摘要：本文以某风电项目风电机组基础进行设计分析，阐述了在平原地貌风电场土层地质条件下风机基础形式设计的选择、桩基础形式的方案比选、桩基础方案经济性分析、施工技术质量及可靠性分析等内容，并探讨PHC预制管桩基础设计的建议，对项目的快速推进具有重要意义。
关键词：灌注桩基础、PHC预制管桩基础、方案比选、经济性分析、基础设计
某风电工程项目属于平原地貌风电场，场址海拔高度20～26m。风机塔架属于高耸建筑，作为风机塔架的基础，其所承受上部的水平力和倾覆力矩较大，基础形式通常采用扩展基础或桩基础，具体基础形式的选用应根据建设场地地基条件确定。
一、风机基础形式设计的选择
本项目地层均为第四系覆盖层，地基基础埋深一般为3.0m左右，①1粉质黏土层、①2粉土层、①3层粉砂承载力较低，层厚不均，层位分部不稳定，工程性能较差，不宜作为地基持力层，其他各层埋深较大，且①2粉土层、①3粉砂层、②3粉砂层、④1粉砂层在基本烈度为VII度时会产生液化现象，根据目前的风机荷载情况，需采用桩基础形式。
二、桩基础形式的方案比选
根据本场区的地质条件，本项目桩基础推荐采用钢筋混凝土灌注桩基础与PHC预制桩基础比选。
方案一：钢筋混凝土灌注桩基础
根据风机厂家提供的荷载资料及地勘资料，拟定风机基础为现浇钢筋混凝土圆形基础承台，下部设置34根（外圈22根，中圈12根）φ800钢筋混凝土灌注桩。基础承台采用C40钢筋混凝土结构，基础底部直径19.6m，基础高度3.5m。钢筋混凝土灌注桩直径800mm，混凝土强度等级为C35，平均桩长30m。
.png)
钢筋混凝土灌注桩基础图
方案二：PHC预制管桩基础
根据风机厂家提供的荷载资料及地勘资料，拟定风机基础为现浇钢筋混凝土圆形基础承台，下部设置48根（外圈28根，内圈20根）PHC600AB110预应力混凝土管桩，直径为600mm，壁厚为110mm。桩身混凝土强度等级为C80，平均桩长30m。
.png)
PHC预制管桩基础图
三、桩基础方案经济性分析
两种桩基础方案的经济性分析比较见下表。
.png)
单台风机基础经济性对比表
从上表可以看出，钢筋混凝土灌注桩基础为175万/台，PHC预制管桩基础为145万/台。方案二在总造价方面有优势。
四、施工技术、施工质量及可靠性分析
钢筋混凝土灌注桩采用现场施工，工艺成熟，桩质量可靠，现场施工进度一般。PHC预制管桩是由工厂预制加工，桩体自身强度较高，桩体质量有保证，现场施工进度快。在现场施工过程中，可通过对桩长及最终贯入度的双控来保证单桩承载能力。但在打桩过程中，在穿透密实黏土层时，易出现桩头混凝土破碎及断桩等现象，桩质量不易保证。项目施工现场距周边村庄较近，现场PHC桩施工噪音较大，易造成施工扰民，可能增加施工过程中的社会风险因素。
五、风机桩基础设计分析
1.风机基础设计
根据风机厂家提供的荷载资料及地勘资料，拟定风机基础为现浇钢筋混凝土圆形基础承台，下部设置48根（外圈28根，内圈20根）PHC600AB110预应力混凝土管桩，直径为600mm，壁厚为110mm。桩身混凝土强度等级为C80，平均桩长为30m。对于砂层出现较早且较厚，对应的机位需要进行引孔。承台采用圆形钢筋混凝土承台，承台直径20.0m，承台总高度3.4m，埋深3.2m。承台混凝土强度等级为C40，下设200mmC20素混凝土垫层。
2. 耐久性设计
根据场地条件：场区地下水对混凝土结构具有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋在长期浸水条件下具微腐蚀性，在干湿交替条件下具中腐蚀性。场区土对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土中钢筋具弱腐蚀性。
承台耐久性设计：基础表面防护采用沥青冷底子油两遍，沥青胶泥涂层，厚度≥300μm。
PHC桩耐久性设计：混凝土中掺入钢筋阻锈剂。
3. 温控及养护设计
风机基础混凝土施工，混凝土浇筑体表面与大气温差不大于20℃，在浇筑温度的基础上最大温升值小于50℃且各测点的温度极差小于25℃。混凝土浇筑后表面应立即用防水膜保持湿润，防止雨水、温度巨变，养护时间不少于14天。
六、结论
钢筋混凝土灌注桩采用现场施工，工艺成熟，桩质量可靠，现场施工进度一般，工程工程造价高。PHC预制管桩是由工厂预制加工，桩体质量有保证，现场施工进度快，工程造价低，且设计较成熟，但现场PHC桩施工噪音较大，可能增加施工过程中的社会风险因素。综合以上各点考虑，本项目可采用施工进度快且工程造价低的PHC预制管桩基础。
参考文献:
[1]张军.灌注桩基工程机械冲击成孔施工工艺[J].石家庄铁路职业技术学院学报,2009(4)
[2]沈华鑫,李家辉.持力层软化对预应力管桩承载力的影响[J].广东土木与建筑,2003(6)
[3]徐天平,李素华.泥岩持力层的管桩承载力试验研究[J].岩石力学与工程学报,2004(2)
[4]张跃川.桩基工程施工方案编制[J].工程建设与设计,2009(12)
论文作者:刘军韬1,李继伟2
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
标签：基础论文; 钢筋混凝土论文; 风机论文; 混凝土论文; 桩基础论文; 管桩论文; 方案论文; 《电力设备》2019年第22期论文;