環(huán)境類型地下水按Ⅲ類考慮 受地層滲透性影響按 B 類SO42- Mg2+ NH4+ OH－ 總礦化度PH值侵蝕性CO2HCO3-腐蝕介質(zhì)項目水腐蝕等級mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mmol/L水中含量712.2 171.9 — 8739.8 8.48 13.71場地內(nèi)集水坑地下水水腐蝕性等級無 無 無 無 無水對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋和鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性評價鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋 鋼結(jié)構(gòu)Cl－ SO42-×0.25 PH 值 Cl－ ＋SO 42腐蝕介質(zhì)項目mg/L mg/L干濕交替狀態(tài)下腐蝕等級mg/L腐蝕等級場地內(nèi)集水坑地下水 3954.4 178.05 中 8.48 4666.6 中畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 12 頁畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 13 頁4 場地巖土工程評價與樁基條件分析4.1 場地類別及抗震地段劃分4.1.1 場地類別劃分對本場地地層在鉆孔 ZK141 內(nèi)進行了單孔波速測試，測試深度為 50m，共計完成測試點 50 個，據(jù)實測波速值統(tǒng)計，ZK141 鉆孔在地面下 20m 范圍內(nèi)各土層等效剪切波速Vse 值為 191m/s（詳見附件 5：波速測試報告） 。依據(jù)國標《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2001)，該工程場地土的類型屬中軟場地土。據(jù)波速及鉆探資料，該場地覆蓋層厚度（dov）大于 50m，結(jié)合上述波速試驗所劃場地土類型，確定建筑場地類別為 III 類。4.1.2 抗震地段劃分根據(jù)業(yè)主提供《江蘇東臺風力發(fā)電場 200MW 風電項目工程場地地震安全性評價工作報告Ⅱ》 （江蘇省地震工程研究院 2005 年 12 月） ，本地區(qū)地震動峰值加速度為0.15g，地震基本烈度Ⅶ度，場址地震動反應(yīng)譜特征周期為 0.55s。4.2 本場地飽和砂土液化類別本場區(qū) 20m 深度范圍內(nèi)，分布有飽和的砂質(zhì)粉土（ ②-1 、②-2 層） 、粉砂夾砂質(zhì)粉土（③-1 層） ，粉砂（③-2 層） ，其粘粒（粒徑＜0.005mm）含量小于 10%。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》 （GB50011-2001）的規(guī)定，屬液化判別范圍，采用標準貫入試驗判別法作進一步判別。本場區(qū)參考《江蘇東臺風力發(fā)電場 200MW 風電項目工程場地地震安全性評價工作報告Ⅱ》 （江蘇省地震工程研究院 2005 年 12 月） ，抗震設(shè)防烈度為 7 度，設(shè)計基本地震加速度值 0.15g，特征周期值為 0.55s，建筑場地類別為Ⅲ類，按照國標《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2001 相當于設(shè)計地震分組第二組。實測標貫錘擊數(shù) N 小于標貫錘擊數(shù)臨界值 Ncr 時，判為液化土，并進一步計算液化指數(shù) IlE，判定液化等級，否則判為不液化土。標貫錘擊數(shù)臨界值和液化指數(shù)計算公式詳見《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》 （GB50011-2001） ，計算時取 N0=10，液化判別結(jié)果見表畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 14 頁表 4-1 飽和砂質(zhì)粉土液化判別表 試 驗深 度 地 下 水 位粘 粒 含 量計 算 臨界值標 貫 實測值液化指數(shù)計算鉆孔 編號地層 編號ds(m) dw(m) ρc(%) Ncr(擊) N(擊)液 化 判 定I lei I le液 化等 級② -1 1.65 0.0 10.65 7 液化 7.54② -1 2.75 1.0 11.75 6 液化 5.87② -2 4.05 0.0 13.05 8 液化 5.42③ -1 5.55 0.0 14.55 13 液化 1.54③ -1 7.05 0.0 16.05 14 液化 1.65③ -1 8.55 0.0 17.55 19 不液化③ -2 10.05 0.0 19.05 24 不液化③ -2 11.55 0.0 20.55 28 不液化③ -2 14.55 2.0 23.55 30 不液化③ -2 16.05 0.0 24 32 不液化③ -2 17.55 1.5 24 34 不液化ZK138③ -2 19.0501.0 24 38 不液化22.02 嚴重② -1 1.65 3.0 10.65 4 液化 13.42② -1 2.65 1.5 11.65 5 液化 5.71② -2 3.65 8.5 12.65 6.5 液化 2.89② -2 4.65 7.0 13.65 8 液化 2.68③ -1 5.65 2.0 14.65 15.5 不液化③ -1 6.65 0.0 15.65 16 不液化③ -1 8.15 2.0 17.15 17 不液化③ -1 9.45 5.0 18.45 23 不液化③ -2 11.15 3.0 20.15 27 不液化③ -2 12.45 6.5 21.45 28 不液化③ -2 13.95 3.5 22.95 30 不液化③ -2 15.65 3.5 24 33 不液化ZK141③ -2 16.9503.0 24 29 不液化24.70 嚴重畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 15 頁③ -2 18.65 2.5 24 34 不液化續(xù)表 4-1 飽和砂質(zhì)粉土液化判別表 試 驗深 度 地 下 水 位粘 粒 含 量計 算 臨界值標 貫 實測值液化指數(shù)計算鉆孔 編號地層 編號ds(m) dw(m) ρc(%) Ncr(擊) N(擊)液 化 判 定I lei I le液 化等 級③ -2 19.95 1.5 24 34 不液化② -1 2.25 0.5 11.25 6.5 液化 12.24② -2 3.55 1.5 12.55 11.5 液化 1.17③ -1 5.05 0.5 14.05 12.5 液化 1.66③ -1 6.55 1.5 15.55 25 不液化③ -1 8.05 0.0 17.05 21 不液化③ -1 9.55 0.5 18.55 23 不液化③ -2 11.05 0.0 20.05 25 不液化③ -2 12.55 3.5 21.55 29 不液化③ -2 14.05 2.0 23.05 30 不液化③ -2 15.55 0.0 24 33 不液化③ -2 17.05 0.0 24 35 不液化③ -2 18.55 0.0 24 34 不液化ZK143③ -2 20.0001.0 24 35 不液化15.07 中等對本場地的 3 個鉆孔②-1 層砂質(zhì)粉土、②-2 層砂質(zhì)粉土、③-1 層粉砂夾砂質(zhì)粉土、③-2 層粉砂進行液化判別，判別結(jié)果表明：2 只鉆孔嚴重液化，1 只鉆孔中等液化，液化土層為場地上部的②-1、②-2 層砂質(zhì)粉土及③-1 層粉砂夾砂質(zhì)粉土，③-2 層粉砂不液化。4.3 天然地基評價4.3.1 場地穩(wěn)定性及適宜性評價根據(jù)本地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造背景和擬建場地的工程地質(zhì)條件，本場地屬穩(wěn)定場地，適宜本工程建設(shè)。4.3.2 建筑結(jié)構(gòu)荷載及基底壓力估算畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 16 頁擬建風電場中間段 2＃、3＃及 25＃、26＃風機之間，征地范圍呈矩形（142×87m ） ，征地面積 12354m2。該變電站為戶內(nèi)變電站，配兩臺 220kV 主變壓器，主要建構(gòu)筑物有三層框架結(jié)構(gòu)生產(chǎn)綜合樓（擬采用預(yù)應(yīng)力管樁樁基礎(chǔ)） 、兩層磚混結(jié)構(gòu)生產(chǎn)輔助樓及單層水泵房、消防設(shè)備間等附屬設(shè)施（擬采用天然地基） 。由于變電站質(zhì)量高于一般的建筑，估算配兩臺 220kV 主變壓器，主要建構(gòu)筑物三層框架結(jié)構(gòu)生產(chǎn)綜合樓平均應(yīng)力為 150kPa;而兩層磚混結(jié)構(gòu)生產(chǎn)輔助樓及單層水泵房、消防設(shè)備間等附屬設(shè)施比較小為 20-40 kPa。軸心荷載下基底壓力計算公式： （4-1）AGFPkk??式中：--平均基底壓力；kP--相應(yīng)于荷載效應(yīng)標準組合時，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值；F--基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重； ,其中 在不作詳細計算時取 kGAdGk??G?；320/Nm??--基礎(chǔ)底面面積。A根據(jù)上述公式,可估算出生產(chǎn)綜合樓和主變器室的平均基底壓力為 ,而輔kPak190?助樓及單層水泵房、消防設(shè)備間等附屬設(shè)施平均基底壓力 。Pk8602?4.3.3 持力層選擇②-1 層砂質(zhì)粉土，松散，含少量粉砂及粘質(zhì)粉土，場區(qū)均有分布，層厚2.40～5.30m，層底埋深 2.40～5.30m，靜探孔錐尖阻力 qc=1.83～2.95MPa ，平均值 2.38 MPa；標貫實測錘擊數(shù)為 4～7 擊，平均 5.5 擊。物理力學性質(zhì)稍差，工程性能尚可。其地基土承載力特征值 fak 可取 100kPa，壓縮模量 Es1-2 可取 6.0MPa。②-2 層 砂質(zhì)粉土，稍密，層頂埋深 2.40～4.00m，靜探錐尖阻力qc=3.15～5.27MPa，平均值 4.38MPa；標貫實測錘擊數(shù)為 5.5～11.5 擊，平均 7.9 擊。該層除 ZK139、ZK140、J144 及 J151 缺失外，各孔均有揭露，層厚 0～2.50m 。該層局部缺失，物理力學性質(zhì)一般，工程性能尚可。其地基土承載力特征值 fak 可取 110kPa，壓縮模量Es1-2 可取 7.5MPa。畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 17 頁③-1 層 粉砂夾砂質(zhì)粉土，稍密為主，局部中密，層頂埋深 4.10～5.40m，靜探錐尖阻力 qc=7.16～8.48MPa，平均值 7.92MPa；標貫實測錘擊數(shù)為 10～25 擊，平均 14.6 擊。該層全區(qū)分布，層厚 4.40～6.00m。物理力學性質(zhì)較好，工程性能較好。其地基土承載力特征值 fak 可取 160kPa，壓縮模量 Es1-2 可取 10.5MPa。綜上所述，②-1、②-2 層力學性質(zhì)一般，可以作為荷載較小的兩層生產(chǎn)輔助樓、單層輔助工程天然地基持力層，③-1 層工程性能較好，但埋藏稍深，基坑開挖工作量較大，又埋藏在地下水位以下，基礎(chǔ)施工費用較大，不經(jīng)濟。綜合液化判別結(jié)果場區(qū)頂部三層土層存在中等～嚴重液化，建構(gòu)筑物基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)設(shè)計宜根據(jù)建筑抗震設(shè)防類別考慮是否需要進行抗液化處理。若采用抗液化措施，可選用振沖碎石樁振沖擠密方案，處理土層為②-1 、②-2 及③-1 層，處理深度約 10m。4.3.4 天然地基承載力評價天然地基方案是否可行首先要考慮的是持力層能否滿足基地壓力的要求，為此利用下列公式進行承載力計算。按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》 （GB50007―2002）第 5.2.4 式計算基礎(chǔ)深寬修正后的承載力特征值：127.9kPa （4-2） ????15.2kPa0.dγη3bγfmak ????其中： fak =100kPa, η b =0, η d =1.0,b=3m,d=2.0m, γ=19.3kN/m 3, γ m =18.6kN/m3式中 fa —— 修正后的地基承載力特征值fak—— 地基承載力特征值η d、η b—— 基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，按基底下土的類別查表 5-1取值γ—— 基礎(chǔ)底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度γ m—— 基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度b —— 基礎(chǔ)底面寬度（m） ，當基寬小于 3m 按 3m 取值，大于 6m 按 6m 取值d —— 基礎(chǔ)埋置深度（ m） ，一般自室外地面標高算起。再填方整平地區(qū)，可自填土地面標高算起，但填土在上部結(jié)構(gòu)施工完成時，應(yīng)從天畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 18 頁然地面標高算起。對于地下室，如采用箱形基礎(chǔ)或筏形基礎(chǔ)時，基礎(chǔ)埋深自室外地面標高算起；當采用獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)時，應(yīng)從室內(nèi)地面標高算起表 4-2 承載力修正系數(shù) 土的類別 η b η d淤泥和淤泥質(zhì)土 0 1.0人工填土e 或 Il 大于等于 0.85 的粘性土 0 1.0紅粘土 含水比 α w＞0.8含水比 αw≤0.800.151.21.4大面積填土壓實系數(shù)大于 0.95、粘粒含量 ρ c≥10% 的粉土最大干密度大于 2.1t/m3 的級配砂石001.52.0粉土 粘粒含量 ρ c≥10% 的粉土粘粒含量 ρc＜10% 的粉土0.30.51.52.0e 或 Il 均小于 0.85 的粘性土粉砂、細砂（不包括很濕與飽和時的稍密狀態(tài)）中砂、粗砂、礫砂和碎石土0.32.03.01.63.04.4注：① 強風化和弱風化的巖石，可參照所風化的相應(yīng)土類取值，其他狀態(tài)下的巖石不修正② 地基承載力特征值按《GB50007-2002 》附錄 D 深層平板荷載試驗確定時 η d 取 0由上式及上部荷載平均基底壓力可知: 則 天然地基承載力不滿足主變akakfPf??21,室和生產(chǎn)綜合樓的承載力要求,滿足兩層磚混結(jié)構(gòu)生產(chǎn)輔助樓及單層水泵房、消防設(shè)備間等附屬設(shè)施。4.4 樁基條件分析評價4.4.1 樁持力層與樁型選擇③-1 層粉砂夾砂質(zhì)粉土，稍密為主，局部中密，該層全區(qū)分布，層厚 4.40～6.00m ，層頂埋深 4.10～5.40m，靜探錐尖阻力 qc=7.16～8.48MPa，平均值 7.92MPa；標貫實測錘擊數(shù)為 10～25 擊，平均 14.6 擊。該層物理力學性質(zhì)較好，埋藏淺，工程性能一般，因為畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 19 頁存在嚴重液化勢，故不宜作為短樁樁端持力層。③-2 層粉砂，中密～密實，中偏低壓縮性，該層全區(qū)分布，層頂埋深9.40～10.30m，層頂標高-5.87～-5.09m，靜探錐尖阻力 qc=11.01～12.01MPa，平均值11.59 MPa；標貫實測錘擊數(shù)為 21～38 擊，平均 30.3 擊。該層物理力學性質(zhì)良好，層厚大于 11.90m 小于等于 14.60m，工程性能良好且不液化，是荷載較大生產(chǎn)綜合樓及兩主變室良好樁端持力層。鑒于上述分析，初步推薦③-2 層粉砂作為本工程生產(chǎn)綜合樓及兩主變室樁基持力層，樁型可選用鉆孔灌注樁與高強度預(yù)應(yīng)力砼管樁（PHC 樁） 。鉆孔灌注樁為非擠土樁，該場地上部土層以砂質(zhì)粉土、粉砂為主，易塌孔，需采取泥漿護壁措施，且施工用水困難，造價不經(jīng)濟，因此，本工程不推薦選用鉆孔灌注樁。預(yù)應(yīng)力管樁為擠土樁，且本工程場地開闊，周邊無重要建筑物。因此，建議本工程樁型選用高強度預(yù)應(yīng)力砼管樁（PHC 樁） ，樁徑選用 φ500mm，樁端進入持力層③-2 層粉砂約 2m。4.4.2 成樁可能性分析樁端持力層③-2 層粉砂，中密為主，局部密實，低壓縮性，靜探錐尖阻力qc=11.01～12.01MPa，標貫實測錘擊數(shù)為 21～38 擊，平均 30.3 擊，樁基施工可能有一定難度，考慮到建筑場地空曠，可采用錘擊法沉樁，并選擇合理錘重。錘擊施工時可能導(dǎo)致其上部土層液化，因此建議工程樁施工之前進行試樁，施工時注意施工順序。4.4.3 樁基沉降分析生產(chǎn)綜合樓及主變壓器擬采用③-2 層粉砂作為預(yù)應(yīng)力管樁樁端持力層，進入持力層約 2m，樁端下持力層厚達 12m 左右，因此根據(jù)上部結(jié)構(gòu)類型、荷載大小及地面下樁基布置等方面因素，樁基沉降量很小，在沉降量可控范圍之內(nèi)畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 20 頁5 混凝土預(yù)應(yīng)力管樁設(shè)計5.1 混凝土預(yù)應(yīng)力管樁簡介預(yù)應(yīng)力管樁是近幾年才發(fā)展起來的一種新型的樁型。在港口、碼頭、及工民建中都有較為廣泛的應(yīng)用。其制作工藝有后張法和先張法兩種，后張法的樁徑較大（800~1200mm） ，樁身混凝土采用離心—輥壓—振動復(fù)合工藝成型，而且每節(jié)長約4~5m，壁厚 12~15cm。而且在管壁中間預(yù)留有 15~25 個 130mm 左右的小孔。使用時通過這些預(yù)留孔用高強鋼絞線將各段管連接起來，并在其張拉過程中再對這些孔道高壓注漿，使之形成一長樁，樁長可達 70~80m。后張法的樁徑有 350、400、500、550、600mm 共五種，其壁厚有 45、55、60、70、90、100mm 和 110mm 七種，樁長 8~15m 不等，并可按要求制作。管樁能夠被廣泛應(yīng)用，是有其優(yōu)越性的，當然也有其缺點。下面分別敘述：5.1.1 管樁的優(yōu)點管樁有以下優(yōu)點：⑴ 單樁承載力高⑵ 設(shè)計選用范圍廣。管樁既適用于多層建筑，也適用于高層建筑。而且在同一建筑物基礎(chǔ)中，還可以采用不同直徑的管樁，容易解決布樁問題，充分發(fā)揮根樁的承載力。⑶ 對樁端持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適用性強，可根據(jù)地質(zhì)條件變化調(diào)節(jié)樁長。⑷ 運輸?shù)跹b方便，接樁快捷。⑸ 施工速度快，工效高。⑹ 施工文明，現(xiàn)場簡化。⑺ 樁身耐打，穿透能力強，成樁質(zhì)量可靠。⑻ 造價適宜。盡管預(yù)應(yīng)力管樁單方混凝土造價較高，單其承載力大。從一些統(tǒng)計資料來看，其單位承載力價格與沉管灌注樁不相上下。5.1.2 管樁的缺點及局限管樁的缺點及局限如下：⑴ 所需施工機械設(shè)備投資大。⑵ 由于送樁深度受限制，在深基坑開挖后截去的余樁較多。畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 21 頁⑶ 有些地質(zhì)條件不宜應(yīng)用或慎用預(yù)應(yīng)力管樁，如孤石和障礙物較多的地層，有堅硬隔層的地層；石灰?guī)r地層；從松軟突變到堅硬的地層等。5.2 混凝土預(yù)應(yīng)力管樁的設(shè)計5.2.1 持力層選擇③-1 層粉砂夾砂質(zhì)粉土，稍密為主，局部中密，該層全區(qū)分布，層厚 4.40～6.00m ，層頂埋深 4.10～5.40m，靜探錐尖阻力 qc=7.16～8.48MPa，平均值 7.92MPa；標貫實測錘擊數(shù)為 10～25 擊，平均 14.6 擊。該層物理力學性質(zhì)較好，埋藏淺，工程性能一般，因為存在嚴重液化勢，故不宜作為短樁樁端持力層。③-2 層粉砂，中密～密實，中偏低壓縮性，該層全區(qū)分布，層頂埋深9.40～10.30m，層頂標高-5.87～-5.09m，靜探錐尖阻力 qc=11.01～12.01MPa，平均值11.59 MPa；標貫實測錘擊數(shù)為 21～38 擊，平均 30.3 擊。該層物理力學性質(zhì)良好，層厚大于 11.90m 小于等于 14.60m，工程性能良好且不液化，是荷載較大生產(chǎn)綜合樓及兩主變室良好樁端持力層。鑒于上述分析，初步推薦③-2 層粉砂作為本工程生產(chǎn)綜合樓及兩主變室樁基持力層。按照“JGJ94-94” 《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》第 5.2.8 條給出各層土的側(cè)阻力特征值 qsi、端阻力特征值 qpa,詳見表 5-1表 5-1 天然地基及樁基設(shè)計參數(shù)表天然地基 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁靜探指標 確定標貫指標 確定土工試驗指標確定建議值地基土承載力特征值壓縮模量樁側(cè)阻力特征值樁端端阻力特征值樁側(cè)阻力特征值樁端端阻力特征值樁側(cè)阻力特征值樁端端阻力特征值樁側(cè)阻力特征值樁端端阻力特征值fak Es1-2 qsia qpa qsia qpa qsia qpa qsia qpa土層編號土層名稱kPa MPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 22 頁②-1 砂質(zhì)粉土 100 6.0 16 22 18②-2 砂質(zhì)粉土 110 7.5 22 25 22續(xù)表 5-1 天然地基及樁基設(shè)計參數(shù)表天然地基 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁靜探指標 確定標貫指標 確定土工試驗指標確定建議值地基土承載力特征值壓縮模量樁側(cè)阻力特征值樁端端阻力特征值樁側(cè)阻力特征值樁端端阻力特征值樁側(cè)阻力特征值樁端端阻力特征值樁側(cè)阻力特征值樁端端阻力特征值fak Es1-2 qsia qpa qsia qpa qsia qpa qsia qpa土層編號土層名稱kPa MPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa③-1 粉砂夾砂質(zhì)粉土160 10.5 30 25 30③-2 粉砂 210 12.81 31 2500 31 2500031 2500⑥ 粉砂與粉質(zhì)粘土互層80 8.0 32 1800 32 18005.2.2 混凝土預(yù)應(yīng)力管樁的設(shè)計1）樁的布設(shè)方案及樁徑和樁間距的選擇生產(chǎn)綜合樓及兩主變室采用獨立基礎(chǔ)布樁方案按照“JGJ94-94” 《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》選擇直徑為 500mm 的管樁，梅花形和正方形布設(shè)，樁的最小中心距為 3.0d=1.5m,根據(jù)要求計算樁的單樁豎向極限承載力標準值，單樁豎向承載力特征值 Ra之后再計算相應(yīng)于荷載效應(yīng)標準組合軸心豎向力作用下單樁豎向力 Qk,將 Ra和 Qk進行比較驗算，看是否滿足要求。2）樁長的確定根據(jù)樁端持力層運用的③-2 層粉砂，確定樁的進入持力層深度約 2 m，樁的有效樁長約為 12m。畢 業(yè) 設(shè) 計共 39 頁第 23 頁3）單樁豎向承載力的確定確定混凝土預(yù)應(yīng)力管樁單樁豎向極限承載力特征值時，可按下式計算：（5-1）QqlApiukspksk??????式中： ——單樁豎向極限承載力標準值；——樁的側(cè)阻力；sk——樁的端阻力；Qp——樁周長；?——第 i 層土的極限側(cè)阻力標準值；qsik——樁穿越第 i 層土的厚度；li——樁的極限端阻力標準值；qpk——樁體的斷面積；A計算結(jié)果： 以孔