畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)第 頁(yè)220kV 變電站樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)摘 要變電站上部結(jié)構(gòu)為變電室和生產(chǎn)樓等結(jié)構(gòu)，而下部結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，包括天然地基基礎(chǔ)和樁基礎(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。為了保證風(fēng)電場(chǎng)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)。本文以江蘇東臺(tái)風(fēng)電場(chǎng) 220kV 變電站基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為例，依據(jù)中國(guó)水電工程顧問(wèn)集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院提供的勘查報(bào)告，深入了解了工程建筑區(qū)的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、巖土力學(xué)性質(zhì)和物理地質(zhì)現(xiàn)象等工程地質(zhì)條件，對(duì)擬建工程場(chǎng)區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并提出巖土力學(xué)指標(biāo)的建議值和該變電站樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。首先根據(jù)工程地質(zhì)條件、巖土力學(xué)指標(biāo)建議值和上部結(jié)構(gòu)形式及上部結(jié)構(gòu)重量，選取了樁基礎(chǔ)形式——混凝土預(yù)應(yīng)力管樁。在對(duì)天然地基的評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了成樁分析。根據(jù)混凝土預(yù)應(yīng)力管樁的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合場(chǎng)地地層條件，初步選取樁徑，試算出樁長(zhǎng)，并進(jìn)行樁的設(shè)計(jì)計(jì)算：?jiǎn)螛冻休d力和樁的沉降計(jì)算，最后從抗剪、沖切和抗彎等三方面對(duì)承臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)驗(yàn)算。關(guān)鍵詞: 變電站；地基；預(yù)應(yīng)力管樁；沉降；承臺(tái) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)第 I 頁(yè)AbstractThe superstructure for the Substation is buildings for producing electriction, and its substructure is foundation which include natural foundation and the pile foundation. Infrastructure projects s include the design and construction for the foundation of the building. In order to ensure the normal use and security for the Substation, foundations must have adequate strength and stability, deformation should also be in allowing scope. According to the formation,s change, the upper structure, the load characteristics and the construction skills, using different types of foundations .This paper is mainly about 220 kV substation foundation design as an example, based on China's hydropower engineering consultancy group of East China Survey and Design Institute of the investigation reports, in-depth understanding the engineering geological conditions of the engineering geological sites such as architectural landscape, geological structure hydrogeology conditions, the physical and mechanical properties of the soil and the physical phenomena. Evaluates the proposed project sites, renders the proposed indicators of the rock mechanics and selection and the pile foundation design. .First according to geological conditions, rock mechanics and the upper structure of the proposed form and structure of the upper weight, select a pile foundation forms - Prestressed Concrete Piles.On the basis of the evaluation of the natural foundation , analysis of the pile. According to the advantages and disadvantages of the Prestressed Concrete Piles, the formation conditions of venues, select the initial pile diameter and try to work out a length of the pile, and do design for piles and do the calculation: piles and pile bearing capacity of the settlement terms, the last from the shear, punching and Bending, and other constituents for the cap of buildings to face the design checking.Key Words : Substation；Foundation ；Prestressed Concrete Piles； Settlement；Cap of buildings畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)第 II 頁(yè)目錄1 前言 12 工程概況 22.1 工程簡(jiǎn)介及勘察任務(wù) 22.1.1 工程概述 .22.1.2 勘察目的任務(wù) .22.1.3 工作依據(jù) .22.2 勘察等級(jí)劃分 32.2.1 安全等級(jí) .32.2.2 場(chǎng)地等級(jí) .32.2.3 地基等級(jí) .42.2.4 勘察等級(jí) .52.3 勘探孔的布置 52.3.1 勘探孔布置情況 .52.3.2 勘察手段和完成工作量 .63 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件 83.1 工程地質(zhì)條件 83.1.1 區(qū)域地質(zhì)與地形地貌 .83.1.2 地基土的構(gòu)成與特征 .83.2 場(chǎng)地地基土的物理力學(xué)性質(zhì) 93.3 水文地質(zhì)條件與水的腐蝕性評(píng)價(jià) .103.3.1 水文地質(zhì) 103.3.2 水質(zhì)分析 113.3.3 水的腐蝕性分析評(píng)價(jià) 114 場(chǎng)地巖土工程評(píng)價(jià)與樁基條件分析 .134.1 場(chǎng)地類別及抗震地段劃分 .134.1.1 場(chǎng)地類別劃分 134.1.2 抗震地段劃分 134.2 本場(chǎng)地飽和砂土液化類別134.3 天然地基評(píng)價(jià) .154.3.1 場(chǎng)地穩(wěn)定性及適宜性評(píng)價(jià) 154.3.2 建筑結(jié)構(gòu)荷載及基底壓力估算 154.3.3 持力層選擇 164.3.4 天然地基承載力評(píng)價(jià) 174.4 樁基條件分析評(píng)價(jià) .18畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)第 III 頁(yè)4.4.1 樁持力層與樁型選擇 184.4.2 成樁可能性分析 194.4.3 樁基沉降分析 195 混凝土預(yù)應(yīng)力管樁設(shè)計(jì) .205.1 混凝土預(yù)應(yīng)力管樁簡(jiǎn)介 .205.1.1 管樁的優(yōu)點(diǎn) 205.1.2 管樁的缺點(diǎn)及局限 205.2 混凝土預(yù)應(yīng)力管樁的設(shè)計(jì) .215.2.1 持力層選擇 215.2.2 混凝土預(yù)應(yīng)力管樁的設(shè)計(jì) 225.3 四樁承臺(tái)的設(shè)計(jì)驗(yàn)算 .285.3.1 抗剪計(jì)算 285.3.2 沖切計(jì)算 295.3.3 抗彎計(jì)算 305.4 六樁承臺(tái)的設(shè)計(jì)驗(yàn)算 .325.4.1 抗剪計(jì)算 325.4.2 沖切計(jì)算 335.4.3 抗彎計(jì)算 356 結(jié)論與建議 .37結(jié)束語(yǔ) 38參考文獻(xiàn) 39附 圖：1. 江蘇東臺(tái)風(fēng)電場(chǎng) 220kV 變電站勘探點(diǎn)平面位置圖（ 1：150）2. 工程地質(zhì)剖面圖（1—1’ ）3. 鉆孔柱狀圖（ZK137～ZK138 及 J138）畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 0 頁(yè)1 前言在世界各國(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本論文介紹了江蘇東臺(tái)風(fēng)電場(chǎng) 220kV 變電站站巖土工程勘察項(xiàng)目，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） 。本論文主要對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁樁基礎(chǔ)進(jìn)行了評(píng)價(jià)和計(jì)算。本設(shè)計(jì)的第 2 部分主要介紹了一下工程概況、巖土工程勘察等級(jí)、勘察的依據(jù)和方法以及勘察的工作量統(tǒng)計(jì)等；第 3 部分介紹了一下建筑場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件；第 4 部分對(duì)場(chǎng)地地震效應(yīng)和樁基條件作了分析和評(píng)價(jià)；第 5 部分預(yù)應(yīng)力管樁做了初步設(shè)計(jì)；后幾部分提出結(jié)論與建議和參考文獻(xiàn)以及附表，并附上相關(guān)圖件。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 1 頁(yè)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） 。2.1.2 勘察目的任務(wù)根據(jù)甲方要求，結(jié)合擬建建筑物特征，確定本次勘察的目的任務(wù)如下：1）查明場(chǎng)地的巖性、時(shí)代、成因及空間分布特征，提供設(shè)計(jì)所需的各層土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，并對(duì)基礎(chǔ)影響深度內(nèi)地層承載力和變形特征進(jìn)行評(píng)價(jià)。2）查明工程場(chǎng)地不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、類型、分布范圍及其對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性的影響，預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)，并提出防治措施及有關(guān)技術(shù)參數(shù)。3）查明地下水的埋藏條件，含水層的類型等，評(píng)價(jià)地下水對(duì)地基設(shè)計(jì)施工的影響及對(duì)混凝土的腐蝕性。4）查明有無(wú)液化土層，并對(duì)場(chǎng)地液化可能性做出評(píng)價(jià)。5）判定場(chǎng)地土的類型及建筑場(chǎng)地類別，提供有關(guān)抗震設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)，對(duì)其地震效應(yīng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。6）對(duì)擬建場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件作出評(píng)價(jià)，并結(jié)合地基土的性狀特征，評(píng)價(jià)建筑場(chǎng)地的穩(wěn)定性和適宜性，評(píng)價(jià)樁基持力層及樁型、估算單樁豎向承載力特征值、判斷沉樁可能性、判別飽和砂土液化勢(shì)及液化等級(jí)、評(píng)定場(chǎng)區(qū)地表水、地下水對(duì)建筑材料的腐蝕性，為該工程施工圖設(shè)計(jì)提供工程地質(zhì)資料。7）提出影響工程施工的不利地質(zhì)因素，并對(duì)工程設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)注意的問(wèn)題提出建議，要求提交巖土工程勘察報(bào)告。2.1.3 工作依據(jù)本次勘察及報(bào)告編寫工作依據(jù)的規(guī)范有：畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 2 頁(yè)(1) 華東勘察設(shè)計(jì)研究院下達(dá)勘察任務(wù)書；(2) 江蘇東臺(tái)風(fēng)電場(chǎng)技施階段工程地質(zhì)勘察大綱（2006 年 5 月） ；(3) 《中華人民共和國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》 ；(4) 國(guó)標(biāo)《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001；(5) 國(guó)標(biāo)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002 ；(6) 國(guó)標(biāo)《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50123-1999；(7) 國(guó)標(biāo)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001；(8) 國(guó)標(biāo)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002 ；(9) 行標(biāo)《變電所巖土工程勘測(cè)技術(shù)規(guī)程》DL/T5170—2002；(10) 行標(biāo)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-94；(11) 行標(biāo)《建筑工程地質(zhì)鉆探技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ87-92；(12) 行標(biāo)《原狀土取樣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ89-92；(13)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》 （GB18306-2001） ；(14) 中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《靜力觸探技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》CECS：04:88；(15) 《江蘇東臺(tái)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng) 200MW 風(fēng)電項(xiàng)目工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)工作報(bào)告Ⅱ》（江蘇省地震工程研究院 2005 年 12 月） ；(16) 《江蘇東臺(tái)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng) 200 兆瓦風(fēng)電特許權(quán)項(xiàng)目地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估報(bào)告》 （江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院 2005 年 11 月） ；(17) 《江蘇東臺(tái)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)工程地質(zhì)勘察報(bào)告（可研階段） 》 （華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院2005 年 5 月） 。2.2 勘察等級(jí)劃分2.2.1 安全等級(jí)根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》3.1.1 規(guī)定，工程的規(guī)模和特征，以及由于巖土工程問(wèn)題造成工程破壞或影響正常使用的后果，可以分為三個(gè)工程重要性等級(jí)：1）一級(jí)工程：重要工程，后果很嚴(yán)重。2）二級(jí)工程：一般工程，后果嚴(yán)重。3）三級(jí)工程：次要工程，后果不嚴(yán)重。2.2.2 場(chǎng)地等級(jí)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 3 頁(yè)根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》3.1.2 規(guī)定，場(chǎng)地的復(fù)雜程度，可按下列規(guī)定分為三個(gè)場(chǎng)地等級(jí)：1）符合下列條件之一者為一級(jí)場(chǎng)地：（1）對(duì)建筑抗震危險(xiǎn)的地段；（2）不良地質(zhì)作用強(qiáng)烈發(fā)育；（3）地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到強(qiáng)烈破壞；（4）地形地貌復(fù)雜；（5）有影響工程的多層地下水、巖溶裂隙水或其他水文地質(zhì)條件復(fù)雜，需專門究的場(chǎng)地。2）符合下列條件之一者為二級(jí)場(chǎng)地：（1）對(duì)建筑抗震不利的地段；（2）不良地質(zhì)作用一般發(fā)育；（3）地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到一般破壞；（4）地形地貌較復(fù)雜；（5）基礎(chǔ)位于地下水位以下的場(chǎng)地。3）符合下列條件者為三級(jí)場(chǎng)地：（1）抗震烈度等于或小于 6 度，或?qū)ㄖ拐鹩欣牡囟?；?）不良地質(zhì)作用不發(fā)育；（3）地質(zhì)環(huán)境基本未受破壞；（4）地形地貌簡(jiǎn)單；（5）地下水對(duì)工程無(wú)影響。2.2.3 地基等級(jí)根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》3.1.3 規(guī)定，地基的復(fù)雜程度，可按下列規(guī)定分為三個(gè)地基等級(jí)：1）符合下列條件之一者為一級(jí)地基：（1）巖土種類多，很不均勻，性質(zhì)變化較大，需特殊處理；（2）嚴(yán)重濕陷、膨脹、鹽漬、污染的特殊性巖土，以及其他情況復(fù)雜，需作專門處理的巖土。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 4 頁(yè)2）符合下列條件之一者為二級(jí)地基：（1）巖土種類較多，不均勻，性質(zhì)變化較大；（2）除本條第一款規(guī)定以外的特殊性巖土。3）符合下列條件者為三級(jí)地基：（1）巖土種類單一，均勻，性質(zhì)變化不大；（2）無(wú)特殊性巖土。2.2.4 勘察等級(jí)根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》3.1.4 規(guī)定，工程重要性等級(jí)、場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)和地基復(fù)雜程度等級(jí)，可按下列條件劃分巖土工程勘察等級(jí)。甲級(jí)：在工程重要性、場(chǎng)地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級(jí)中，有一項(xiàng)或多項(xiàng)為一級(jí)；乙級(jí)：除勘察等級(jí)為甲級(jí)和丙級(jí)以外的勘察項(xiàng)目；丙級(jí)：工程重要性、場(chǎng)地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級(jí)均為三級(jí)。由以上規(guī)范結(jié)合該建筑的實(shí)際情況可得：本工程工程重要性等級(jí)為二級(jí)，地基等級(jí)為二級(jí)（中等復(fù)雜地基） ，場(chǎng)地等級(jí)應(yīng)為二級(jí)（復(fù)雜場(chǎng)地） ，巖土工程勘察等級(jí)劃分為乙級(jí)。2.3 勘探孔的布置2.3.1 勘探孔布置情況根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》(ＧB50021-2001)關(guān)于房屋建筑和構(gòu)筑物的詳細(xì)勘察布孔規(guī)定，勘探孔的布置應(yīng)滿足以下規(guī)定：1）乙級(jí)勘察勘探點(diǎn)的間距為 15~30m；2）詳細(xì)勘察的單棟高層建筑勘探點(diǎn)的布置，應(yīng)滿足均勻性評(píng)價(jià)的要求，且不應(yīng)少于4 個(gè)；對(duì)密集的高層建筑群，勘探點(diǎn)可適當(dāng)?shù)臏p少，但每棟建筑物至少應(yīng)有一個(gè)控制性勘探點(diǎn)；3）勘探孔深度應(yīng)能控制地基主要受力層，當(dāng)基礎(chǔ)底面寬度不大于 5m 時(shí)，勘探孔的深度對(duì)條形地基不應(yīng)小于基礎(chǔ)底面寬度的 3 倍，對(duì)單獨(dú)樁基不應(yīng)小于 1.5 倍，且不應(yīng)小于5m；4）對(duì)高層建筑和需做變形計(jì)算的地畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 5 頁(yè)基，控制性勘探孔的深度應(yīng)不超過(guò)地基變形計(jì)算深度；高層建筑的一般性勘探孔應(yīng)達(dá)到基礎(chǔ)底下 0.5~1.0 倍的基礎(chǔ)寬度，并深入穩(wěn)定分布的地層；5）當(dāng)有大面積地面堆載或軟弱下臥層時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加深控制性勘探孔的深度。根據(jù)主要建構(gòu)筑物輪廓及附屬設(shè)施位置布置勘探孔，主要建筑物上一般孔間距10～20m，共布置鉆孔 9 個(gè)（編號(hào) ZK135、ZK137 ～ZK144） ，孔深 21.65~51.20m，靜探孔 17 個(gè)（編號(hào) J136、J138~J153 ） ，孔深 17.00～44.20m。 根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》 （ＧB50021-2001）4.1.20 規(guī)定，詳細(xì)勘察采取土試樣和進(jìn)行原位測(cè)試應(yīng)符合下列要求：采取土試樣和進(jìn)行原位測(cè)試的勘探點(diǎn)數(shù)量，應(yīng)根據(jù)地層結(jié)構(gòu)、地基土的均勻性和設(shè)計(jì)要求確定，對(duì)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的建筑物每棟不少于 3 個(gè)；1）每個(gè)場(chǎng)地每一主要土層的原狀土試樣或原位測(cè)試數(shù)據(jù)不應(yīng)少于 6 件；2）在地基主要受力層內(nèi)，對(duì)厚度大于 0.5m 的夾層或透鏡體，應(yīng)采取土試樣或進(jìn)行原位測(cè)試；3）當(dāng)土層性質(zhì)不均勻時(shí)，應(yīng)增加取土數(shù)量或原位測(cè)試工作量。2.3.2 勘察手段和完成工作量勘察工作主要采用鉆探、現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn)相結(jié)合的方法。鉆探選用XY－100 型和 XY－200 各一臺(tái)鉆機(jī)，采用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土配制泥漿護(hù)壁、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，全斷面取芯的鉆進(jìn)工藝。采取原狀土樣，進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)，并在鉆孔中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)。本次勘察按技施精度進(jìn)行，以鉆探、標(biāo)貫、靜力觸探和室內(nèi)試驗(yàn)為主，靜力觸探試驗(yàn)采用 15T 雙橋靜力觸探儀，便攜式微機(jī)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理。為了保證取水樣的質(zhì)量，在場(chǎng)內(nèi)挖深約 3m 取水坑采取地下水。野外勘探作業(yè)自 2006 年 5 月 15 日開(kāi)始，于 5月 22 日結(jié)束，歷時(shí) 8 天，完成的勘察工作量見(jiàn)表 2-1。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 6 頁(yè)表 2-1 勘察工作量表項(xiàng) 目 單 位 工 作 量測(cè)量（勘探點(diǎn)定位與復(fù)測(cè)） 組日 2鉆 探 機(jī) 鉆 孔 m/孔 280.55/9標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 段次 161靜力觸探 m/孔 452.70/17波速測(cè)試 m/孔 50/1原位測(cè)試電阻率測(cè)試 m/條 580/3原 狀 土 樣 組 110擾動(dòng)土樣 組 80野外勘探取 樣地 下 水 樣 組 1室內(nèi)常規(guī)土工試驗(yàn) 組 110顆粒分析 組 188室內(nèi)試驗(yàn)水質(zhì)簡(jiǎn)分析 組 1勘探點(diǎn)坐標(biāo)引測(cè)于導(dǎo)線點(diǎn) K1（X= 3632476.350 ， Y= 583939.699 ，H= 4.39 m） 、K2（X=3632513.472 ， Y=583959.550 ，H=4.20m） ?？碧近c(diǎn)坐標(biāo)采用的是北京坐標(biāo)系，高程采用國(guó)家 1985 年高程基準(zhǔn)。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 7 頁(yè)3 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件3.1 工程地質(zhì)條件3.1.1 區(qū)域地質(zhì)與地形地貌擬建風(fēng)電場(chǎng)變電站站址屬揚(yáng)子斷塊區(qū)的下?lián)P子斷塊。本工程區(qū)位于下?lián)P子斷塊內(nèi)。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，共涉及到 19 條主要斷裂，斷裂走向可分為北東向、北西向和近東西向 3 組。影響工程場(chǎng)地的主要區(qū)域性活動(dòng)斷裂有蘇北濱海斷裂和栟茶河斷裂。近場(chǎng)區(qū)主要斷裂有 5 條：陳家堡—小海斷裂、大橋—東臺(tái)林場(chǎng)斷裂、大泗莊—鄧莊斷裂、栟茶河斷裂和蘇北濱海斷裂，其中對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性影響較大的主要活動(dòng)斷裂有蘇北濱海斷裂和栟茶河斷裂。變電站址位于東臺(tái)市東南約 70km 弶港鎮(zhèn)濱海地區(qū)，屬黃海潮間帶灘涂地貌單元。場(chǎng)區(qū)地形較平坦，略有起伏，地面高程 4.17～4.50m，局部野生植物叢生。場(chǎng)區(qū)西側(cè)緊靠一條碎石路面海堤路，海堤路面高程在 7.6～8.2m。海堤外靠一條寬約 3-8m 的咸水河，河外側(cè)為已建成的新海堤公路。3.1.2 地基土的構(gòu)成與特征根據(jù)鉆孔揭露，勘探深度范圍內(nèi)上部②～③層為第四系全新統(tǒng)（Q 4）沖海相粉土、粉砂，下部為晚更新世（Q 32）陸相、濱海相沉積物?，F(xiàn)自上而下分述如下：①層填土本場(chǎng)區(qū)缺失。②-1 層 砂質(zhì)粉土（Q 4）灰黃、褐黃色，松散，濕，頂部含少量植物根莖，搖振反應(yīng)中等，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低，含少量粉砂及粘質(zhì)粉土。場(chǎng)區(qū)均有分布，層底埋深 2.40～5.30m，層底標(biāo)高-0.99 ～2.10m，靜探錐尖阻力 qc=1.83～2.95MPa，平均值 2.38 MPa；標(biāo)貫實(shí)測(cè)錘擊數(shù)為 4～7 擊，平均 5.5 擊。層厚 2.40～5.30m，②-2 層 砂質(zhì)粉土（Q 4）灰色，稍密，濕，局部夾灰黃色粉土團(tuán)塊，含少量貝殼碎屑。搖振反應(yīng)中等，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低。該層分布較廣，層頂埋深 2.40～4.00m，層頂標(biāo)高-0.99～2.10m，靜探錐尖阻力 qc=3.15～5.27MPa，平均值 4.38MPa；標(biāo)貫實(shí)測(cè)錘擊數(shù)為5.5～11.5 擊，平均 7.9 擊。該層除畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 8 頁(yè)ZK139、ZK140、J144 及 J151 缺失外，各孔均有揭露，層厚 0～2.50m 。③-1 層 粉砂夾砂質(zhì)粉土（Q 4）灰色，稍密為主，局部中密，很濕～飽和，夾砂質(zhì)粉土。搖振反應(yīng)迅速，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低。該層全區(qū)分布，層頂埋深 4.10～5.40m，層頂標(biāo)高-1.08～0.40m，靜探錐尖阻力 qc=7.16～8.48MPa，平均值 7.92MPa；標(biāo)貫實(shí)測(cè)錘擊數(shù)為10～25 擊，平均 14.6 擊。該層層厚 4.40～6.00m。③-2 層 粉砂（Q 4）灰色，中密～密實(shí)，很濕～飽和，含腐殖質(zhì)，含貝殼碎屑，局部富集。搖振反應(yīng)迅速，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低。該層全區(qū)分布，層頂埋深 9.40～10.30m，層頂標(biāo)高-5.87 ～-5.09m ，靜探錐尖阻力 qc=11.01～12.01MPa，平均值 11.59 MPa；標(biāo)貫實(shí)測(cè)錘擊數(shù)為 21～38 擊，平均 30.3 擊。該層層厚 11.90～14.60m 。④、⑤層為濱海相粘性土、粉土，風(fēng)電場(chǎng)大部分均有分布，本場(chǎng)地缺失。⑥層 粉砂與粉質(zhì)粘土互層（Q 3） （相當(dāng)于可研報(bào)告中 ⑥-夾層）灰色，稍密，單層厚變化較大，一般 1～10cm，其中粉質(zhì)粘土一般呈灰色軟塑狀，局部呈灰綠色可塑狀。搖振反應(yīng)中等，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低。靜探錐尖阻力qc=6.03～7.38MPa，平均值 6.59MPa；標(biāo)貫實(shí)測(cè)錘擊數(shù)為 11～20 擊，平均 14.8 擊。場(chǎng)區(qū)均有分布，勘探揭露層頂埋深 23.60～24.40m，層頂標(biāo)高 -17.59～-20.11m，層厚21.15m（未穿） 。3.2 場(chǎng)地地基土的物理力學(xué)性質(zhì)本次勘探共取原狀土樣 110 組，進(jìn)行室內(nèi)常規(guī)項(xiàng)目試驗(yàn)，并對(duì)②層砂質(zhì)粉土與③層粉砂進(jìn)行了顆粒分析等特殊試驗(yàn)項(xiàng)目。試驗(yàn)按國(guó)標(biāo)《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50123-1999 操作，并按國(guó)標(biāo)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002 定名。各巖土層物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表 2（地基土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)數(shù)理統(tǒng)計(jì)成果表）及附件 1《土工試驗(yàn)成果報(bào)告》 。依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》 （GB50021-2001）14.2.2 條和 14.2.4 條，土的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)和統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)可按下式計(jì)算： （3-1）nnim??1?畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 9 頁(yè)（3-2）?????????????????ninif 1212??（3-3） mf????（3-4）sk??（3-5）???????????2678.40.1ns式中正負(fù)號(hào)按不利組合考慮；如抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的修整系數(shù)應(yīng)按負(fù)值。其中： —巖土參數(shù)的平均值；m?—巖土參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差；f?—巖土參數(shù)的變異系數(shù)；?—巖土參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值；k?—統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)。s?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)根據(jù)地下水的賦存條件與水理、水力特征，場(chǎng)區(qū)淺層地下水類型為孔隙性潛水。其補(bǔ)給來(lái)自大氣降水和河水、海水。地下水位受潮汐漲落影響，動(dòng)態(tài)變化大。勘察期間，在鉆孔中測(cè)得的初見(jiàn)水位埋深約為 0.6m，穩(wěn)定地下水位為 1.10~2.10m，相應(yīng)的穩(wěn)定水位高程為 2.39~3.25m。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 10 頁(yè)3.3.2 水質(zhì)分析表 3-1 水質(zhì)分析檢驗(yàn)報(bào)告樣品名稱: 場(chǎng)地集水坑地下水 檢驗(yàn)日期 2006-5-22氣味 無(wú) 透明度 半明 室內(nèi)氣溫 25.0 0C顏色 無(wú) 混濁度 半明 室內(nèi)水溫 25.0 1Cρ (Bz±) C[(1/Z)Bz±] X[(1/Z)Bz±] ρ(B z±)分析項(xiàng)目mg/L Mmol/L % 分析項(xiàng)目 mg/LNa++K+ 2927.2 127.27 88.8 侵蝕性 CO2 Ca2+ 39.1 1.95 1.3 游離 CO2 Mg2+ 171.9 14.15 9.9 可溶性 SiO2 —Fe2+ — — — ρ(CaCO 3)Fe3+ — — —分析項(xiàng)目 ρ(B z±) mg/LNH4+ — — — 總硬度 805.0暫時(shí)硬度 —陽(yáng) 離 子總計(jì) — 143.37 100.0 礦化度 8739.8Cl- 3954.4 111.55 77.8 項(xiàng)目 SO42- 712.2 14.83 10.3 PH 8.48HCO3- 836.6 13.71 9.6 CO32- 98.4 3.28 2.3 NO3- — — — 陰 離 子總計(jì) — 143.37 100.0 3.3.3 水的腐蝕性分析評(píng)價(jià)場(chǎng)區(qū)位于濱海平原，地勢(shì)低平、沉積顆粒細(xì)，地下水位較淺，水力坡度平緩（排泄區(qū)） ，地下水蒸發(fā)作用強(qiáng)，礦化度高，水質(zhì)差。場(chǎng)區(qū)無(wú)地表系，場(chǎng)區(qū)附近地表水及地下水為微混濁、淡黃色的微咸水、咸水或鹽水。本次勘察在變電站場(chǎng)地取地下水一組，進(jìn)行水化學(xué)簡(jiǎn)分析。根據(jù)國(guó)標(biāo)《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001 判斷（見(jiàn)表 3-2）：畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 11 頁(yè)場(chǎng)地內(nèi)集水坑地下水：場(chǎng)地環(huán)境類型按Ⅲ類考慮，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)不具腐蝕性；水樣中（Cl - +SO42-×0.25）含量大于 500mg/l，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具中等腐蝕性，水樣中PH 值均介于 3~11， （Cl -+ SO42-）含量均大于 500mg/l，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具中等腐蝕性，設(shè)計(jì)應(yīng)采取防腐蝕措施，場(chǎng)區(qū)地下水均不能作為施工拌和和養(yǎng)護(hù)用水。地下水化學(xué)類型為高礦化度的氯化鈉（鉀）型水（Cl -——Na++K+） 。引用前期可研階段勘察成果，場(chǎng)地附近地表水場(chǎng)地環(huán)境類型按Ⅲ類考慮，地表水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具強(qiáng)腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具中等腐蝕性。 表 3-2 孔隙潛水腐蝕性評(píng)價(jià)表 水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性評(píng)價(jià)場(chǎng)地環(huán)境類型地下水按Ⅲ類考慮 受地層滲透性影響按 B 類SO42- Mg2+ NH4+ OH－ 總礦化度PH值侵蝕性CO2HCO3-腐蝕介質(zhì)項(xiàng)目水腐蝕等級(jí)mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mmol/L水中含量712.2 171.9 — 8739.8 8.48 13.71場(chǎng)地內(nèi)集水坑地下水水腐蝕性等級(jí)無(wú) 無(wú) 無(wú) 無(wú) 無(wú)水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋和鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性評(píng)價(jià)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋 鋼結(jié)構(gòu)Cl－ SO42-×0.25 PH 值 Cl－ ＋SO 42腐蝕介質(zhì)項(xiàng)目mg/L mg/L干濕交替狀態(tài)下腐蝕等級(jí)mg/L腐蝕等級(jí)場(chǎng)地內(nèi)集水坑地下水 3954.4 178.05 中 8.48 4666.6 中畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 12 頁(yè)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 13 頁(yè)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)地類別劃分對(duì)本場(chǎng)地地層在鉆孔 ZK141 內(nèi)進(jìn)行了單孔波速測(cè)試，測(cè)試深度為 50m，共計(jì)完成測(cè)試點(diǎn) 50 個(gè)，據(jù)實(shí)測(cè)波速值統(tǒng)計(jì)，ZK141 鉆孔在地面下 20m 范圍內(nèi)各土層等效剪切波速Vse 值為 191m/s（詳見(jiàn)附件 5：波速測(cè)試報(bào)告） 。依據(jù)國(guó)標(biāo)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)，該工程場(chǎng)地土的類型屬中軟場(chǎng)地土。據(jù)波速及鉆探資料，該場(chǎng)地覆蓋層厚度（dov）大于 50m，結(jié)合上述波速試驗(yàn)所劃場(chǎng)地土類型，確定建筑場(chǎng)地類別為 III 類。4.1.2 抗震地段劃分根據(jù)業(yè)主提供《江蘇東臺(tái)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng) 200MW 風(fēng)電項(xiàng)目工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)工作報(bào)告Ⅱ》 （江蘇省地震工程研究院 2005 年 12 月） ，本地區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.15g，地震基本烈度Ⅶ度，場(chǎng)址地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為 0.55s。4.2 本場(chǎng)地飽和砂土液化類別本場(chǎng)區(qū) 20m 深度范圍內(nèi)，分布有飽和的砂質(zhì)粉土（ ②-1 、②-2 層） 、粉砂夾砂質(zhì)粉土（③-1 層） ，粉砂（③-2 層） ，其粘粒（粒徑＜0.005mm）含量小于 10%。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB50011-2001）的規(guī)定，屬液化判別范圍，采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別法作進(jìn)一步判別。本場(chǎng)區(qū)參考《江蘇東臺(tái)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng) 200MW 風(fēng)電項(xiàng)目工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)工作報(bào)告Ⅱ》 （江蘇省地震工程研究院 2005 年 12 月） ，抗震設(shè)防烈度為 7 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值 0.15g，特征周期值為 0.55s，建筑場(chǎng)地類別為Ⅲ類，按照國(guó)標(biāo)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001 相當(dāng)于設(shè)計(jì)地震分組第二組。實(shí)測(cè)標(biāo)貫錘擊數(shù) N 小于標(biāo)貫錘擊數(shù)臨界值 Ncr 時(shí)，判為液化土，并進(jìn)一步計(jì)算液化指數(shù) IlE，判定液化等級(jí)，否則判為不液化土。標(biāo)貫錘擊數(shù)臨界值和液化指數(shù)計(jì)算公式詳見(jiàn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB50011-2001） ，計(jì)算時(shí)取 N0=10，液化判別結(jié)果見(jiàn)表畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 14 頁(yè)表 4-1 飽和砂質(zhì)粉土液化判別表 試 驗(yàn)深 度 地 下 水 位粘 粒 含 量計(jì) 算 臨界值標(biāo) 貫 實(shí)測(cè)值液化指數(shù)計(jì)算鉆孔 編號(hào)地層 編號(hào)ds(m) dw(m) ρc(%) Ncr(擊) N(擊)液 化 判 定I lei I le液 化等 級(jí)② -1 1.65 0.0 10.65 7 液化 7.54② -1 2.75 1.0 11.75 6 液化 5.87② -2 4.05 0.0 13.05 8 液化 5.42③ -1 5.55 0.0 14.55 13 液化 1.54③ -1 7.05 0.0 16.05 14 液化 1.65③ -1 8.55 0.0 17.55 19 不液化③ -2 10.05 0.0 19.05 24 不液化③ -2 11.55 0.0 20.55 28 不液化③ -2 14.55 2.0 23.55 30 不液化③ -2 16.05 0.0 24 32 不液化③ -2 17.55 1.5 24 34 不液化ZK138③ -2 19.0501.0 24 38 不液化22.02 嚴(yán)重② -1 1.65 3.0 10.65 4 液化 13.42② -1 2.65 1.5 11.65 5 液化 5.71② -2 3.65 8.5 12.65 6.5 液化 2.89② -2 4.65 7.0 13.65 8 液化 2.68③ -1 5.65 2.0 14.65 15.5 不液化③ -1 6.65 0.0 15.65 16 不液化③ -1 8.15 2.0 17.15 17 不液化③ -1 9.45 5.0 18.45 23 不液化③ -2 11.15 3.0 20.15 27 不液化③ -2 12.45 6.5 21.45 28 不液化③ -2 13.95 3.5 22.95 30 不液化③ -2 15.65 3.5 24 33 不液化ZK141③ -2 16.9503.0 24 29 不液化24.70 嚴(yán)重畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 15 頁(yè)③ -2 18.65 2.5 24 34 不液化續(xù)表 4-1 飽和砂質(zhì)粉土液化判別表 試 驗(yàn)深 度 地 下 水 位粘 粒 含 量計(jì) 算 臨界值標(biāo) 貫 實(shí)測(cè)值液化指數(shù)計(jì)算鉆孔 編號(hào)地層 編號(hào)ds(m) dw(m) ρc(%) Ncr(擊) N(擊)液 化 判 定I lei I le液 化等 級(jí)③ -2 19.95 1.5 24 34 不液化② -1 2.25 0.5 11.25 6.5 液化 12.24② -2 3.55 1.5 12.55 11.5 液化 1.17③ -1 5.05 0.5 14.05 12.5 液化 1.66③ -1 6.55 1.5 15.55 25 不液化③ -1 8.05 0.0 17.05 21 不液化③ -1 9.55 0.5 18.55 23 不液化③ -2 11.05 0.0 20.05 25 不液化③ -2 12.55 3.5 21.55 29 不液化③ -2 14.05 2.0 23.05 30 不液化③ -2 15.55 0.0 24 33 不液化③ -2 17.05 0.0 24 35 不液化③ -2 18.55 0.0 24 34 不液化ZK143③ -2 20.0001.0 24 35 不液化15.07 中等對(duì)本場(chǎng)地的 3 個(gè)鉆孔②-1 層砂質(zhì)粉土、②-2 層砂質(zhì)粉土、③-1 層粉砂夾砂質(zhì)粉土、③-2 層粉砂進(jìn)行液化判別，判別結(jié)果表明：2 只鉆孔嚴(yán)重液化，1 只鉆孔中等液化，液化土層為場(chǎng)地上部的②-1、②-2 層砂質(zhì)粉土及③-1 層粉砂夾砂質(zhì)粉土，③-2 層粉砂不液化。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)根據(jù)本地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造背景和擬建場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件，本場(chǎng)地屬穩(wěn)定場(chǎng)地，適宜本工程建設(shè)。4.3.2 建筑結(jié)構(gòu)荷載及基底壓力估算畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 16 頁(yè)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） 。由于變電站質(zhì)量高于一般的建筑，估算配兩臺(tái) 220kV 主變壓器，主要建構(gòu)筑物三層框架結(jié)構(gòu)生產(chǎn)綜合樓平均應(yīng)力為 150kPa;而兩層磚混結(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)施比較小為 20-40 kPa。軸心荷載下基底壓力計(jì)算公式： （4-1）AGFPkk??式中：--平均基底壓力；kP--相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值；F--基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重； ,其中 在不作詳細(xì)計(jì)算時(shí)取 kGAdGk??G?；320/Nm??--基礎(chǔ)底面面積。A根據(jù)上述公式,可估算出生產(chǎn)綜合樓和主變器室的平均基底壓力為 ,而輔kPak190?助樓及單層水泵房、消防設(shè)備間等附屬設(shè)施平均基底壓力 。Pk8602?4.3.3 持力層選擇②-1 層砂質(zhì)粉土，松散，含少量粉砂及粘質(zhì)粉土，場(chǎng)區(qū)均有分布，層厚2.40～5.30m，層底埋深 2.40～5.30m，靜探孔錐尖阻力 qc=1.83～2.95MPa ，平均值 2.38 MPa；標(biāo)貫實(shí)測(cè)錘擊數(shù)為 4～7 擊，平均 5.5 擊。物理力學(xué)性質(zhì)稍差，工程性能尚可。其地基土承載力特征值 fak 可取 100kPa，壓縮模量 Es1-2 可取 6.0MPa。②-2 層 砂質(zhì)粉土，稍密，層頂埋深 2.40～4.00m，靜探錐尖阻力qc=3.15～5.27MPa，平均值 4.38MPa；標(biāo)貫實(shí)測(cè)錘擊數(shù)為 5.5～11.5 擊，平均 7.9 擊。該層除 ZK139、ZK140、J144 及 J151 缺失外，各孔均有揭露，層厚 0～2.50m 。該層局部缺失，物理力學(xué)性質(zhì)一般，工程性能尚可。其地基土承載力特征值 fak 可取 110kPa，壓縮模量Es1-2 可取 7.5MPa。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 17 頁(yè)③-1 層 粉砂夾砂質(zhì)粉土，稍密為主，局部中密，層頂埋深 4.10～5.40m，靜探錐尖阻力 qc=7.16～8.48MPa，平均值 7.92MPa；標(biāo)貫實(shí)測(cè)錘擊數(shù)為 10～25 擊，平均 14.6 擊。該層全區(qū)分布，層厚 4.40～6.00m。物理力學(xué)性質(zhì)較好，工程性能較好。其地基土承載力特征值 fak 可取 160kPa，壓縮模量 Es1-2 可取 10.5MPa。綜上所述，②-1、②-2 層力學(xué)性質(zhì)一般，可以作為荷載較小的兩層生產(chǎn)輔助樓、單層輔助工程天然地基持力層，③-1 層工程性能較好，但埋藏稍深，基坑開(kāi)挖工作量較大，又埋藏在地下水位以下，基礎(chǔ)施工費(fèi)用較大，不經(jīng)濟(jì)。綜合液化判別結(jié)果場(chǎng)區(qū)頂部三層土層存在中等～嚴(yán)重液化，建構(gòu)筑物基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)宜根據(jù)建筑抗震設(shè)防類別考慮是否需要進(jìn)行抗液化處理。若采用抗液化措施，可選用振沖碎石樁振沖擠密方案，處理土層為②-1 、②-2 及③-1 層，處理深度約 10m。4.3.4 天然地基承載力評(píng)價(jià)天然地基方案是否可行首先要考慮的是持力層能否滿足基地壓力的要求，為此利用下列公式進(jìn)行承載力計(jì)算。按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB50007―2002）第 5.2.4 式計(jì)算基礎(chǔ)深寬修正后的承載力特征值：127.9kPa （4-2） ????15.2kPa0.dγη3bγfmak ????其中： fak =100kPa, η b =0, η d =1.0,b=3m,d=2.0m, γ=19.3kN/m 3, γ m =18.6kN/m3式中 fa —— 修正后的地基承載力特征值fak—— 地基承載力特征值η d、η b—— 基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，按基底下土的類別查表 5-1取值γ—— 基礎(chǔ)底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度γ m—— 基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度b —— 基礎(chǔ)底面寬度（m） ，當(dāng)基寬小于 3m 按 3m 取值，大于 6m 按 6m 取值d —— 基礎(chǔ)埋置深度（ m） ，一般自室外地面標(biāo)高算起。再填方整平地區(qū)，可自填土地面標(biāo)高算起，但填土在上部結(jié)構(gòu)施工完成時(shí)，應(yīng)從天畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 18 頁(yè)然地面標(biāo)高算起。對(duì)于地下室，如采用箱形基礎(chǔ)或筏形基礎(chǔ)時(shí)，基礎(chǔ)埋深自室外地面標(biāo)高算起；當(dāng)采用獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)從室內(nèi)地面標(biāo)高算起表 4-2 承載力修正系數(shù) 土的類別 η b η d淤泥和淤泥質(zhì)土 0 1.0人工填土e 或 Il 大于等于 0.85 的粘性土 0 1.0紅粘土 含水比 α w＞0.8含水比 αw≤0.800.151.21.4大面積填土壓實(shí)系數(shù)大于 0.95、粘粒含量 ρ c≥10% 的粉土最大干密度大于 2.1t/m3 的級(jí)配砂石001.52.0粉土 粘粒含量 ρ c≥10% 的粉土粘粒含量 ρc＜10% 的粉土0.30.51.52.0e 或 Il 均小于 0.85 的粘性土粉砂、細(xì)砂（不包括很濕與飽和時(shí)的稍密狀態(tài)）中砂、粗砂、礫砂和碎石土0.32.03.01.63.04.4注：① 強(qiáng)風(fēng)化和弱風(fēng)化的巖石，可參照所風(fēng)化的相應(yīng)土類取值，其他狀態(tài)下的巖石不修正② 地基承載力特征值按《GB50007-2002 》附錄 D 深層平板荷載試驗(yàn)確定時(shí) η d 取 0由上式及上部荷載平均基底壓力可知: 則 天然地基承載力不滿足主變akakfPf??21,室和生產(chǎn)綜合樓的承載力要求,滿足兩層磚混結(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。4.4 樁基條件分析評(píng)價(jià)4.4.1 樁持力層與樁型選擇③-1 層粉砂夾砂質(zhì)粉土，稍密為主，局部中密，該層全區(qū)分布，層厚 4.40～6.00m ，層頂埋深 4.10～5.40m，靜探錐尖阻力 qc=7.16～8.48MPa，平均值 7.92MPa；標(biāo)貫實(shí)測(cè)錘擊數(shù)為 10～25 擊，平均 14.6 擊。該層物理力學(xué)性質(zhì)較好，埋藏淺，工程性能一般，因?yàn)楫?業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 19 頁(yè)存在嚴(yán)重液化勢(shì)，故不宜作為短樁樁端持力層。③-2 層粉砂，中密～密實(shí)，中偏低壓縮性，該層全區(qū)分布，層頂埋深9.40～10.30m，層頂標(biāo)高-5.87～-5.09m，靜探錐尖阻力 qc=11.01～12.01MPa，平均值11.59 MPa；標(biāo)貫實(shí)測(cè)錘擊數(shù)為 21～38 擊，平均 30.3 擊。該層物理力學(xué)性質(zhì)良好，層厚大于 11.90m 小于等于 14.60m，工程性能良好且不液化，是荷載較大生產(chǎn)綜合樓及兩主變室良好樁端持力層。鑒于上述分析，初步推薦③-2 層粉砂作為本工程生產(chǎn)綜合樓及兩主變室樁基持力層，樁型可選用鉆孔灌注樁與高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力砼管樁（PHC 樁） 。鉆孔灌注樁為非擠土樁，該場(chǎng)地上部土層以砂質(zhì)粉土、粉砂為主，易塌孔，需采取泥漿護(hù)壁措施，且施工用水困難，造價(jià)不經(jīng)濟(jì)，因此，本工程不推薦選用鉆孔灌注樁。預(yù)應(yīng)力管樁為擠土樁，且本工程場(chǎng)地開(kāi)闊，周邊無(wú)重要建筑物。因此，建議本工程樁型選用高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力砼管樁（PHC 樁） ，樁徑選用 φ500mm，樁端進(jìn)入持力層③-2 層粉砂約 2m。4.4.2 成樁可能性分析樁端持力層③-2 層粉砂，中密為主，局部密實(shí)，低壓縮性，靜探錐尖阻力qc=11.01～12.01MPa，標(biāo)貫實(shí)測(cè)錘擊數(shù)為 21～38 擊，平均 30.3 擊，樁基施工可能有一定難度，考慮到建筑場(chǎng)地空曠，可采用錘擊法沉樁，并選擇合理錘重。錘擊施工時(shí)可能導(dǎo)致其上部土層液化，因此建議工程樁施工之前進(jìn)行試樁，施工時(shí)注意施工順序。4.4.3 樁基沉降分析生產(chǎn)綜合樓及主變壓器擬采用③-2 層粉砂作為預(yù)應(yīng)力管樁樁端持力層，進(jìn)入持力層約 2m，樁端下持力層厚達(dá) 12m 左右，因此根據(jù)上部結(jié)構(gòu)類型、荷載大小及地面下樁基布置等方面因素，樁基沉降量很小，在沉降量可控范圍之內(nèi)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 20 頁(yè)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 不等，并可按要求制作。管樁能夠被廣泛應(yīng)用，是有其優(yōu)越性的，當(dāng)然也有其缺點(diǎn)。下面分別敘述：5.1.1 管樁的優(yōu)點(diǎn)管樁有以下優(yōu)點(diǎn)：⑴ 單樁承載力高⑵ 設(shè)計(jì)選用范圍廣。管樁既適用于多層建筑，也適用于高層建筑。而且在同一建筑物基礎(chǔ)中，還可以采用不同直徑的管樁，容易解決布樁問(wèn)題，充分發(fā)揮根樁的承載力。⑶ 對(duì)樁端持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適用性強(qiáng)，可根據(jù)地質(zhì)條件變化調(diào)節(jié)樁長(zhǎng)。⑷ 運(yùn)輸?shù)跹b方便，接樁快捷。⑸ 施工速度快，工效高。⑹ 施工文明，現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)化。⑺ 樁身耐打，穿透能力強(qiáng)，成樁質(zhì)量可靠。⑻ 造價(jià)適宜。盡管預(yù)應(yīng)力管樁單方混凝土造價(jià)較高，單其承載力大。從一些統(tǒng)計(jì)資料來(lái)看，其單位承載力價(jià)格與沉管灌注樁不相上下。5.1.2 管樁的缺點(diǎn)及局限管樁的缺點(diǎn)及局限如下：⑴ 所需施工機(jī)械設(shè)備投資大。⑵ 由于送樁深度受限制，在深基坑開(kāi)挖后截去的余樁較多。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 21 頁(yè)⑶ 有些地質(zhì)條件不宜應(yīng)用或慎用預(yù)應(yīng)力管樁，如孤石和障礙物較多的地層，有堅(jiān)硬隔層的地層；石灰?guī)r地層；從松軟突變到堅(jiān)硬的地層等。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③-1 層粉砂夾砂質(zhì)粉土，稍密為主，局部中密，該層全區(qū)分布，層厚 4.40～6.00m ，層頂埋深 4.10～5.40m，靜探錐尖阻力 qc=7.16～8.48MPa，平均值 7.92MPa；標(biāo)貫實(shí)測(cè)錘擊數(shù)為 10～25 擊，平均 14.6 擊。該層物理力學(xué)性質(zhì)較好，埋藏淺，工程性能一般，因?yàn)榇嬖趪?yán)重液化勢(shì)，故不宜作為短樁樁端持力層。③-2 層粉砂，中密～密實(shí)，中偏低壓縮性，該層全區(qū)分布，層頂埋深9.40～10.30m，層頂標(biāo)高-5.87～-5.09m，靜探錐尖阻力 qc=11.01～12.01MPa，平均值11.59 MPa；標(biāo)貫實(shí)測(cè)錘擊數(shù)為 21～38 擊，平均 30.3 擊。該層物理力學(xué)性質(zhì)良好，層厚大于 11.90m 小于等于 14.60m，工程性能良好且不液化，是荷載較大生產(chǎn)綜合樓及兩主變室良好樁端持力層。鑒于上述分析，初步推薦③-2 層粉砂作為本工程生產(chǎn)綜合樓及兩主變室樁基持力層。按照“JGJ94-94” 《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》第 5.2.8 條給出各層土的側(cè)阻力特征值 qsi、端阻力特征值 qpa,詳見(jiàn)表 5-1表 5-1 天然地基及樁基設(shè)計(jì)參數(shù)表天然地基 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁靜探指標(biāo) 確定標(biāo)貫指標(biāo) 確定土工試驗(yàn)指標(biāo)確定建議值地基土承載力特征值壓縮模量樁側(cè)阻力特征值樁端端阻力特征值樁側(cè)阻力特征值樁端端阻力特征值樁側(cè)阻力特征值樁端端阻力特征值樁側(cè)阻力特征值樁端端阻力特征值fak Es1-2 qsia qpa qsia qpa qsia qpa qsia qpa土層編號(hào)土層名稱kPa MPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 22 頁(yè)②-1 砂質(zhì)粉土 100 6.0 16 22 18②-2 砂質(zhì)粉土 110 7.5 22 25 22續(xù)表 5-1 天然地基及樁基設(shè)計(jì)參數(shù)表天然地基 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁靜探指標(biāo) 確定標(biāo)貫指標(biāo) 確定土工試驗(yàn)指標(biāo)確定建議值地基土承載力特征值壓縮模量樁側(cè)阻力特征值樁端端阻力特征值樁側(cè)阻力特征值樁端端阻力特征值樁側(cè)阻力特征值樁端端阻力特征值樁側(cè)阻力特征值樁端端阻力特征值fak Es1-2 qsia qpa qsia qpa qsia qpa qsia qpa土層編號(hào)土層名稱kPa MPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa③-1 粉砂夾砂質(zhì)粉土160 10.5 30 25 30③-2 粉砂 210 12.81 31 2500 31 2500031 2500⑥ 粉砂與粉質(zhì)粘土互層80 8.0 32 1800 32 18005.2.2 混凝土預(yù)應(yīng)力管樁的設(shè)計(jì)1）樁的布設(shè)方案及樁徑和樁間距的選擇生產(chǎn)綜合樓及兩主變室采用獨(dú)立基礎(chǔ)布樁方案按照“JGJ94-94” 《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》選擇直徑為 500mm 的管樁，梅花形和正方形布設(shè)，樁的最小中心距為 3.0d=1.5m,根據(jù)要求計(jì)算樁的單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，單樁豎向承載力特征值 Ra之后再計(jì)算相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合軸心豎向力作用下單樁豎向力 Qk,將 Ra和 Qk進(jìn)行比較驗(yàn)算，看是否滿足要求。2）樁長(zhǎng)的確定根據(jù)樁端持力層運(yùn)用的③-2 層粉砂，確定樁的進(jìn)入持力層深度約 2 m，樁的有效樁長(zhǎng)約為 12m。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)共 39 頁(yè)第 23 頁(yè)3）單樁豎向承載力的確定確定混凝土預(yù)應(yīng)力管樁單樁豎向極限承載力特征值時(shí)，可按下式計(jì)算：（5-1）QqlApiukspksk??????式中： ——單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值；——樁的側(cè)阻力；sk——樁的端阻力；Qp——樁周長(zhǎng)；?——第 i 層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值；qsik——樁穿越第 i 層土的厚度；li——樁的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；qpk——樁體的斷面積；A計(jì)算結(jié)果： 以孔