[摘要]本文針對(duì)阜新臺(tái)喇嘛風(fēng)電場(chǎng)工程基巖出露的地質(zhì)條件，對(duì)巖石錨桿在風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)中的應(yīng)用進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析。并對(duì)巖石擴(kuò)底自鎖錨桿基礎(chǔ)施工步驟和檢測(cè)方法進(jìn)行論述。
1風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)一般設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)時(shí)除了考慮水平、豎向荷載外，還需考慮較大的傾覆力矩。抗傾覆設(shè)計(jì)要求基礎(chǔ)正常工況底板邊緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力，極端工況允許底板邊緣局部脫開，為此風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)成底盤尺寸較大的擴(kuò)展基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋入地下，地基開挖和混凝土施工工程量大。
某風(fēng)口風(fēng)電場(chǎng)地基為土層，風(fēng)機(jī)塔高70m，風(fēng)機(jī)葉半徑42m，塔基采用圓柱和圓臺(tái)組合的擴(kuò)展基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底部直徑17.4m，基礎(chǔ)高2.5m，基礎(chǔ)埋深3m，單個(gè)基礎(chǔ)工程量：土體開挖763m3，混凝土379m3，鋼筋46t。
2巖石錨桿風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)
阜新臺(tái)喇嘛風(fēng)電場(chǎng)工程區(qū)山體多為基巖出露，僅在山體坡腳和局部較緩處有第四系覆蓋層。該場(chǎng)地風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)若仍然采用埋在地下的擴(kuò)展基礎(chǔ)，巖石上開挖施工難度大。
《風(fēng)電機(jī)組地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)定》指出，風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持因地制宜、保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源的原則。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)除上述擴(kuò)展基礎(chǔ)外，還應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)條件，推薦使用樁基礎(chǔ)或巖石錨桿基礎(chǔ)。鑒于阜新臺(tái)喇嘛風(fēng)電場(chǎng)工程區(qū)基巖多裸露，建議風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)采用巖石錨桿基礎(chǔ)。
巖石錨桿基礎(chǔ)是通過錨桿將風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)與巖石地基連接成整體，充分利用基巖的體量和重量來共同抵抗基礎(chǔ)受到的傾覆力矩。巖石錨桿基礎(chǔ)允許基礎(chǔ)底板與地基之間的交接面出現(xiàn)大的拉應(yīng)力，該拉應(yīng)力將由錨桿來承擔(dān)。而普通的擴(kuò)展基礎(chǔ)只能依靠基礎(chǔ)的體量和埋深，由此帶來的自重和回填土壓力來抵抗傾覆力矩。因而巖石錨桿基礎(chǔ)不像擴(kuò)展基礎(chǔ)那樣需要較大的體量和埋深，能有效地減少地基的開挖工程量和混凝土方量。
3巖石擴(kuò)底自鎖錨桿
在高層建筑結(jié)構(gòu)中為了克服地下水上浮力對(duì)地下室底板的不利影響，采用抗浮錨桿來減小底板的厚度，以節(jié)省混凝土方量，減少地基開挖工程量，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)?shù)装逑碌幕鶐r埋置淺時(shí)，改用擴(kuò)底自鎖錨桿來代替普通錨桿，將錨桿直接錨在巖石內(nèi)，能減小錨桿錨固段長度，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
普通巖石錨桿是在巖石上鉆直孔，插入鋼筋后灌漿，利用漿體與巖石孔壁的粘結(jié)力來提供錨固力。而巖石擴(kuò)底自鎖錨桿是在巖石上鉆直孔后，改用擴(kuò)孔鉆頭在孔底擴(kuò)孔，插入端頭特制的鋼筋錨桿，安裝時(shí)鋼筋端頭張開與孔底擴(kuò)孔咬合后灌漿，該錨桿除了粘結(jié)漿體提供的錨固力外，還有錨桿底端擴(kuò)大頭與巖石擴(kuò)孔壁的機(jī)械咬合提供的錨固力。機(jī)械咬合的機(jī)理比粘結(jié)更可靠，因而擴(kuò)底自鎖錨桿比普通錨桿的錨固力更大，可靠性更高，抗疲勞性能更好。
4巖石擴(kuò)底自鎖錨桿風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)
針對(duì)阜新臺(tái)喇嘛風(fēng)電場(chǎng)工程的實(shí)際情況采用巖石擴(kuò)底自鎖錨桿風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)。根據(jù)提供的荷載參數(shù)，初步提出下列兩種造型的巖石擴(kuò)底自錨桿風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)方案：
方案1：風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)由鋼筋混凝土圓形塔桿基座、外伸地基梁和巖石擴(kuò)底自鎖錨桿組成。該方案圓形塔桿基座直徑6m，高2.5m，外伸地基梁長6m、寬2m、高1～2m，基礎(chǔ)埋深2m，在地基梁上設(shè)錨桿，錨桿總數(shù)為30根，錨桿埋深5～6m。單根錨桿采用直徑32mm強(qiáng)度等級(jí)PSB980的精軋螺紋鋼筋。
方案2：風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)仍然采用擴(kuò)展基礎(chǔ)，圓形塔桿基座直徑6m，高2.5m，但擴(kuò)展底板直徑取14m，底板厚1～2m，基礎(chǔ)埋深1m，在擴(kuò)展底板周邊設(shè)錨桿，錨桿總數(shù)為30根，錨桿埋深5m。單根錨桿采用直徑32mm強(qiáng)度等級(jí)PSB980的精軋螺紋鋼筋。
5施工步驟：
基礎(chǔ)放線；地基開挖至設(shè)計(jì)深度；錨桿鉆孔定位，鉆孔，擴(kuò)孔，清孔；錨桿組裝，安裝，灌漿，養(yǎng)護(hù)；基底巖石表面鑿毛，沖洗干凈，立模板，綁鋼筋，澆混凝土，養(yǎng)護(hù)。
檢測(cè)：
?。?）、巖石鉆孔至設(shè)計(jì)深度后測(cè)量孔深、記錄孔深；改用擴(kuò)孔鉆頭擴(kuò)孔，擴(kuò)孔前標(biāo)記鉆桿位置，與擴(kuò)孔后鉆桿位置比較，鉆桿擴(kuò)孔行程達(dá)要求后判斷擴(kuò)孔到位，否則繼續(xù)擴(kuò)孔。
?。?）、錨桿組裝后插入擴(kuò)孔內(nèi)，用套筒加壓，錘擊套筒，套筒行程達(dá)要求后合格。
?。?）、通過注漿管灌漿，漿液從孔口溢出停止灌漿，養(yǎng)護(hù)期間禁止敲擊錨桿外露鋼筋。養(yǎng)護(hù)時(shí)間24小時(shí)。
?。?）、錨桿抗拔力檢驗(yàn)。
6巖石錨桿風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)目前存在的問題
目前巖石錨桿技術(shù)應(yīng)用在輸變電鋼管塔、出線塔、大廈等工程中，都是在靜載工況下使用。對(duì)于風(fēng)電項(xiàng)目，風(fēng)機(jī)塔70m高，葉輪半徑42m，如此大的動(dòng)載工況下使用國內(nèi)沒有工程實(shí)例，對(duì)于巖石錨桿基礎(chǔ)的耐久性，抗疲勞、抗變形等能力需要工程實(shí)例進(jìn)行檢驗(yàn)。
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