本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告年 3 月 31 日學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 專業(yè) 地質(zhì)工程題目名稱 江蘇東臺(tái)風(fēng)電場(chǎng) 220kV 變電站樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)課題來(lái)源 中國(guó)水電工程顧問(wèn)集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)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(lái)承擔(dān)。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)?；A(chǔ)工程包括建筑物的地基與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)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(qiáng)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(diǎn)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(jì)要求的地基稱為天然地基。如果天然地層土質(zhì)過(guò)于軟弱或存在不良工程地質(zhì)問(wèn)題，需要經(jīng)過(guò)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(jiǎn)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(shí)稱為深基礎(chǔ)。基礎(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(jì)和施工中有些問(wèn)題需要作為深基礎(chǔ)考慮。當(dāng)需設(shè)置深基礎(chǔ)時(shí)常采用樁基礎(chǔ)或沉井基礎(chǔ)，而我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)用最多的深基礎(chǔ)是樁基礎(chǔ)。目前我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)建筑物基礎(chǔ)大多采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁工程實(shí)踐表明：建筑物地基與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量的優(yōu)劣，對(duì)整個(gè)建筑物的質(zhì)量和正常使用起著根本的作用?；A(chǔ)工程是隱蔽工程，如有缺陷，較難發(fā)現(xiàn)，也較難彌補(bǔ)和修復(fù)，而這些缺陷往往直接影響整個(gè)建筑物的使用甚至安全?；A(chǔ)工程的進(jìn)度，經(jīng)?？刂普麄€(gè)建筑物的施工進(jìn)度?；A(chǔ)工程的造價(jià)，通常在整個(gè)建筑物造價(jià)中占相當(dāng)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(duì)基礎(chǔ)工程必須做到精心勘查、精心設(shè)計(jì)、精心施工。課題的研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)基礎(chǔ)工程與其他技術(shù)學(xué)科一樣，是人類在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中不斷發(fā)展起來(lái)的，在世界各文明古國(guó)數(shù)千年前的建筑活動(dòng)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(dāng)時(shí)受社會(huì)生產(chǎn)力和技術(shù)條件的限制，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)發(fā)展很緩慢，僅停留在經(jīng)驗(yàn)積累的感性認(rèn)識(shí)階段。國(guó)外在 18 世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革命以后，城建、水利、道路建筑規(guī)模的擴(kuò)大促使人們對(duì)基礎(chǔ)工程的重視與研究，對(duì)有關(guān)問(wèn)題開(kāi)始尋求理論上的解答。此階段在作為本學(xué)科的理論基礎(chǔ)的土力學(xué)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(jì)中葉利用氣壓沉箱法修建深水基礎(chǔ)。本世紀(jì) 20 年代，基礎(chǔ)工程有比較系統(tǒng)、比較完整的專著問(wèn)世，1936年召開(kāi)第一屆國(guó)際土力學(xué)與基礎(chǔ)工程會(huì)議后，土力學(xué)與基礎(chǔ)工程作為一門獨(dú)立的學(xué)科取得不斷的發(fā)展。本世紀(jì) 50 年代起，現(xiàn)代科學(xué)新成就的滲入，使基礎(chǔ)工程技術(shù)與理論得到更進(jìn)一步的發(fā)展與充實(shí)，成為一門較成熟的獨(dú)立的現(xiàn)代學(xué)科。國(guó)內(nèi)外近年來(lái)基礎(chǔ)工程科學(xué)技術(shù)發(fā)展較快，一些國(guó)家采用了概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。將高強(qiáng)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(dá) 6m，沉井直徑達(dá) 80m（水深 60m）并以大口徑磨削機(jī)對(duì)基巖進(jìn)行處理，在水深流速較大處采用水上自升式平臺(tái)進(jìn)行沉樁（管柱）施工等。在世界各國(guó)的深基礎(chǔ)工程中，樁基礎(chǔ)工程是當(dāng)今工程領(lǐng)域的一大技術(shù)熱點(diǎn)，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(jī)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(fēng)電場(chǎng)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(lái)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(dòng)復(fù)合工藝成型，而且每節(jié)長(zhǎng)約 4~5m，壁厚 12~15cm。而且在管壁中間預(yù)留有 15~25 個(gè)130mm 左右的小孔。使用時(shí)通過(guò)這些預(yù)留孔用高強(qiáng)鋼絞線將各段管連接起來(lái)，并在其張拉過(guò)程中再對(duì)這些孔道高壓注漿，使之形成一長(zhǎng)樁，樁長(zhǎng)可達(dá)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(zhǎng) 8~15m主要內(nèi)容江蘇東臺(tái)風(fēng)電場(chǎng) 220kV 變電站站址位于擬建風(fēng)電場(chǎng)中間段 2＃、3＃及25＃、26＃風(fēng)機(jī)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(tái) 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(tái)風(fēng)電場(chǎng) 220kV 變電站樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，其主要內(nèi)容包括：①明確場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件；②根據(jù)規(guī)范正確評(píng)價(jià)巖土物理力學(xué)性質(zhì)；③提出土、巖力學(xué)參數(shù)建議值；④正確的認(rèn)識(shí)風(fēng)電場(chǎng)樁基的工程地質(zhì)條件并對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)；⑤對(duì)風(fēng)電場(chǎng)樁基礎(chǔ)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。論文的結(jié)構(gòu)如下:1.前言2. 工程概況2.1 工程簡(jiǎn)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(jí)劃分2.2.1 安全等級(jí)2.2.2 場(chǎng)地等級(jí)2.2.3 地基等級(jí)2.2.4 勘察等級(jí)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(chǎng)地地基土的物理力學(xué)性質(zhì)3.3 水文地質(zhì)條件與水的腐蝕性評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)4 場(chǎng)地巖土工程評(píng)價(jià)與樁基條件分析4.1 場(chǎng)地類別及抗震地段劃分4.1.1 場(chǎng)地類別劃分4.1.2 抗震地段劃分4.2 本場(chǎng)地飽和砂土液化類別4.3 天然地基評(píng)價(jià)4.3.1 場(chǎng)地穩(wěn)定性及適宜性評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)4.4 樁基條件分析評(píng)價(jià)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(jì)5.1 混凝土預(yù)應(yīng)力管樁簡(jiǎn)介5.1.1 管樁的優(yōu)點(diǎn)5.1.2 管樁的缺點(diǎn)及局限5.2 混凝土預(yù)應(yīng)力管樁的設(shè)計(jì)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(jì)5.3 四樁承臺(tái)的設(shè)計(jì)驗(yàn)算5.3.1 抗剪計(jì)算5.3.2 沖切計(jì)算5.3.3 抗彎計(jì)算5.4 六樁承臺(tái)的設(shè)計(jì)驗(yàn)算5.4.1 抗剪計(jì)算5.4.2 沖切計(jì)算5.4.3 抗彎計(jì)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(tái)風(fēng)電場(chǎng) 220kV 變電站場(chǎng)地勘察和樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問(wèn)題 ,具體方法如下：1、查明東臺(tái)風(fēng)電場(chǎng) 220kV 變電站場(chǎng)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(chǎng)地的實(shí)際情況和變電站的布置形式,進(jìn)行定點(diǎn)勘測(cè)。3、得出巖土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)值,提出、土、巖力學(xué)參數(shù)建議值,并對(duì)東臺(tái)風(fēng)電場(chǎng) 220kV 變電站場(chǎng)地樁基的工程地質(zhì)條件分析與評(píng)價(jià)。4、地震效應(yīng)和天然地基的分析評(píng)價(jià)。5、本工程的樁基礎(chǔ)采用的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，對(duì)樁的設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)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(yàn)算、樁的沉降驗(yàn)算、承臺(tái)驗(yàn)算等。預(yù)期的成果及形式文字部分1、畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告 （1 份）2、畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 （1 份）3、畢業(yè)設(shè)計(jì)正文 （1 份）4、外文翻譯 （1 份）圖件部分1、江蘇東臺(tái)風(fēng)電場(chǎng) 220kV 變電站勘探點(diǎn)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(shí)間安排1—4 周 野外實(shí)習(xí)、收集資料，初步確定論文題目的范圍。5—8 周 進(jìn)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(shí)習(xí)報(bào)告和開(kāi)題報(bào)告。9—12 周 開(kāi)始撰寫論文。完成論文的初稿，交導(dǎo)師審查批閱，聽(tīng)取導(dǎo)師意見(jiàn)。12—14 周 論文修改及定稿；準(zhǔn)備答辯。指導(dǎo)教師意見(jiàn)簽 名：年 月 日備注