CN209144858U - 严重液化场地风机基础承台周围地基土加固结构 - Google Patents

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宋英龙
陈少雄
何志刚
周晟
赵志华
赵文觉
高礼
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Abstract

严重液化场地风机基础承台周围地基土加固结构,包括风机基础承台,风机基础承台外侧自下至上等间距布置有三道加筋结构层,加筋结构层为填充水泥土的土工格室,加筋结构层之间为填充物层,填充物层采用水泥土压实铺设而成,地表以下两米范围内为回填土层,回填土层采用回填土压实铺设而成。本实用新型施工简便、成本低、工期短、效率高,且不影响地表农作物耕种、减小建设单位征租地成本,同时也能达到地基处理、提高桩基水平承载力、保证基础安全稳定的目的。

Description

严重液化场地风机基础承台周围地基土加固结构
技术领域
本实用新型涉及地基土加固结构,具体是涉及一种严重液化场地风机基础承台周围地基土加固结构。
背景技术
某位于黄河流域冲洪积平原风电场工程,基本地震烈度为8度,地下水位高,地基土以饱和松散砂(粉)土为主,为严重液化土场地,且高轮毂、大叶轮直径造成风机基础设计载荷很大,这就对风机基础(风力发电机塔筒基础)的设计要求越来越高。
风机基础设计等级为甲级,项目所在地为严重液化地基土场地,根据《建筑抗震设计规范》需采用桩基全部消除液化沉陷的不利影响。项目所在地基本地震烈度为8度,《建筑桩基技术规范》和《预应力管桩图集》规定管桩基础在高烈度地区慎用,故采用非挤土钻孔灌注桩基础消除竖向液化沉陷的不利影响。
工程中大部分桩基均以承受竖向荷载为主,但在风荷载、地震荷载等作用下,也承受一定的水平力。尤其是风电工程,除应满足桩基竖向承载力外,必须对桩基水平力进行核算,通过设计计算,风机基础水平承载力及变形均不满足规范要求。
《建筑桩基技术规范》提供了基桩水平承载力特征值计算公式,其中地基土的水平抗力系数的比例系数m值是影响基桩水平承载力计算结果的主要因素。对于桩身周围有液化土层的低承台桩基,当承台底面上下分别有厚度不小于1.5m、1.0m的非液化土或非软化土,可将液化土层极限侧阻力、水平抗力系数的比例系数m值乘以液化影响折减系数;若承台底面上下非液化土厚度不满足上述规定,则液化折减系数取零(即不考虑液化土对桩基承载力的作用)。同时《建筑桩基技术规范》规定,承台周围为可液化土,且桩基水平承载力不满足计算要求时,需对承台外侧一定范围内的土体进行加固。
针对液化土地基,风机基础周围地基土常规的地基加固方式有“强夯”、“振冲碎石桩”和“注浆加固”等方式。“强夯”在处理地下水位高、高饱和度(砂)粉土时,若不采取排水的条件下,可能形成排水不畅导致处理效果不佳,故此方式不适用;“振冲碎石桩”能够达到较好的消除液化的目的,但项目所在地为华北平原地区,缺少碎石等原材料,采购、运输、施工等成本均较高,故此方式不适用;“注浆加固”不易控制施工影响范围,可能会对周边的田地或河流造成污染,考虑到项目所在地均为基本农田,靠近黄河,且注浆成本较高,故此方式也不适用。且如果液化地基土采用以上几种常规加固方式后,将不能耕种农作物。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是,克服上述背景技术的不足,提供一种严重液化场地风机基础承台周围地基土加固结构,施工简便、成本低、工期短、效率高,且不影响地表农作物耕种、减小建设单位征租地成本,同时也能达到地基处理、提高桩基水平承载力、保证基础安全稳定的目的。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是,一种严重液化场地风机基础承台周围地基土加固结构,包括风机基础承台,风机基础承台外侧自下至上等间距布置有三道加筋结构层,加筋结构层为填充水泥土的土工格室,加筋结构层之间为填充物层,填充物层采用水泥土压实铺设而成,地表以下两米范围内为回填土层,回填土层采用回填土压实铺设而成。
进一步,所述加筋结构层的厚度不小于250mm。
进一步,所述填充物层厚度不大于加筋结构层厚度的三倍。
进一步,所述回填土为原状素土。
与现有技术相比,本实用新型的优点如下:
施工简便、成本低、工期短、效率高,且不影响地表农作物耕种、减小建设单位征租地成本,同时也能达到地基处理、提高桩基水平承载力、保证基础安全稳定的目的。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图1所示实施例的土工格室的结构示意图。
图中:1—风机基础承台,2—钻孔灌注桩,3—加筋结构层,4—填充物层,5—回填土层。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。
参照图1、图2、图3,本实施例包括风机基础承台1,风机基础承台1外侧自下至上等间距布置有三道加筋结构层3,加筋结构层3为填充水泥土的土工格室,加筋结构层3之间为填充物层4,填充物层4采用水泥土压实铺设而成,地表以下两米范围内为回填土层5,回填土层5采用原状素土压实铺设而成。
土工格室为日常所用土工织物。土工格室抗拉强度不低于80kN/m。
加筋结构层3的厚度不小于250mm;相邻加筋结构层3层间距即填充物层4厚度不大于加筋结构层3厚度的三倍。
水泥土为原状素土和水泥的混合物,原状素土掺入相当于原状素土质量3%~8%的水泥。
本实施例中,水泥土可用其他掺合料代替,其他掺合料为原状素土与矿渣的混合物,原状素土掺入相当于原状素土质量20%的矿渣;或原状素土与粉煤灰的混合物,原状素土掺入相当于原状素土质量10%的粉煤灰。
本实施例的施工方法如下:
(1)钻孔灌注桩2施工、基坑降水、基坑开挖、风机基础承台1施工;
(2)清理坑底、平整场地并夯实作为地基;
(3)在压实的地基上先铺设一道土工格室,即加筋结构,再在土工格室内部空隙处充填水泥土填料并压实,形成加筋结构层3;
(4)在已铺好的加筋结构层3上平铺水泥土;并利用机械设备分层碾压压实,形成填充物层4;压实度系数不小于0.94,加筋层层间距即填充物层4厚度不得大于加筋结构层3厚度的三倍;
(5)重复上述步骤(3)、步骤(4)两次;
(6)地表以下两米范围内采用原状素土进行回填,并利用机械设备分层碾压压实(单层不超过300mm厚),最终得到的风机基础承台周围地基土加固结构;得到的风机基础承台周围地基土加固结构如图1、2所示,图1中,a表示风机基础承台外轮廓线,b表示基坑开挖基底边线,c表示基坑开挖地面边线。
本实用新型技术原理如下:
土工格室是由强化的HDPE材料焊接形成的三维网状格室结构,充填水泥土后,形成具有强大侧向限制和水平刚度的结构体。在风电工程中,风机基础长期承受水平风荷载作用,由风机基础承台1周围填充了水泥土(或其他掺合料)的土工格室壁的侧向限制和相邻格室的反作用力,以及土工格室与其间水泥土(或其他掺合料)的摩擦力所形成的的横向阻力,有效地抑制风荷载作用下风机基础承台1和钻孔灌注桩2桩顶的水平位移。加筋结构层3地基处理厚度满足规范规定的承台底面上下分别有厚度不小于1.5m、1.0m的非液化土要求,同时使液化土层提供了部分极限侧阻力和水平抗力作用,提高风机基础桩基的竖向抗压、抗拔和水平承载力,保证结构的安全和稳定性。
本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种修改和变型,倘若这些修改和变型在本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则这些修改和变型也在本实用新型的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种严重液化场地风机基础承台周围地基土加固结构,其特征在于:包括风机基础承台,风机基础承台外侧自下至上等间距布置有三道加筋结构层,加筋结构层为填充水泥土的土工格室,加筋结构层之间为填充物层,填充物层采用水泥土压实铺设而成,地表以下两米范围内为回填土层,回填土层采用回填土压实铺设而成。
2.如权利要求1所述的严重液化场地风机基础承台周围地基土加固结构,其特征在于:所述加筋结构层的厚度不小于250mm。
3.如权利要求1或2所述的严重液化场地风机基础承台周围地基土加固结构,其特征在于:所述填充物层厚度不大于加筋结构层厚度的三倍。
4.如权利要求1或2所述的严重液化场地风机基础承台周围地基土加固结构,其特征在于:所述回填土为原状素土。
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