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风机基础设计总说明

本工程采用国电联合动力技术有限公司生产的联合动力UP100型风力发电机组,功率3000W,轮毂高度90M,风轮直径100M。风电机组基础设计级别为I级,桩基安全等级为一级,设计使用年限为50年,抗震设防类别为丙类。

一、设计依据
1《风电机组地基基础设计规定》(试行)
2《建筑地基基础设计规范》
3《风电场工程等级划分及安全标准》
4《建筑结构可靠度设计统一标准》
5《港口工程混凝土设计规范》
6《建筑结构荷载规范》
7《建筑抗震设计规范》
8《建筑基桩检测技术规范》
9《高耸结构设计规范》
10《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范防》
11《混凝土结构耐久性设计规范》
12《建筑桩基技术规范》

二、地质资料概况
地质资料由中国水电顾问集团北京勘测设计研究院提供:《国电潍坊风电场一期(48MW)工程 岩土工程勘察报告》。
1地下水位埋藏较浅,对混凝土结构和钢筋混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性。
2地震基本烈度为VII级,设计基本地震加速度为0.15g,设计特征周期为0.55.场地存在液化土层,液化等级为中等,属对建筑抗震不利地段。建筑场地类别为III类场地。
3标准冻结深度为0.5m。
4根据现阶段资料,风机基础部分桩基位置即为疏港路堤脚位置有大范围抛石层及中密-密实夹沙层。

四、混凝土钻孔灌注桩基础
综合考虑地勘报告和风机厂家提供的荷载资料《国电联合动力UP100-3000IIA 90m轮毂高度风机基础设计要求》(规范号:GB-70.3-GRGR.OF.01-A-A)及概念设计,本风机场16台风机基础均采用灌注桩基础方案。
1桩基础包括:钢筋混凝土灌注桩、钢筋混凝土承台、素混凝土垫层。钻孔灌注桩的桩径为800mm,选择的桩尖持力层及设计桩长详见桩基特性表,每台风机基础布桩24根,并建议机位部分基础多设一根试验桩。
2相对于风机安装平台高程,开挖深度为3.300m,基础开挖完成并组织验槽合格后,方可进行下一步施工。
3钻孔成孔施工时应设置护筒,护筒应遵守以下规定:
3.1地表土层较好开钻后不塌孔的场地可不埋设护筒。
3.2在杂填土或软土层中钻孔时,应设置护筒,以起定位和保护空口及维持水头等作用,护筒用钢板或者钢筋混凝土制作,内径应比钻头直径大10-20cm,可根据钻孔情况确定。护筒埋入沙土中的深度不小于3.0m,同时在护筒顶部应开设1-2个溢浆口,护筒应具有一定的的强度和刚度。
3.3护筒采用开挖埋设,护筒周围1.0m范围内的沙土应开挖并用无杂质的粘土填实到护筒底0.5m以下。施工时应保护护筒位置正确和稳定,护筒中心与桩基中心偏差不得大于50mm,竖直线倾斜不应大于1%。
4用泥浆护壁排渣应符

合下列要求:
4.1除能自行造浆的土层外均应制备泥浆,泥浆可由水、高塑性混凝土或膨润土组成,又施工单位根据现场条件确定。
4.2泥浆稠度应适当控制,过稠影响钻进速度,过稀不利于护壁排渣,施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上,在受水位涨落影响时,泥浆面应高出最高水位1.5m以上,在清孔过程中应不断置换泥浆直至浇筑水下混凝土,浇筑混凝土前,孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25;含砂率<=8%;粘度<=28s。
4.3当穿越砂层时为防止塌孔,应投入适量粘土以加大泥浆护壁,在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施。
4.4废弃的泥浆、渣应按照环境保护的有关规定处理。
5桩的钻孔和开挖,应在桩距5m之内的任何混凝土灌注桩完成后24小时或达到5MPa后方可开始。
6钻孔应连续进行,当遇到特殊情况需停止时,应提出钻头并采取措施保持孔壁稳定。
7打桩深度控制原则:为了准确控制钻孔深度,应在桩架或者桩管做出控制深度的标尺,以便在施工中进行观测,记录;钻孔桩必须保证桩孔进入持力层达到设计要求的深度,并将孔底清理干净;打桩时如果遇到特殊地质情况,应会同设计单位进行处理。
8终孔后,应立即进行清孔。对注入制备泥浆的钻孔,可采用换浆法清孔,至换出的泥浆比重小于1.15-1.2时方为合格,孔底沉渣厚度<10cm。清孔完毕后,立即吊装就位钢筋笼并灌注水下混凝土。
9灌注桩一律采用钢筋笼,禁止使用插筋,钢筋笼制作必须牢固,加劲箍与主筋应焊接,笼体垂直度误差不得大于20mm,外径正负误差不得大于10mm,主筋间距误差不得大于10mm,钢筋笼长度误差不得大于50mm。
10钢筋笼吊装完毕,应进行隐蔽工程验收,合格后应立即浇筑水下混凝土。
11水下混凝土配合比应符合以下规定:
11.1水下混凝土必须具备良好的和易性,配合比通过试验确定;坍落度宜为180-220mm;水泥用量不少于360kg/m3。
11.2水下混凝土的含砂率宜为40%-45%,并宜选用中粗砂;粗骨料最大粒径<40mm。
12浇筑混凝土应采用导管法施工,并符合以下规定:
12.1导管应用刚性导管,并采用快速套接接头;导管使用前应试拼装、试压,试水压力为0.6——1.0MPa。
12.2应有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土面以下0.8m以上;
12.3导管埋深宜为2-6m,严禁导管提出混凝土面,应有专人测量导管埋深及管内混凝土面,应有专人测量导管埋深及馆内混凝土面的高差,填写水下混凝土浇筑记录。
12.4单根灌注桩的混凝土应连续浇筑,控制最后一次灌注量,桩顶不得偏低,应凿除的泛浆高度必须保证暴露的桩顶混凝土达到强度设计值


13灌注桩施工前现场需做试验桩。灌注桩施工完毕后,应进行单桩竖向承载力设计值的检测,单桩竖向承载力特征值不得低于2930kN,单桩竖向承载力极限值不低于5860kN。在同一条件下的检测桩数量不小于总桩数的1%,且不应小于3根。
14灌注桩施工完成后,应做桩身质量检验。检测桩数不得少于总桩数的30%,且每个桩基基础的抽检桩数不得少于3根。

五、混凝土
1基础承台及桩身混凝土的设计强度等级为高性能C45F250,承台垫层混凝土C20。承台基础底部的混凝土保护层厚度为90mm,侧部及顶部为70mm,灌注桩中的混凝土保护层厚度为70mm。
2混凝土中水泥采用P.042.5中的热硅酸盐水泥,混凝土的技术指标:水胶比不得大于0.35,胶凝物质总量大于400Kg/m3,塌落度大于120mm。其抗氯离子渗透性应不大于1000C。混凝土的细骨料宜选用细度模数在2.6-3.2的中粗砂;粗骨料宜选用质地坚硬、连续技配针片状少、孔隙率小的碎石,其岩石抗压强度大于100MPa,最大粒径不大于25mm。混凝土结构中氯化物和碱的总含量应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002的规定,其他均应符合《JTJ275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》规定。
3混凝土中应掺加钢筋阻锈剂。掺用外加剂的质量及应用技术应符合现行国家标准《混凝土添加剂》GB8076-1999、《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003等的规定。采用阻锈剂溶液时,混凝土拌合物的搅拌时间应延长一分钟;采用阻锈剂粉剂时,应延长3分钟。
4为提高混凝土的抗裂性能,在混凝土中加入JK-7型螺旋形聚乙烯醇纤维,纤维抗拉强度>=1450Mpa,断裂伸长率<=15%,掺量0.9Kg/m3,裂缝降低系数>=75%,混凝土拌合时间,建议延长60s。
5混凝土浇筑前,应会同有关单位进行验槽及相关的验收工作。混凝土浇筑时间应避开雨雪及沙尘天气。单个风机基础混凝土的浇筑时间:混凝土浇筑时应连续不间断浇筑直至竣工,风机基础内严禁出现施工缝。基础施工过程中应考虑采用合适的降水措施降低基坑水位。基础施工应按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002及相关的施工及验收规范。
6混凝土的温控:混凝土的浇筑温度小于28摄氏度,在浇筑温度的基础上最大温升值小于35摄氏度且各测点的温度极差小于25摄氏度,温度计布置详见图。
7混凝土应采用高频振捣器振捣到顶面基本无气泡,当混凝土浇筑至顶部时宜采取二次振捣及二次抹面,应挂起浮浆,确保混凝土的密实性。
8混凝土的养护:浇筑后表面应立即用防水膜保持湿润,防治潮水、雨水、温度剧变,常温下,至少养护15d,温度较低时,应适当延长湿养护时

间。
9混凝土拆模后,地面以下部位应及时回填,地面以上部分应及时加以覆盖养护。

六基础钢筋工程
1钢筋:I为HPB235一级钢筋,IT为HRB335二级钢筋,IIT为HRB400抗疲劳三级钢筋。钢筋直径<=16采用二级钢筋,直径>16采用抗疲劳三级钢筋。混凝土灌注桩中的主筋采用二级钢筋。
2钢筋搭接:直径>=22的钢筋采用钢筋连接(除11~14号钢筋)采用机械连接;直径<22mm的钢筋采用绑扎搭接,钢筋搭接长度不应小于1.2La(钢筋锚固长度)。钢筋的接头位置宜设置在构件受力较小处,且错开,爱街头左右35d且不小于500mm的区段内,街头的受拉钢筋截面面积额与受拉钢筋总截面面积的比值不宜超过1/2.钢筋应按100%的绑扎率进行绑扎。
3施工前应将钢材表面的锈及防锈剂除去。钢筋材料的下料长度可根据实际情况进行调整。

七、耐久性
1根据《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T50476-2008),氯化物环境对配筋混凝土结构的环境作用为III-C,化学腐蚀环境下的环境作用等级为V-D。
2混凝土基础承台底面侧面顶面均采取涂层系统防腐。涂层系统底层为环氧树脂封闭漆、中间为环氧树脂漆(厚度不小于300um)、面层为丙烯树脂漆(厚度不小于200um)。
3涂层保护时混凝土的龄期不得小于28d,并通过验收合格。涂装工艺质量控制、检查、验收、及维修应符合《JTJ 275-2000 海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范防》附录D的要求。

八、基础环安装
1基础底部钢筋布好后,在基底混凝土垫层上采用支承结构,使得法兰不能触碰任何部位的钢筋。在浇筑混凝土时,严格控制法兰水平偏移及下沉,验收时复查法兰面水平度和垂直度,均须满足风电设备厂家提出的精度要求。浇筑混凝土后基础环上的法兰水平度须满足风电设备生产厂家提出的精度需求。
2基础环和地基的密封及施工要求应满足《国电联合动力UP-3000风机基础设计要求》(规范号:GB-70.3-GR.GR.OF.01-A-A)。

九沉降观测
基础沉降观测应满足《国电联合动力UP-3000风机基础设计要求》(规范号:GB-70.3-GR.GR.OF.01-A-A)中1.8条中的要求。

十其它
1电缆管道的埋设和风机接地按照电气图纸施工。
2表层回填500mm厚碎石层,回填土分层夯实,分层铺填厚度200mm,压实系数不得小于0.95.基础回填应在防腐涂层达到标准后进行。
3图中除高程以m计,其它尺寸以mm计。

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