国电陕西草山梁风电场工程勘察报告.docx
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国电陕西草山梁风电场工程勘察报告
1.前言
国电陕西草山梁49.5MW风电场工程项目岩土工程详勘工作,是我公司根据中国福霖风能工程有限公司提出的工程地质勘察任务书(附件)及平面图,受国电陕西风力发电有限公司委托,于2010年2~3月完成。
1.1拟建工程概况
风电场一期工程拟安装1500kW风力发电机组33台,装机容量为49.5MW,风电场同期建设110kV升压站1座。
建筑物按《湿陷性黄土地区建筑规范》划分,机组属乙类建筑。
升压站属丙类建筑。
按《岩土工程勘察规范》划分,岩土工程勘察等级为乙级。
1.2勘察目的
1)查明建筑场地及其附近有无影响场地稳定性的不良地质现象;
2)查明场地的地层结构、埋藏条件,提供出各层土主要物理力学性质指标及承载力标准值;
3)查明场地黄土的湿陷类型和地基的湿陷等级;
4)查明地下水类型、埋藏条件、评价水质对建筑材料腐蚀性;
5)对场地进行地震效应分析,提供抗震设计所需参数;
6)根据场地岩土工程条件,提出地基基础处理方案建议。
1.3勘察方案执行主要技术标准
1)《工程地质勘察任务委托书》;
2)《岩土工程勘察规范》2009年版(GB50021-2001);
3)《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004);
4)《风电场场址工程地质勘察技术规定》;
5)《电力工程物探技术规程》DL/T5159-2002;
6)《建筑抗震设计规范》2008年版(GB50011-2001);
7)《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002;
8)《电力工程地基处理技术规程》DL/T5024-2005。
9)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002);
10)《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)。
1.4勘察方法
勘察工作主要采用野外工程地质调查、钻探、井探、视电阻率测试及室内土工试验相结合的方法进行。
依据中国福霖风能工程有限公司提出的工程地质勘察任务书(附件)要求,33个机位每个机位布置1个勘探点,孔深40.0m;升压站4个角点布置4个勘探点,孔深25.0m。
其中先井后钻孔5个。
1.4.1钻探
钻探施工机具采用DPP100-4E型汽车钻机,φ130mm螺纹钻头开孔,φ110mm钻具终孔,采用螺纹钻头,回转钻进工艺。
1.4.2井探
探井井深为10.0m,人工垂直挖掘,开口直径为0.80m。
1.4.3岩土取样
钻孔不扰动土样采用φ120mm黄土薄壁取土器静压法采取,土试样质量等级为Ⅰ~Ⅱ级;取样间距1.50m~3.00m。
探井井壁人工刻取不扰动土试样,取样间距1.00m,土试样质量等级为Ⅰ级。
1.4.4视电阻率测试
为获得设计有关参数并评价土壤对建材的腐蚀性,按工程地质勘察任务书(附件)要求,对所有勘探点进行了视电阻率测试,测试深度为9.0m。
测试采用对称四级装置,测试仪器为DDC-6电子自动补偿(电阻率)仪。
1.4.5室内土工试验
除进行了常规土工试验项目外,还进行黄土湿陷性、直剪(固结快剪)等特殊试验项目。
试验采用仪器主要有WG-1A型固结仪和WI-1型直剪仪等。
液限采用76g圆锥仪测定。
1.4.6场地土腐蚀性分析
为评价场地土对建筑材料的腐蚀性,进行土易溶盐含量分析2件。
完成的勘察工作量汇总于表1.4。
勘察工作量一览表表1.4
序号
工作内容
单位
工作量
1
勘探点测放
点
37
2
钻探
m/孔
1420.0/37
3
探井
m/孔
50.0/5
4
标准贯入试验
次
208
5
视电阻率测试
点
37
6
取土试样
不扰动
件
264
7
土工
试验
常规项目(不扰动样)
件
264
黄土湿陷性试验
264
直剪(固结)试验
8
8
土易溶盐含量分析
件
2
1.5有关说明
1)勘探点位置、坐标及深度是设计院确定的。
2)勘探点高程是假定现场靖边塔基为100.00m,在现场用全站仪测得,为相对高程。
2.场地工程地质条件
2.1位置、地形及地貌
拟建场地位于陕西省榆林市靖边县梁镇西南部10km处的草山梁区域,场区地形开阔,局部分布有宽缓冲沟,地表植被主要为防护林和耕地。
东西约6.00km,南北约3.00km。
场地地形较起伏较大,地面相对标高介于55.12~148.03m。
地貌单元属荒漠草原边缘的黄土梁峁地带。
2.2地层
勘探深度内,场地地层由第四系全新统植物层(
)和第四系上更新统风积(
)黄土组成。
各层土的野外特征、赋存条件列于表2.2。
地层表表2.2
地层
编号
地质年
代及成因
岩性描述
层厚
(m)
层底深度
(m)
层底相对标高
(m)
①
植物层
0.30
54.82~147.73
54.82~147.73
②
黄土:
褐黄色,土质为粉土。
上部见粉砂薄层。
稍湿,松散
3.50~5.20
3.80~5.50
49.92~144.23
③
黄土:
褐黄色,土质为粉土。
见少量钙质条纹。
稍湿,稍密
9.90~11.70
14.60~16.80
40.02~133.43
④
黄土:
黄色,土质为粉土。
见少量钙质条纹及斑点。
稍湿,中密
7.80~9.40
23.00~25.10
30.82~124.53
⑤
黄土:
褐黄色,土质为粉土。
见钙质条纹。
稍湿,密实
5.00~9.40
29.50~33.60
22.52~117.83
黄土:
褐黄色,土质为粉土。
见钙质条纹及斑点。
稍湿,密实
最大揭露厚度10.50m未穿透
上述各层土的埋藏条件及成层规律详见附录№5~45。
2.3地下水
勘察期间,各勘探点勘察深度内均未见地下水。
可不考虑其对建筑物基础的影响。
2.4不良地质作用
现场调查表明,场地内未见沙丘、滑坡、泥石流等不良地质作用,适宜建设风力电场。
3.地基土的工程特性分析与评价
3.1地基土物理力学性质指标
据室内土工试验成果报告(详见附录№46~56)和标准贯入试验结果,经数理统计后得各层地基土的主要物理力学性质指标统计值列于表3.1-1~3.1-3。
直剪(固结快剪)试验成果统计表3.1-2
统计指标
地层编号
统计值
修正系数及标准值
建
议
值
n
范围植
φm
σf
δ
修正系数
标准值
层
粘聚力C(kPa)
8
29~35
32.0
2.138
0.067
0.955
30.6
30
内摩擦角φ(°)
8
19.3~23.2
20.9
1.197
0.057
0.961
20.1
20
备注
n---频数;φm---平均值;σf---标准差;δ---变异系数
标准贯入试验锤击数N成果统计表3.1-3
统计指标
地层及编号
实测锤击数(击)
n
范围植
φm
σf
δ
层黄土
35
5.0~9.0
7.3
1.278
0.175
层黄土
54
10.0~16.0
12.4
1.497
0.121
层黄土
45
16.0~30.0
21.5
3.573
0.166
层黄土
32
30.0~39.0
34.2
2.537
0.074
层黄土
42
32.0~53.0
44.1
4.846
0.110
3.2地基土工程特性评价
由表3.1统计结果可知:
②层黄土
:
=0.39MPa-1,δs2.0=0.015~0.071,
=7.3击,中压缩性,具湿陷性,松散状态。
③层黄土
:
=0.34MPa-1,δs2.0=0.004~0.077,
=12.4击,中压缩性,具湿陷性,稍密状态。
④层黄土:
=0.35MPa-1,δs2.0=0.012~0.054,
=21.5击,中压缩性,局部具湿陷性,中密状态。
⑤层黄土
:
=0.31MPa-1,δs2.0=0.009~0.048,
=34.2击,中压缩性,具湿陷性,密实状态。
层黄土:
=0.17MPa-1,
=44.1击,中压缩性,密实状态。
3.3黄土湿陷性评价
据室内土工试验结果(附录№46~56),
层及以上土试样的湿陷系数δs2.0≥0.015,自重湿陷系数δzs≥0.015,具湿陷性。
按《GB50025-2004》规范第4.4.4条、第4.4.5条规定计算了自重湿陷量的计算值Δzs和湿陷量的计算值Δs,计算结果分别列于附表1和附表2。
自重湿陷量计算值计算时从天然地面起算,湿陷量计算值计算时基站从地面下4.00m起算,升压站从地面下1.50m起算。
从附表1自重湿陷量计算值Δzs计算结果看,多为自重湿陷性,结合区域资料综合判定:
场地为自重湿陷性黄土场地。
按附表2湿陷量计算值Δs=200.2~738.8mm,本场地地基湿陷等级多为
级(中等),仅B4号点处为
级(严重)。
3.4地基土承载力特征值
据室内土工试验成果,结合当地建筑经验,综合确定的各层地基土承载力特征值列于表3.4。
地基土承载力特征值fak表3.4
地层
②
③
④
⑤
fak(kPa)
170
170
180
190
200
3.5场地土对建材腐蚀性评价
按《GB50021-2001》附录G划分,场地环境类别为
类。
据土易溶盐含量分析报告(详见附录№57~59),按《GB50021-2001》规范表12.2.2、12.2.4判定,场地土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。
据视电阻率测试报告(详见附录№60~98),按《GB50021-2001》规范表12.2.5判定,场地土对钢结构具微腐蚀性。
4.场地地震效应
4.1建筑场地类别
根据场地土特性和地形地貌,按《GB50011-2001》规范划分拟建场地为对建筑抗震有利地段。
根据有关资料,场地的等效剪切波速vse=140~250m/s,且场地覆盖层厚度大于50m。
按《GB50011-2001》规范表4.1.6划分建筑场地类别为
类。
4.2地震动参数
按《GB50011-2001》规范附录A规定,定边县抗震设防烈度为6度;设计基本地震加速度值为0.05g,定边县属于第一组,按上述等效剪切波速和覆盖层厚度,按《GB50011-2001》规范表5.1.4-2查得特征周期值为0.45s。
4.3地震液化
地表下20.00m深度范围内地下水,可不考虑地震液化问题。
5.地基基础方案建议
拟建场地属自重湿陷性黄土场地,地基湿陷等级为Ⅱ(中等)。
基础持力层为
层或
层黄土,按《GB50025-2004》规范6.1.1条规定,乙、丙类建筑均应消除地基的部分湿陷量,故天然地基方案不成立。
根据场地岩土工程特性、建(构)筑物主要设计参数及周边环境条件,经多种技术方案论证、比较,借鉴建筑场地附近已有建筑经验,建议采用桩基础。
本场地水位较深且地区降水量很小,地层为大厚度湿陷性粉土,风力发电机组偏心荷载较大。
在保证防水前提下,为保证建(构)筑物安全,应重点考虑建(构)筑物的偏心荷载。
因此,施工可采用混凝土灌注桩处理地基。
桩端持力层可选择
层、
层及
层,桩端应进入持力层深度不小于一倍桩径。
桩长可根据柱状图地层深度确定,桩基设计所需参数列于表5。
钻孔灌注桩估算参数表5
地层编号
指标
②层
黄土
③层
黄土
④层
黄土
⑤层
黄土
⑥层
黄土
桩的极限侧阻力标准值
(kPa)
25
30
50
70
80
桩的极限端阻力标准值
(kPa)
1200
1700
2000
注:
表中数据为干作业钻孔或挖孔成桩的值,泥浆护壁成孔不适宜本场地。
施工前均应进行试桩工作,以此确定设计及施工参数。
工程桩施工结束后,应按有关规定进行桩基质量检测工作。
6.基坑开挖
本场地基坑开挖最大深度约为4.00m左右,坑壁主要由②层黄土和③层黄土组成。
基坑开挖需放坡或支护。
根据场地工程地质条件,应放坡开挖,坡比可采用1:
0.75。
当采用土钉墙或其它方案进行支护时,设计所需参数可采用如下的建议值:
②层黄土状土:
C=30kPa,φ=20°,γ=14.0kN/m3;
层黄土:
C=32kPa,φ=22°,γ=14.1kN/m3。
基坑开挖时应注意以下问题:
1)为了保证地基土原状结构不受破坏,基坑开挖应在基底面以上预留一定厚度土层,采用人工进行清理,以防止土的扰动和承载力降低。
2)基坑开挖出来的土不应堆放在基坑边,应及时外运或远离堆放,以保证边坡的稳定性。
3)土方开挖后,应及时进行地下结构施工,防止水浸和暴露。
7.结论及建议
1)拟建场地未发现不良地质作用,适宜建筑。
2)各层地基土承载力特征值见表3.4。
3)拟建场地属自重湿陷性黄土场地,地基湿陷等级为Ⅱ级(中等)。
4)勘察期间,各勘探点勘察深度内均未见地下水。
可不考虑其对建筑物基础的影响。
5)场地土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋及钢结构均具微腐蚀性。
6)拟建场地建筑场地类别为
类;场地可不考虑地震液化问题。
7)地基处理建议采用桩基础,详见正文5。
8)基坑开挖详见正文6。
9)根据《GB50007-2002》规范附录F,靖边县标准冻结深度小于0.8m。
10)建议施工时进行普探工作,对发现的各类墓、穴、坑、井、洞等均应按有关规定妥善处理。
文字部分
附件:
工程地质勘察任务书
附表1:
自重湿陷量计算表
附表2:
湿陷量计算表
图表部分
序号
图表名称
张数
附录№
1
勘探点主要数据一览表
2
1~2
2
勘探点平面布置图
2
3~4
3
工程地质剖面图
4
5~8
4
工程地质柱状图
37
9~45
5
土工试验成果报告
11
46~56
6
土易溶盐含量分析报告
3
57~59
7
视电阻率测试报告
39
60~98
国电陕西草山梁
49.5MW风电场工程项目
岩土工程勘察报告书
(详勘阶段)
经理:
总工程师:
审定:
审核:
工程技术负责:
西北水利水电工程有限责任工程公司
二零一零年三月
- 配套讲稿:
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- 陕西 草山 电场 工程 勘察 报告