薛爱国
中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 陕西西安市 710065
摘要：在对风机基础地基处理的过程中，需要对复合地基的处理方案进行重视，因为它的优劣会对工程质量和相关造价造成直接的影响。本文主要以某工程为主要的案例来进行具体的阐述，结合风电基础受力的特点和地质构造的基础情况，最终经过对比之后选用水泥土搅拌桩的地基处理方案，通过这样的方式来达到降低工程造价和保证质量的主要目的。
关键词：复合地基；风机基础；应用
引言：
一般来说，风电场的风机基础都能够承受重复荷载和大偏心，因此对于地基和基础的稳定性要求是比较高的。我国目前正在大力的开发以风力发电为基础的环保清洁型能源，希望能够减轻我国不可再生资源的压力，同时还要对环保进行有效保护。本次项目主要就是结合风电基础受力的特点和地质构造的基本情况，选择出技术可行且经济合理的地基处理方案，进一步的保证风机基础的稳定承载力，同时确保整个工程的可靠性和安全性。
一、工程主要概况和地质
本风电场单机容量为2.0MW，叶轮直径115m，风机荷载主要是通过塔筒传至风机，因此风机基础会承受较大的竖向力和倾覆弯矩，因此对于地基承载力的要求是比较高的[1]。该风电场天然地基承载力是比较低的，无法满足基础承载力要求，因此需要进一步的进行地基处理。
（一）场地地貌
该工程为某平原，风电场内多为耕地，并且存在着少量的树木，整体的地势呈现出平坦开阔的特点，多为固定或者是半固定的沙丘，沙丘之间的洼地整体开阔，相对高差不大。
（二）岩土性质
该场区的地层岩性主要是由砂质粉土、粉土、粉质黏土、砂质粉土、细砂组成的。砂质粉土主要是呈现出褐黄色，稍食且稍密，呈中压缩性；粉土主要是呈现出黄褐色，其中含有云母，整体的摇振反应是比较强烈的，具有中～低压缩性；粉质黏土也是黄褐色，湿且中密，具有可塑性；砂质粉土呈现出灰黄色，摇振反应中等，没有光泽反应，具有干强度，韧性也比较低；细砂是黄色，稍湿中密，其中主要的成分是石英、长石等等[2]。
二、水泥土搅拌桩施工方案
对风电场的地质条件和风机荷载资料进行一定的分析得出，本项目的地面以下有较厚的软土层，该处的承载能力比较低，如果只是采用天然的地基是无法对风机基础要求进行满足的并且工程的地质条件也比较差，因此需要进行一定的地基处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆本次工程主要是对预制桩、换填法、混凝土灌注桩法、振冲地基法以及水泥土搅拌桩法的方案进行了对比，最终决定要选用水泥土搅拌桩的复合地基来对风机地基进行加固，因为水泥土搅拌桩是以水泥为主要的固化剂，在经过一定的水化反应和水解反应之后，生成一系列化合物在水中和空气中逐渐产生硬化的现象。通过这样的方式可以让水泥土的强度得到强化，这样可以更好的对地基的承载力进行有效的提升，并且这种施工方法比较简便，且成本比较低廉，能够在一定程度上减少工程的造价。
水泥土搅拌桩是我国发展的地基处理新技术，主要是通过使用特质的深层搅拌在机械，在底层的深部就地将软土和水泥进行强制的拌合，通过这样的方式来让软土结硬，进而对地基的强度进行增强。一般来说，这种水泥土搅拌桩的施工方法比较适合应用在软弱的地基上，尤其是针对一些淤泥质土、粉质黏土及饱和性土等软土地基的处理效果比较好，并且在施工中也有很多的优点，比如说操作简单，没有噪音，也没有振动，对环境不会造成污染，具有较强的环保型。但是如果在施工的过程中没有把握好质量控制的要求，也可能会达到不到符合地基的承载力要求，因此需要着重注意质量控制[3]。
根据风机基础受力特性，初步对风机基础底板直径进行拟定，大概约为20m，然后在基底21m×21m的范围内采用正方形的布桩形式，同时保证桩间距为0.88m，水泥土搅拌桩面积置换率25%，桩径0.5m，设计桩长6m。要在满足上述设计要求的前提下进行具体的施工。
对于水泥土搅拌桩的施工来说，具体需要注意以下几个方面的问题：一是要在水泥土搅拌桩的正式开工之前，需要对试桩施工进行重视，通过开工前的试桩来对相应机械的使用性能以及相应的施工工艺各项参数进行检验，避免出现差错。其中包括的内容有最佳的灰浆稠度、工作压力、钻进和提升速度等等；二是要对场地进行清理，要保证施工场地没有异物，并且还要提前使用压路机将路面碾压平整，这样可以方便桩机进行移位；三是要根据设计的总平面图，对施工作业面内的轴线进行标记划线，然后让桩机与桩位对准，保持机身的垂直，方便后续的施工操作；四是对浆液的出浆口进行确认之后，要及时的启动搅拌机，然后按照规定的转速和钻进的速度进行顺时针的边钻孔边注浆，一直到设计桩长，再改逆时针的方向进行搅拌操作，并且要提升到桩顶部；五是为了让软土与水泥浆液进行充分的拌合，需要再次将搅拌机钻进下沉，一直到设计的深度，然后浆搅拌机按照规定的速度翻转提升到地面；六就是在成桩的三天之后，要采用轻型的动力触探对上部桩的均匀性进行一定的检测；七是对桩体的强度进行试验。在成桩28天后，对搅拌桩进行一定的抽芯检测，对桩身的连续性和的均匀程度进行检验，通过这样的检验对桩体的抗压强度进行试验；八是进行复合地基静载试验。在成桩28天后，要做好相应的静载试验，对搅拌桩的单桩承载力和复合地基的承载力进行验证，检验其是否满足设计的要求。
要对水泥土搅拌桩的处理效果进行判断，可以先进行单桩承载力和复合地基承载力的检测，一般来说都是采用荷载试验的方法来对其进行检测，在对检测结果进行分析之后可以得到，单桩承载力和复合地基承载力都能够满足要求。对本次项目的地质条件和基本情况进行分析之后，对多种施工方法的成本和效果进行对比可以发现，水泥土搅拌桩法是最具有性价比的施工方法，不仅成本最低，可以降低基础处理的造价，还具有较强的加固效果[4]。
结语：
综上所述，对风电场的地质条件和岩土特征进行分析，同时对地基土的特性和具体的施工情况进行综合分析之后可以得出，水泥土搅拌桩的施工方法是比较适合的复合地基处理方法，它不仅可设备简单且操作方便，整体的费用也比较低，非常适合本工程的地质条件和工程特点。使用水泥土搅拌桩的复合地基施工方案，不仅可以对工程建设的质量进行有效的保证，同时还能取得良好的社会效益和经济效益，可供国内类似工程作参考。
参考文献：
[1]陶铁铃，陈玉梅，李宇飞.复合地基在风机基础中的应用[J].河南科技，2017（23）：98-99.
[2]彭柱.风机基础风致倾斜加固方法研究[D].湖南科技大学，2017.
[3]曾超波.风机独立基础设计方法的不同规范对比分析和优化[D].西安建筑科技大学，2015.
[4]薛殿基，仲林.复合地基桩处理技术［M］.北京：中国建筑工业出版社，2011.6.
论文作者:薛爱国
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第12期
论文发表时间:2019/11/18
标签：地基论文; 风机论文; 基础论文; 水泥论文; 承载力论文; 地质论文; 工程论文; 《建筑细部》2019年第12期论文;