220kV变电站桩基础设计毕业设计

欢迎下载本文档参考使用，如果有疑问或者需要CAD图纸的请联系q1484406321 华 北 水 利 水 电 学 院 毕 业 设 计江苏东台风电场220kV变电站桩基础设计摘 要变电站上部结构为变电室和生产楼等结构，而下部结构为基础，包括天然地基基础和桩基础。基础工程包括建筑物的地基与基础的设计与施工。为了保证风电场的正常使用与安全，地基与基础必须具有足够的强度和稳定性，变形也应在允许范围之内。根据地层变化情况、上部结构的要求、荷载特点和施工技术水平，可采用不同类型的地基和基础。本文以江苏东台风电场220kV变电站基础设计为例，依据中国水电工程顾问集团华东勘测设计研究院提供的勘查报告，深入了解了工程建筑区的地形地貌、地质构造、水文地质条件、岩土力学性质和物理地质现象等工程地质条件，对拟建工程场区进行评价，并提出岩土力学指标的建议值和该变电站桩基础设计。首先根据工程地质条件、岩土力学指标建议值和上部结构形式及上部结构重量，选取了桩基础形式混凝土预应力管桩。在对天然地基的评价的基础上，进行了成桩分析。根据混凝土预应力管桩的优缺点，结合场地地层条件，初步选取桩径，试算出桩长，并进行桩的设计计算：单桩承载力和桩的沉降计算，最后从抗剪、冲切和抗弯等三方面对承台进行了设计验算。关键词: 变电站；地基；预应力管桩；沉降；承台 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 Chinas 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目录1 前言12 工程概况22.1 工程简介及勘察任务22.1.1 工程概述22.1.2 勘察目的任务22.1.3 工作依据22.2 勘察等级划分32.2.1 安全等级32.2.2 场地等级32.2.3 地基等级42.2.4 勘察等级52.3 勘探孔的布置52.3.1 勘探孔布置情况52.3.2 勘察手段和完成工作量63 工程地质及水文地质条件83.1 工程地质条件83.1.1 区域地质与地形地貌83.1.2 地基土的构成与特征83.2 场地地基土的物理力学性质93.3 水文地质条件与水的腐蚀性评价103.3.1 水文地质103.3.2 水质分析113.3.3 水的腐蚀性分析评价114 场地岩土工程评价与桩基条件分析134.1 场地类别及抗震地段划分134.1.1 场地类别划分134.1.2 抗震地段划分134.2本场地饱和砂土液化类别134.3 天然地基评价154.3.1 场地稳定性及适宜性评价154.3.2 建筑结构荷载及基底压力估算154.3.3 持力层选择164.3.4 天然地基承载力评价174.4 桩基条件分析评价184.4.1 桩持力层与桩型选择184.4.2 成桩可能性分析194.4.3 桩基沉降分析195 混凝土预应力管桩设计205.1 混凝土预应力管桩简介205.1.1 管桩的优点205.1.2 管桩的缺点及局限205.2 混凝土预应力管桩的设计215.2.1 持力层选择215.2.2 混凝土预应力管桩的设计225.3 四桩承台的设计验算285.3.1 抗剪计算285.3.2 冲切计算295.3.3 抗弯计算305.4 六桩承台的设计验算325.4.1 抗剪计算325.4.2 冲切计算335.4.3 抗弯计算356 结论与建议37结束语38参考文献39附 图：1. 江苏东台风电场220kV变电站勘探点平面位置图（1：150） 2. 工程地质剖面图（11） 3. 钻孔柱状图（ZK137ZK138及J138）第 IV 页 1 前言在世界各国的深基础工程中，桩基础工程是当今工程领域的一大技术热点，其原理和技术在不短的完善，特别是新材料和新的施工机械的使用，为桩基础发展提供了必要的条件。桩基础具有比较大的整体性和刚度，能承受较大的上部荷载和水平荷载，是目前应用较为广泛的基础类型。而在风电场桩基工程应用最新型的又是混凝土预应力管桩桩。预应力管桩是近几年才发展起来的一种新型的桩型。在港口、码头、及工民建中都有较为广泛的应用。其制作工艺有后张法和先张法两种，后张法的桩径较大（8001200mm），桩身混凝土采用离心辊压振动复合工艺成型，而且每节长约45m，壁厚1215cm。而且在管壁中间预留有1525个130mm左右的小孔。使用时通过这些预留孔用高强钢绞线将各段管连接起来，并在其张拉过程中再对这些孔道高压注浆，使之形成一长桩，桩长可达7080m。后张法的桩径有350、400、500、550、600mm共五种，其壁厚有45、55、60、70、90、100mm和110mm七种，桩长815m本论文介绍了江苏东台风电场220kV变电站站岩土工程勘察项目，拟建风电场中间段2、3及25、26风机之间，征地范围呈矩形（14287m），征地面积12354m2。该变电站为户内变电站，配两台220kV主变压器，主要建构筑物有三层框架结构生产综合楼（拟采用预应力管桩桩基础）、两层砖混结构生产辅助楼及单层水泵房、消防设备间等附属设施（拟采用天然地基）。本论文主要对预应力管桩桩基础进行了评价和计算。本设计的第2部分主要介绍了一下工程概况、岩土工程勘察等级、勘察的依据和方法以及勘察的工作量统计等；第3部分介绍了一下建筑场地的工程地质条件及水文地质条件；第4部分对场地地震效应和桩基条件作了分析和评价；第5部分预应力管桩做了初步设计；后几部分提出结论与建议和参考文献以及附表，并附上相关图件。2 工程概况2.1 工程简介及勘察任务2.1.1 工程概述江苏东台风电场220kV变电站站址位于拟建风电场中间段2、3及25、26风机之间，征地范围呈矩形（14287m），征地面积12354m2。该变电站为户内变电站，配两台220kV主变压器，主要建构筑物有三层框架结构生产综合楼（拟采用预应力管桩桩基础）、两层砖混结构生产辅助楼及单层水泵房、消防设备间等附属设施（拟采用天然地基）。2.1.2 勘察目的任务根据甲方要求，结合拟建建筑物特征，确定本次勘察的目的任务如下：1）查明场地的岩性、时代、成因及空间分布特征，提供设计所需的各层土的物理力学性质指标，并对基础影响深度内地层承载力和变形特征进行评价。2）查明工程场地不良地质现象的成因、类型、分布范围及其对场地稳定性的影响，预测其发展趋势，并提出防治措施及有关技术参数。3）查明地下水的埋藏条件，含水层的类型等，评价地下水对地基设计施工的影响及对混凝土的腐蚀性。4）查明有无液化土层，并对场地液化可能性做出评价。5）判定场地土的类型及建筑场地类别，提供有关抗震设计有关参数，对其地震效应进行评价。6）对拟建场地的工程地质条件作出评价，并结合地基土的性状特征，评价建筑场地的稳定性和适宜性，评价桩基持力层及桩型、估算单桩竖向承载力特征值、判断沉桩可能性、判别饱和砂土液化势及液化等级、评定场区地表水、地下水对建筑材料的腐蚀性，为该工程施工图设计提供工程地质资料。7）提出影响工程施工的不利地质因素，并对工程设计和施工中应注意的问题提出建议，要求提交岩土工程勘察报告。2.1.3 工作依据本次勘察及报告编写工作依据的规范有：(1) 华东勘察设计研究院下达勘察任务书；(2) 江苏东台风电场技施阶段工程地质勘察大纲（2006年5月）；(3) 中华人民共和国工程建设标准强制性条文；(4) 国标岩土工程勘察规范GB50021-2001；(5) 国标建筑地基基础设计规范GB50007-2002；(6) 国标土工试验方法标准GB/T50123-1999；(7) 国标建筑抗震设计规范GB50011-2001；(8) 国标建筑地基基础设计规范GB50007-2002；(9) 行标变电所岩土工程勘测技术规程DL/T51702002；(10) 行标建筑桩基技术规范JGJ94-94；(11) 行标建筑工程地质钻探技术标准JGJ87-92；(12) 行标原状土取样技术标准JGJ89-92；(13) 中国地震动参数区划图（GB18306-2001）；(14) 中国工程建设标准化委员会标准静力触探技术标准CECS：04:88；(15) 江苏东台风力发电场200MW风电项目工程场地地震安全性评价工作报告（江苏省地震工程研究院2005年12月）；(16) 江苏东台风力发电场200兆瓦风电特许权项目地质灾害评估报告（江苏省地质调查研究院2005年11月）；(17) 江苏东台风力发电场工程地质勘察报告（可研阶段）（华东勘测设计研究院2005年5月）。2.2 勘察等级划分2.2.1 安全等级根据岩土工程勘察规范3.1.1规定，工程的规模和特征，以及由于岩土工程问题造成工程破坏或影响正常使用的后果，可以分为三个工程重要性等级：1）一级工程：重要工程，后果很严重。2）二级工程：一般工程，后果严重。3）三级工程：次要工程，后果不严重。2.2.2 场地等级根据岩土工程勘察规范3.1.2规定，场地的复杂程度，可按下列规定分为三个场地等级：1） 符合下列条件之一者为一级场地：（1）对建筑抗震危险的地段；（2）不良地质作用强烈发育； （3）地质环境已经或可能受到强烈破坏； （4）地形地貌复杂； （5）有影响工程的多层地下水、岩溶裂隙水或其他水文地质条件复杂，需专门究的场地。2）符合下列条件之一者为二级场地： （1）对建筑抗震不利的地段； （2）不良地质作用一般发育； （3）地质环境已经或可能受到一般破坏； （4）地形地貌较复杂； （5）基础位于地下水位以下的场地。3）符合下列条件者为三级场地： （1）抗震烈度等于或小于6度，或对建筑抗震有利的地段； （2）不良地质作用不发育；（3）地质环境基本未受破坏； （4）地形地貌简单； （5）地下水对工程无影响。2.2.3 地基等级根据岩土工程勘察规范3.1.3规定，地基的复杂程度，可按下列规定分为三个地基等级：1）符合下列条件之一者为一级地基：（1）岩土种类多，很不均匀，性质变化较大，需特殊处理；（2）严重湿陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性岩土，以及其他情况复杂，需作专门处理的岩土。2）符合下列条件之一者为二级地基： （1）岩土种类较多，不均匀，性质变化较大； （2）除本条第一款规定以外的特殊性岩土。3）符合下列条件者为三级地基： （1）岩土种类单一，均匀，性质变化不大； （2）无特殊性岩土。2.2.4 勘察等级根据岩土工程勘察规范3.1.4规定，工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级，可按下列条件划分岩土工程勘察等级。甲级：在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级；乙级：除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目；丙级：工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均为三级。由以上规范结合该建筑的实际情况可得：本工程工程重要性等级为二级，地基等级为二级（中等复杂地基），场地等级应为二级（复杂场地），岩土工程勘察等级划分为乙级。2.3 勘探孔的布置2.3.1 勘探孔布置情况根据岩土工程勘察规范(B50021-2001)关于房屋建筑和构筑物的详细勘察布孔规定，勘探孔的布置应满足以下规定：1）乙级勘察勘探点的间距为1530m；2）详细勘察的单栋高层建筑勘探点的布置，应满足均匀性评价的要求，且不应少于4个；对密集的高层建筑群，勘探点可适当的减少，但每栋建筑物至少应有一个控制性勘探点；3）勘探孔深度应能控制地基主要受力层，当基础底面宽度不大于5m时，勘探孔的深度对条形地基不应小于基础底面宽度的3倍，对单独桩基不应小于1.5倍，且不应小于5m；4）对高层建筑和需做变形计算的地基，控制性勘探孔的深度应不超过地基变形计算深度；高层建筑的一般性勘探孔应达到基础底下0.51.0倍的基础宽度，并深入稳定分布的地层；5）当有大面积地面堆载或软弱下卧层时，应适当加深控制性勘探孔的深度。根据主要建构筑物轮廓及附属设施位置布置勘探孔，主要建筑物上一般孔间距1020m，共布置钻孔9个（编号ZK135、ZK137ZK144），孔深21.6551.20m，静探孔17个（编号J136、J138J153），孔深17.0044.20m。 根据岩土工程勘察规范（B50021-2001）4.1.20规定，详细勘察采取土试样和进行原位测试应符合下列要求：采取土试样和进行原位测试的勘探点数量，应根据地层结构、地基土的均匀性和设计要求确定，对地基基础设计等级为甲级的建筑物每栋不少于3个；1）每个场地每一主要土层的原状土试样或原位测试数据不应少于6件；2）在地基主要受力层内，对厚度大于0.5m的夹层或透镜体，应采取土试样或进行原位测试；3）当土层性质不均匀时，应增加取土数量或原位测试工作量。2.3.2 勘察手段和完成工作量勘察工作主要采用钻探、现场原位测试和室内土工试验相结合的方法。钻探选用XY100型和XY200各一台钻机，采用优质膨润土配制泥浆护壁、回转钻进，全断面取芯的钻进工艺。采取原状土样，进行室内土工试验，并在钻孔中进行标准贯入试验。本次勘察按技施精度进行，以钻探、标贯、静力触探和室内试验为主，静力触探试验采用15T双桥静力触探仪，便携式微机对测试数据进行分析与处理。为了保证取水样的质量，在场内挖深约3m取水坑采取地下水。野外勘探作业自2006年5月15日开始，于5月22日结束，历时8天，完成的勘察工作量见表2-1。表2-1 勘察工作量表项 目单 位工 作 量野外勘探测量（勘探点定位与复测）组日2钻 探机 钻 孔m/孔280.55/9原位测试标准贯入试验段次161静力触探m/孔452.70/17波速测试m/孔50/1电阻率测试m/条580/3取 样原 状 土 样组110扰动土样组80地 下 水 样组1室内试验室内常规土工试验组110颗粒分析组188水质简分析组1勘探点坐标引测于导线点K1（X= 3632476.350 ，Y= 583939.699 ，H= 4.39 m）、K2（X=3632513.472 ，Y=583959.550 ，H=4.20m）。勘探点坐标采用的是北京坐标系，高程采用国家1985年高程基准。3 工程地质及水文地质条件3.1 工程地质条件3.1.1 区域地质与地形地貌拟建风电场变电站站址属扬子断块区的下扬子断块。本工程区位于下扬子断块内。区内断裂构造发育，共涉及到19条主要断裂，断裂走向可分为北东向、北西向和近东西向3组。影响工程场地的主要区域性活动断裂有苏北滨海断裂和栟茶河断裂。近场区主要断裂有5条：陈家堡小海断裂、大桥东台林场断裂、大泗庄邓庄断裂、栟茶河断裂和苏北滨海断裂，其中对场地稳定性影响较大的主要活动断裂有苏北滨海断裂和栟茶河断裂。变电站址位于东台市东南约70km弶港镇滨海地区，属黄海潮间带滩涂地貌单元。场区地形较平坦，略有起伏，地面高程4.174.50m，局部野生植物丛生。场区西侧紧靠一条碎石路面海堤路，海堤路面高程在7.68.2m。海堤外靠一条宽约3-8m的咸水河，河外侧为已建成的新海堤公路。3.1.2 地基土的构成与特征根据钻孔揭露，勘探深度范围内上部层为第四系全新统（Q4）冲海相粉土、粉砂，下部为晚更新世（Q32）陆相、滨海相沉积物。现自上而下分述如下：层填土本场区缺失。-1层 砂质粉土（Q4）灰黄、褐黄色，松散，湿，顶部含少量植物根茎，摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低，含少量粉砂及粘质粉土。场区均有分布，层底埋深2.405.30m，层底标高-0.992.10m，静探锥尖阻力qc=1.832.95MPa，平均值2.38 MPa；标贯实测锤击数为47击，平均5.5击。层厚2.405.30m，-2层 砂质粉土（Q4）灰色，稍密，湿，局部夹灰黄色粉土团块，含少量贝壳碎屑。摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。该层分布较广，层顶埋深2.404.00m，层顶标高-0.992.10m，静探锥尖阻力qc=3.155.27MPa，平均值4.38MPa；标贯实测锤击数为5.511.5击，平均7.9击。该层除ZK139、ZK140、J144及J151缺失外，各孔均有揭露，层厚02.50m。-1层 粉砂夹砂质粉土（Q4）灰色，稍密为主，局部中密，很湿饱和，夹砂质粉土。摇振反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低。该层全区分布，层顶埋深4.105.40m，层顶标高-1.080.40m，静探锥尖阻力qc=7.168.48MPa，平均值7.92MPa；标贯实测锤击数为1025击，平均14.6击。该层层厚4.406.00m。-2层 粉砂（Q4）灰色，中密密实，很湿饱和，含腐殖质，含贝壳碎屑，局部富集。摇振反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低。该层全区分布，层顶埋深9.4010.30m，层顶标高-5.87-5.09m，静探锥尖阻力qc=11.0112.01MPa，平均值11.59 MPa；标贯实测锤击数为2138击，平均30.3击。该层层厚11.9014.60m。、层为滨海相粘性土、粉土，风电场大部分均有分布，本场地缺失。层 粉砂与粉质粘土互层（Q3）（相当于可研报告中-夹层）灰色，稍密，单层厚变化较大，一般110cm，其中粉质粘土一般呈灰色软塑状，局部呈灰绿色可塑状。摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。静探锥尖阻力qc=6.037.38MPa，平均值6.59MPa；标贯实测锤击数为1120击，平均14.8击。场区均有分布，勘探揭露层顶埋深23.6024.40m，层顶标高-17.59-20.11m，层厚21.15m（未穿）。3.2 场地地基土的物理力学性质本次勘探共取原状土样110组，进行室内常规项目试验，并对层砂质粉土与层粉砂进行了颗粒分析等特殊试验项目。试验按国标土工试验方法标准GB/T50123-1999操作，并按国标建筑地基基础设计规范GB50007-2002定名。各岩土层物理力学指标统计见表2（地基土物理力学性质指标数理统计成果表）及附件1土工试验成果报告。依据岩土工程勘察规范（GB50021-2001）14.2.2条和14.2.4条，土的各项参数指标的平均值、标准值、标准差、变异系数和统计修正系数可按下式计算： （3-1） （3-2） （3-3） （3-4） （3-5）式中正负号按不利组合考虑；如抗剪强度指标的修整系数应按负值。其中： 岩土参数的平均值； 岩土参数的标准差； 岩土参数的变异系数； 岩土参数的标准值； 统计修正系数。3.3 水文地质条件与水的腐蚀性评价3.3.1 水文地质根据地下水的赋存条件与水理、水力特征，场区浅层地下水类型为孔隙性潜水。其补给来自大气降水和河水、海水。地下水位受潮汐涨落影响，动态变化大。勘察期间，在钻孔中测得的初见水位埋深约为0.6m，稳定地下水位为1.102.10m，相应的稳定水位高程为2.393.25m。3.3.2 水质分析表3-1 水质分析检验报告样品名称: 场地集水坑地下水检验日期2006-5-22气味无透明度半明室内气温25.0 0C颜色无混浊度半明室内水温25.0 1C分析项目(Bz)C(1/Z)BzX(1/Z)Bz分析项目(Bz)mg/LMmol/L%mg/L阳 离 子Na+K+2927.2127.2788.8侵蚀性CO2 Ca2+39.11.951.3游离CO2 Mg2+171.914.159.9可溶性SiO2Fe2+分析项目(CaCO3)Fe3+(Bz) mg/LNH4+总硬度805.0暂时硬度总计143.37100.0矿化度8739.8阴 离 子Cl-3954.4111.5577.8项目SO42-712.214.8310.3PH8.48HCO3-836.613.719.6CO32-98.43.282.3NO3-总计143.37100.03.3.3 水的腐蚀性分析评价场区位于滨海平原，地势低平、沉积颗粒细，地下水位较浅，水力坡度平缓（排泄区），地下水蒸发作用强，矿化度高，水质差。场区无地表系，场区附近地表水及地下水为微混浊、淡黄色的微咸水、咸水或盐水。本次勘察在变电站场地取地下水一组，进行水化学简分析。根据国标岩土工程勘察规范GB50021-2001判断（见表3-2）：场地内集水坑地下水：场地环境类型按类考虑，对混凝土结构不具腐蚀性；水样中（Cl- +SO42-0.25）含量大于500mg/l，对混凝土结构中钢筋具中等腐蚀性，水样中PH值均介于311，（Cl-+ SO42-）含量均大于500mg/l，对钢结构具中等腐蚀性，设计应采取防腐蚀措施，场区地下水均不能作为施工拌和和养护用水。地下水化学类型为高矿化度的氯化钠（钾）型水（Cl-Na+K+）。引用前期可研阶段勘察成果，场地附近地表水场地环境类型按类考虑，地表水对混凝土结构具弱腐蚀性，对混凝土结构中钢筋具强腐蚀性，对钢结构具中等腐蚀性。 表3-2 孔隙潜水腐蚀性评价表 水对混凝土结构的腐蚀性评价腐蚀介质项目 水腐蚀等级场地环境类型地下水按类考虑受地层渗透性影响按B类SO42-Mg2+NH4+OH总矿化度PH值侵蚀性CO2HCO3-mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmmol/L场地内集水坑地下水水中含量712.2171.98739.88.4813.71水腐蚀性等级 无 无 无 无 无水对钢筋混凝土结构中钢筋和钢结构的腐蚀性评价腐蚀介质项目钢筋混凝土结构中钢筋钢结构ClSO42-0.25干湿交替状态下腐蚀等级PH值ClSO42腐蚀等级mg/Lmg/Lmg/L场地内集水坑地下水3954.4178.05 中8.484666.6中4 场地岩土工程评价与桩基条件分析4.1 场地类别及抗震地段划分4.1.1 场地类别划分对本场地地层在钻孔ZK141内进行了单孔波速测试，测试深度为50m，共计完成测试点50个，据实测波速值统计，ZK141钻孔在地面下20m范围内各土层等效剪切波速Vse值为191m/s（详见附件5：波速测试报告）。依据国标建筑抗震设计规范(GB50011-2001)，该工程场地土的类型属中软场地土。据波速及钻探资料，该场地覆盖层厚度（dov）大于50m，结合上述波速试验所划场地土类型，确定建筑场地类别为III类。4.1.2 抗震地段划分根据业主提供江苏东台风力发电场200MW风电项目工程场地地震安全性评价工作报告（江苏省地震工程研究院2005年12月），本地区地震动峰值加速度为0.15g，地震基本烈度度，场址地震动反应谱特征周期为0.55s。4.2 本场地饱和砂土液化类别本场区20m深度范围内，分布有饱和的砂质粉土（-1、-2层）、粉砂夹砂质粉土（-1层），粉砂（-2层），其粘粒（粒径0.005mm）含量小于10%。根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）的规定，属液化判别范围，采用标准贯入试验判别法作进一步判别。本场区参考江苏东台风力发电场200MW风电项目工程场地地震安全性评价工作报告（江苏省地震工程研究院2005年12月），抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值0.15g，特征周期值为0.55s，建筑场地类别为类，按照国标建筑抗震设计规范GB50011-2001相当于设计地震分组第二组。实测标贯锤击数N小于标贯锤击数临界值Ncr时，判为液化土，并进一步计算液化指数IlE，判定液化等级，否则判为不液化土。标贯锤击数临界值和液化指数计算公式详见建筑抗震设计规范（GB50011-2001），计算时取N0=10，液化判别结果见表表4-1 饱和砂质粉土液化判别表 钻孔 编号地层 编号试 验深 度 地 下 水 位粘 粒 含 量计 算 临界值标 贯 实测值液 化 判 定液化指数计算液 化等 级ds(m)dw(m)c(%)Ncr(击)N(击)I leiI leZK138-11.6500.010.657液化7.5422.02严重-12.751.011.756液化5.87-24.050.013.058液化5.42-15.550.014.5513液化1.54-17.050.016.0514液化1.65-18.550.017.5519不液化-210.050.019.0524不液化-211.550.020.5528不液化-214.552.023.5530不液化-216.050.02432不液化-217.551.52434不液化-219.051.02438不液化ZK141-11.6503.010.654液化13.4224.70严重-12.651.511.655液化5.71-23.658.512.656.5液化2.89-24.657.013.658液化2.68-15.652.014.6515.5不液化-16.650.015.6516不液化-18.152.017.1517不液化-19.455.018.4523不液化-211.153.020.1527不液化-212.456.521.4528不液化-213.953.522.9530不液化-215.653.52433不液化-216.953.02429不液化-218.652.52434不液化续表4-1 饱和砂质粉土液化判别表 钻孔 编号地层 编号试 验深 度 地 下 水 位粘 粒 含 量计 算 临界值标 贯 实测值液 化 判 定液化指数计算液 化等 级ds(m)dw(m)c(%)Ncr(击)N(击)I leiI le-219.951.52434不液化ZK143-12.2500.511.256.5液化12.2415.07中等-23.551.512.5511.5液化1.17-15.050.514.0512.5液化1.66-16.551.515.5525不液化-18.050.017.0521不液化-19.550.518.5523不液化-211.050.020.0525不液化-212.553.521.5529不液化-214.052.023.0530不液化-215.550.02433不液化-217.050.02435不液化-218.550.02434不液化-220.001.02435不液化对本场地的3个钻孔-1层砂质粉土、-2层砂质粉土、-1层粉砂夹砂质粉土、-2层粉砂进行液化判别，判别结果表明：2只钻孔严重液化，1只钻孔中等液化，液化土层为场地上部的-1、-2层砂质粉土及-1层粉砂夹砂质粉土，-2层粉砂不液化。4.3 天然地基评价4.3.1 场地稳定性及适宜性评价根据本地区地质构造背景和拟建场地的工程地质条件，本场地属稳定场地，适宜本工程建设。4.3.2 建筑结构荷载及基底压力估算拟建风电场中间段2、3及25、26风机之间，征地范围呈矩形（14287m），征地面积12354m2。该变电站为户内变电站，配两台220kV主变压器，主要建构筑物有三层框架结构生产综合楼（拟采用预应力管桩桩基础）、两层砖混结构生产辅助楼及单层水泵房、消防设备间等附属设施（拟采用天然地基）。由于变电站质量高于一般的建筑，估算配两台220kV主变压器，主要建构筑物三层框架结构生产综合楼平均应力为150kPa;而两层砖混结构生产辅助楼及单层水泵房、消防设备间等附属设施比较小为20-40 kPa。轴心荷载下基底压力计算公式： （4-1）式中： -平均基底压力； -相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值； -基础自重和基础上的土重；,其中在不作详细计算时取 ；-基础底面面积。根据上述公式,可估算出生产综合楼和主变器室的平均基底压力为,而辅助楼及单层水泵房、消防设备间等附属设施平均基底压力。4.3.3 持力层选择-1层砂质粉土，松散，含少量粉砂及粘质粉土，场区均有分布，层厚2.405.30m，层底埋深2.405.30m，静探孔锥尖阻力qc=1.832.95MPa，平均值2.38 MPa；标贯实测锤击数为47击，平均5.5击。物理力学性质稍差，工程性能尚可。其地基土承载力特征值fak可取100kPa，压缩模量Es1-2可取6.0MPa。-2层 砂质粉土，稍密，层顶埋深2.404.00m，静探锥尖阻力qc=3.155.27MPa，平均值4.38MPa；标贯实测锤击数为5.511.5击，平均7.9击。该层除ZK139、ZK140、J144及J151缺失外，各孔均有揭露，层厚02.50m。该层局部缺失，物理力学性质一般，工程性能尚可。其地基土承载力特征值fak可取110kPa，压缩模量Es1-2可取7.5MPa。-1层 粉砂夹砂质粉土，稍密为主，局部中密，层顶埋深4.105.40m，静探锥尖阻力qc=7.168.48MPa，平均值7.92MPa；标贯实测锤击数为1025击，平均14.6击。该层全区分布，层厚4.406.00m。物理力学性质较好，工程性能较好。其地基土承载力特征值fak可取160kPa，压缩模量Es1-2可取10.5MPa。综上所述，-1、-2层力学性质一般，可以作为荷载较小的两层生产辅助楼、单层辅助工程天然地基持力层，-1层工程性能较好，但埋藏稍深，基坑开挖工作量较大，又埋藏在地下水位以下，基础施工费用较大，不经济。综合液化判别结果场区顶部三层土层存在中等严重液化，建构筑物基础及结构设计宜根据建筑抗震设防类别考虑是否需要进行抗液化处理。若采用抗液化措施，可选用振冲碎石桩振冲挤密方案，处理土层为-1、-2及-1层，处理深度约10m。4.3.4 天然地基承载力评价天然地基方案是否可行首先要考虑的是持力层能否满足基地压力的要求，为此利用下列公式进行承载力计算。按建筑地基基础设计规范（GB500072002）第5.2.4式计算基础深宽修正后的承载力特征值：127.9kPa （4-2） 其中： fak =100kPa, b =0, d =1.0,b=3m,d=2.0m, =19.3kN/m3, m =18.6kN/m3式中 fa 修正后的地基承载力特征值fak 地基承载力特征值d、b 基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查表5-1取值 基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度 m 基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度 b 基础底面宽度（m），当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值 d 基础埋置深度（m），一般自室外地面标高算起。再填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工完成时，应从天然地面标高算起。对于地下室，如采用箱形基础或筏形基础时，基础埋深自室外地面标高算起；当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起表4-2 承载力修正系数 土的类别bd淤泥和淤泥质土01.0人工填土e或Il大于等于0.85的粘性土01.0红粘土含水比w0.8含水比w0.800.151.21.4大面积填土压实系数大于0.95、粘粒含量c10%的粉土最大干密度大于2.1t/m3的级配砂石001.52.0粉土粘粒含量c10%的粉土粘粒含量c10%的粉土0.30.51.52.0e或Il均小于0.85的粘性土粉砂、细砂（不包括很湿与饱和时的稍密状态）中砂、粗砂、砾砂和碎石土0.32.03.01.63.04.4注： 强风化和弱风化的岩石，可参照所风化的相应土类取值，其他状态下的岩石不修正 地基承载力特征值按GB50007-2002附录D深层平板荷载试验确定时d取0由上式及上部荷载平均基底压力可知:则 天然地基承载力不满足主变室和生产综合楼的承载力要求,满足两层砖混结构生产辅助楼及单层水泵房、消防设备间等附属设施。4.4 桩基条件分析评价4.4.1 桩持力层与桩型选择-1层粉砂夹砂质粉土，稍密为主，局部中密，该层全区分布，层厚4.406.00m，层顶埋深4.105.40m，静探锥尖阻力qc=7.168.48MPa，平均值7.92MPa；标贯实测锤击数为1025击，平均14.6击。该层物理力学性质较好，埋藏浅，工程性能一般，因为存在严重液化势，故不宜作为短桩桩端持力层。-2层粉砂，中密密实，中偏低压缩性，该层全区分布，层顶埋深9.4010.30m，层顶标高-5.87-5.09m，静探锥尖阻力qc=11.0112.01MPa，平均值11.59 MPa；标贯实测锤击数为2138击，平均30.3击。该层物理力学性质良好，层厚