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劲性复合桩在中国水电天津南港海上风电场一期工程中的应用
发布时间：
2017-11-02
该工程位于天津市南港工业区南防波堤以外，青静黄河口左治导线以里，共有18 个风电机组，地质剖面见附图1。根据投标阶段初步设计方案，该工程风机基础采用灌注桩低桩承台基础型式，每个风机基础布置26根桩径1.2m，桩长45m的灌注桩，桩分三圈布置，内圈4根，中圈3根，外圈19根，共26根。后改为33根连体劲性复合桩，外围水泥土桩桩径1.2m，桩长26m，内芯PHC管桩桩径0.8m，桩长26m，桩端进入④3粉细砂6m以上。内圈4根，中圈11根，外圈18根，共33根（见附图2），节约造价约40%。6根试桩检测结果如下，均满足要求：低应变动力检测均为Ⅰ类桩，竖向抗压极限承载力不低于4900kN~10000kN，竖向抗拔极限承载力不低于2180kN~4000kN，水平极限承载力不低于300kN（检测结果见附图3，试验采用的管桩为两根管桩搭接共26m，填芯未填至连接处，有一根桩水平加载至210kN时水平位移超过1cm，略低但仍满足设计要求，后工程桩采用特制单节26m管桩）。以上为单桩试验结果，实际由于桩与桩之间用水泥土桩搭接形成连体，整体性和稳定性更好。搭接方案最初的想法为如附图2下图平面所示全部搭接，最终施工仅在每根劲性复合桩两边施工了两根直径1.2m，有效长度6m的水泥土桩。
本工程存在大量淤泥质土，对水泥土桩成桩有不利影响甚至难以成型。我们针对本工程土质采用了劲性复合桩专用的软土固化剂5号（含碳酸钠等成分），水泥土桩成桩质量良好，钻芯取样结果见附图4。我们还进行了室内水泥土块28d强度试验，同条件下不掺固化剂试块无侧限抗压强度为1.9MPa，掺固化剂试块无侧限抗压强度为3.2MPa，强度提高超过60%。
附图1：地质剖面
附图2：天津风电项目钻孔桩和劲性复合桩方案图
附图3：检测结果
结论
(1)低应变动力检测
试桩S1、S2、S3、S4、S5.S6,锚桩M6、M7均为I类桩。
(2) 竖向抗压静载荷试验
试桩S1的竖向抗压枞限承载力不低寸1900 kN，满足设计要求;
试桩S2 的竖向抗压极限承载力不低于9600 kN,满足设计要求:
试桩S3 的竖向抗压极限承载力不低于1900 kN,满足设计要求;
试桩S4 的竖向抗压极限承载力为10000 kN,满足设计要求:
试桩S5 的怪向抗压极限承载力不低于6000kN，满足设计要求;
试桩S6 的竖向抗压极限承载力不低于6000kN，满足设计要求。
(3) 竖向抗拔静载荷试验
试桩S2 的竖向抗拔极限承载力不低于2180 kN，满足设计要求;
试桩S3 的竖向抗拔极限承载小为27000 kN,满足设计要求;
镉桩M6 的竖向抗拔极限承载力不低于2616kN,满足设计要求;
锱杜M7 的竖向抗拔极限承载力不低于2180 ky,满足设计要求;
试杠$4 的竖闩抗拔极限承载力不低于2400 kN，满足设计要求;
试杜S5 的竖向抗拔极限承载力不低于4000 kN,满足设计要求;
试杜S6 的竖问抗拔极限承载力不低于2400 kN,满足设计要求。
(4) 水平静裁倘试验
S3#桩加载至210kN 时; 承台底标高的位移为10.64mm,水平承载力满足设计要求;
S24桩加载全300kN 咐; 承台底标高的位移为13.12mrl,水半承载力满足设i 荽求;
M7#桩加载全300kN 时，承台底标高的位移为21.74m; 水半承载力满足设计要求;
M64桩加载尘300kN 时，承台底标高的位移为9.83rnrl,水半承载力满足设i 荽求;
$1桩加载全300 kN 时; 水台底标高的位移为10.13 mm,水半承载力满足设计荽求;
S5#桩加载至360 kN时; 承台底标高的位移为10.72 mm,水平承载力满足设计要求;
S6桩加载不300kN时，承台底标高的位移为6.22mm,水平承载力满足设计要求。
附图4：钻芯取样结果
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