一、工程概况

 

　　黄河中型公司青海大格勒风电场一期49.5w工程是利用沙漠常年有较强的大漠风独特的特点，将风能转化为电能的构筑物，该地区地处源荒漠戈壁滩，场址地裂平缓、开阔，砂层较厚等特点。

 

　　根据本次勘探资料，场址区内场地地层分布及有关参数如下：

 

　　风电计划设计安装33台1500kw的风力发电机组，其中19台风电机组基础位于第①层粉细砂层地基承载力不足，考虑采用振中碎石桩整体加固。

 

　　二、设计方案

 

　　（一）振冲置换法就是利用专门的振中机具，在高压水射流下边振边冲，在粉砂层中成孔，再在孔中分批填入碎石或卵石等粗粒料形成桩体，在填料的过程振中边振边提，孔中的水通过竖向排水被排出，桩体与粉砂共同组成复合地基。从而实现加固的效果。

 

　　（二）桩径ф0.8m，桩呈等边三角形布置，桩中心距2.0m，桩长为5m，桩顶高呈-3.35m（相对标高）要求单桩竖向承载力大于250KN，复合地基承载力大于220kpa，每台风电机组地基共计105孔。

 

　　三、施工工艺

 

　　（一）施工准备

 

　　1、主要施工设备根据本工程地质条件，选择振冲器类型应根据地基处理设计要求及土的性质，通过现场试验确定，宜选择不小于30kW的振冲器。2、辅助设备a.起吊设备。宜选择32t汽车吊、履带式起重机作为起吊设备。b.填料设备。本工程振冲碎石桩施工的填料采用连续填料，因此填筑强度大，填筑设备采用2m3装载机，并辅以人工手推车加料。c.电气控制设备。电气控制设备一般有手动式和自动控制式，本工程宜采用自动控制式，自动控制式可以人工设定加密电流值和留振时间，施工中当电流和留振时间达到设定值时，会自动发出信号。

 

　　（二）施工程序

 

　　振冲碎桩施工的基本程序为：开挖、造孔、清孔、填料、加密、加碎石垫层六个工序。1、开挖为使基底以下有效桩顶范围的桩体得到充分振密，达到桩体密实度要求，振冲施工时有效桩顶标高以上应留有一定厚度的土层，一般预留土层厚度为1m～1.5m，振冲器功率小，预留土层厚度取小值，振冲器功率大，取大值。当有效桩顶标高小于1m～1.5m时，振冲施工后应对基底以上土层进行密实处理。2、造孔砂卵石层可采用冲击钻机导孔，砂壤土层严禁冲击钻机导孔，必须采用振冲器振冲。①振冲器对准桩位，对准偏差应小于100mm。先开启压力水泵，振冲器末端出水口喷水后，再启动振冲器。待振冲器运行正常，开始选孔。②造孔过程中，振冲器应处于悬垂状态。振冲器与导管之间有橡胶减震器连接，因此导管有稍微偏斜是允许的，但偏斜不能过大，防止振冲器偏离贯入方向。发现桩孔偏斜应立即赳正。③造孔速度控制在2m/min以内。④松散粉细砂、粉土、淤泥土等易被压力水冲刷，造孔深度可小于设计深度300mm以上。待倒入填料后振冲器夹带石料再向下贯入至设计深度，减轻压力水冲刷破坏设计孔深下的土层。⑤造孔水压大小取决振冲器贯入速度和土质条件。造孔速度慢或土质坚硬可加大水压力，反之宜减小水压力。一般造孔水压可控制在0.3～0.8Mpa，对松散的粉细砂、砂质粉土地基造孔水量宜少，防止随返水带出大量泥砂。3、清孔如造孔时返出的泥浆较稠，孔中有狭窄或缩孔段应进行清孔。清孔可将振冲器提出孔口或在需要扩孔段上下提拉振冲器，使孔口返出泥浆变稀，振冲孔顺直通畅以利填料沉落。4、填料采用强迫填料法、连续填料法填料（大功率振冲器宜采用强迫填料法，深孔宜采用连续填料法，在桩长小于6m且孔壁稳定时可此采用间断填料法）。填料强度视造孔速度而定。5、加密加密是振冲碎石桩施工质量控制的关键环节，本工程加密采用加密电流、留振时间、加密段长度综合指标进行控制。以上三项指标在试制桩施工时通过试验确定。这里仅给出经验值；加密电流：100～160A；留振时间：大于20s；加密段长度：500mm；水压：0.1～0.5Mpa；加密过程中，电流超过振冲器额定电流时，宜暂停或减缓振冲器的贯入或填料速度。6、加碎石垫层桩顶碎石垫层一方面是用来调整桩和桩间土的应力和变形协调，发挥桩间土的承载力；另一方面可与桩体构成桩间土的排水通道，加速桩土的固结，提高桩间土的后期强度。碎石垫层厚度不小于30cm。

 

　　四、成桩质量检测根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）中关于振冲法质量检验要求，对振冲碎石桩加固地基的质量检测建议如下：

 

　　（一）桩位检测与验收

 

　　对施工的桩量、桩径、桩位偏差项目进行检测和验收的方案。量测桩的直径和桩中心线位置：要求桩径为0.8m，桩中心距2m，桩位允许偏差小于100mm。检查振冲施工各项施工记录，如有遗漏或不符合规定要求的桩或振冲点，应补做或采取有效的补救措施。

 

　　（二）碎石桩体密实度检测

 

　　对桩体密实度项目进行检测和验收的方案。对于碎石桩提检验可用重型动力触探进行随机检验，由于是随机检验，目前尚未建立贯入击数与碎石桩力学性质指标之间的对应关系，需积累实测资料，是该法不断完善。建议采用充盈系数控制桩体密实度，充盈系数可选择1.2-1.4。此法较容易控制桩体密实度。

 

　　（三）单桩承载力及变形模量检测

 

　　对单桩承载力及变形模量项目进行检测和验收方案。通过现场载荷试验确定，检验数量不应少于总桩数的0.5%，且每个单体工程不应少于3点。

 

　　详见中国水电顾问集团西北勘测设计研究院所提供的《振冲碎石桩施工技术要求》结束语根据现场监测的结果进行统计，监测点复合地基承载力特征值平均为140kPa，沉降量均小于20cm，满足设计要求。

 

　　参考文献：

 

　　【1】JGJ79-2002J220-2002，建筑地基处理技术规范[S]

 

　　【2】龚晓南.地基处理手册（第三版）[M]。北京：中国建筑工业出版社，2008.