专利名称：风电场风机基础单桩水平力承载力静载试验方法
技术领域：
本发明涉及一种陆上沿海滩涂流沙软土风机基础护筒工艺，特别是滩涂流沙软弱地基风机基础护筒型混凝土灌注桩水平承载力试桩的风电场风机基础单桩水平力承载力静载试验方法。
背景技术：
海南东方感城风电场地处南海，属热带湿润季风性海洋气候，以高温多雨及台风为主要特征，极大风速59. Om/s，属II类风场，风场地质条件属沿海滩涂流沙区域，场地土为软土，地质条件复杂。由于沿海受台风影响，其风机、塔架、风机基础等均需特殊加强设计，以使风机基础安全可靠。在沿海滩涂流沙软土区域及在II类风场和台风区域建设风电场，国内外均未有技术借鉴，特别是对装机容量大的风机，地质条件复杂、场地土为流沙软土地基，对基础地基处理方案是否能满足承载力和倾斜要求，对桩基施工工艺和水平承载力试桩都提出了很高的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种水平承载力试桩施工工艺性好，软基基础安全性高，成本合理，适应于沿海滩涂流沙区域的风电场风机基础单桩水平力承载力静载试验方法。本发明的目的是这样实现的，风电场风机基础单桩水平力承载力静载试验方法，其特征是设第一半径的内圆圆心内布置I根护筒型混凝土灌注桩作为该基础的水平承载力试桩；设第一半径处布置I根混凝土灌注桩作为水平承载力锚桩；在锚桩和试桩设置水平钢部件底座，千斤顶水平连接在锚桩和试桩的水平钢部件底座之间，由电动高压油泵向千斤顶供给动力，由千斤顶将 荷载加载到锚桩和试桩上进行水平承载力静载试验，通过压力传感器和位移传感器获取荷载值和试桩位移值，由计算机记录和显示试桩荷载、试桩位移值确定风电场风机基础结构；在锚桩和试桩之间的千斤顶水平放置，千斤顶连接件上有水平度检测传感器，通过水平度检测传感器检测试桩或锚桩位移量，当锚桩位移量大时，水平度检测传感器检测的水平角向锚桩倾斜，当试桩位移量大时，水平度检测传感器检测的水平角向试桩倾斜，通过三角形公式得到试桩的水平位移。所述的单桩水平承载力静载试验包括破坏性试验和非破坏性试验。所述的破坏性试验在基础中心点布置一根试桩，在试桩纵横向轴布置I根锚桩，I根锚桩桩径φ 1000mm，桩长L=25 30m，试桩单桩承载力约为250kN，破坏性试验试桩最大加载极限值为750kN。所述的非破坏性试验在基础中心点布置一根试桩，在试桩纵横向轴布置四根锚桩，桩径Φ 1000mm，桩长L=25 30m，非破坏性试验试桩单桩承载力约为250kN，试桩最大加载极限值为500kN。所述的水平承载力试桩上部螺旋筋间距200mm，水平承载力试桩长度方向箍筋间距2000mm，水平承载力试桩长度方向螺旋筋直径d=10mm，水平承载力试桩长度方向主筋直径d=22mm，水平承载力试桩长度计算为所需要承受上部荷载结合侧摩阻力及端阻力的方向主筋，水平承载力试桩的采用护筒型结合护壁的施工工艺。所述的设水平承载力锚桩上部螺旋筋间距150mm，所述的设水平承载力锚桩长方向箍筋间距1500mm，所述的设水平承载力锚桩长度方向螺旋筋直径d=12mm，所述的设水平承载力锚桩长度方向主筋直径d=25mm，所述的水平承载力锚桩的采用护筒型结合护壁的施
工工艺。所述的水平承载力锚桩与试桩间距3100_。所述的水平承载力锚桩间距0mm
本发明的优点是设第一半径的内圆圆心内布置I根护筒型混凝土灌注桩作为该基础的水平承载力试桩；设第一半径处布置I根混凝土灌注桩作为水平承载力锚桩；通过I根锚桩提供反力梁，由电动高压油泵向千斤顶供给动力，由千斤顶将荷载加载到中心点布置的试桩上进行单桩水平承载力静载试验，通过压力传感器和位移传感器获取荷载值和试桩位移值，由计算机记录和显示试桩荷载、补压位移值确定风电场风机基础结构。本发明结合实际机位优化布置的单桩水平承载力静载试验试桩方案，加快了工程进度，在实际机位的地基基础上做试桩，更加真实地反映了机为基础的地基承载力状况，根据这样布置的试桩方法，得出的试桩实验结论，真实的反应了桩基础设计的安全、经济和结构的合理性。
以下结合附图及具体实施方式
对本发明作进一步描述
图1是本发明实施例基础水平承载力试桩、锚桩平面图2是本发明实施例基础水平承载力试桩、锚桩剖面图3是图1的试桩结构图4是图1锚桩桩身剖面；
图中1、风电场风机基础；2、试粧；3、铺粧；4、工程粧。
具体实施例方式如图1所示，风电场风机基础单桩水平力承载力静载试验方法设第一半径的内圆圆心内布置I根护筒型混凝土灌注桩作为该基础的水平承载力试桩2 ;优设第一半径处布置I根混凝土灌注桩做为水平承载力锚桩3 ;在锚桩3和试桩2设置水平钢部件底座，千斤顶水平连接在锚桩3和试桩2的水平钢部件底座之间，由电动高压油泵向千斤顶供给动力，千斤顶将荷载加载到锚桩3和试桩2上进行水平承载力静载试验，通过压力传感器和位移传感器获取荷载值和试桩位移值，由计算机记录和显示试桩2荷载、试桩位移值确定风电场风机基础结构。在锚桩3和试桩2之间的千斤顶水平放置，千斤顶连接件上有水平度检测传感器，通过水平度检测传感器检测试桩2或锚桩3位移量，当锚桩3位移量大时，水平度检测传感器检测的水平角向锚桩3倾斜，当试桩2位移量大时，水平度检测传感器检测的水平角向试桩2倾斜，通过三角形公式得到试桩2的水平位移。如图2所示，包括试桩2、锚桩3和工程桩4，四根锚桩3按90度分布在第一半径的圆周上，工程桩4分布在第二半径的圆周上，第二半径大于第一半径，第一半径的圆周和第二半径的圆周中心与试桩2同心。工程桩4高度低于试桩2和锚桩3，试桩2和锚桩3高度面齐平。工程桩4由风电场风机基础I覆盖，试桩2、锚桩3高出风电场风机基础I。单桩水平承载力静载试验包括破坏性试验和非破坏性试验。破坏性试验在基础中心点布置一根试桩，在试桩纵横向轴布置I根锚桩，I根锚桩桩径Φ 1000mm，桩长L=25 30m，试桩单桩承载力约为250kN，破坏性试验试桩最大加载极限值为750kN。非破坏性试验在基础中心点布置一根试桩，在试桩纵横向轴布置I根锚桩，桩径Φ 1000mm,桩长L=25 30m,非破坏性试验试桩单桩承载力约为250kN,试桩最大加载极限值为500kN。如图3所示，所述的水平承载力试桩上部螺旋筋间距200mm，水平承载力试桩长度方向箍筋间距2000mm，水平承载力试桩长度方向螺旋筋直径d=10mm，水平承载力试桩长度方向主筋直径d=22mm，水平承载力试桩长度计算为所需要承受上部荷载结合侧摩阻力及端阻力的方向主筋，水平承载力试桩的采用护筒型结合护壁的施工工艺。如图4所示，所述的设水平承载力锚桩上部螺旋筋间距150mm，所述的设水平承载力锚桩长方向箍筋间距1500m m，所述的设水平承载力锚桩长度方向螺旋筋直径d=12mm，所述的设水平承载力锚桩长度方向主筋直径d=25mm，所述的水平承载力锚桩的采用护筒型结合护壁的施工工艺。水平承载力锚桩间距0mm。水平承载力锚桩与试桩间距3100mm。结合实际机位优化布置的单桩水平承载力静载试验试桩方案，加快了工程进度，在实际机位的地基基础上做试桩，更加真实地反映了机为基础的地基承载力状况，根据这样布置的试桩方法，得出的试桩实验结论，真实的反应了桩基础设计的安全、经济和结构的合理性。实际机位的试验成果
203#桩当试验荷载加至675kN时，桩顶水平位移为19. 81 mm, H-YO曲线呈缓变型，ΥΟ—logt曲线呈平行或亚平行排列；当试验荷载加至750kN时，桩顶水平位移为35. 63mm,地基土强度破坏，故终止试验。综合判定该桩水平极限承载力为675kN ；
208#桩当试验荷载加至500kN时，桩顶水平位移为17. 45 mm, H-YO曲线呈缓变型，YO-1ogt曲线呈平行或亚平行排列；已达到设计最大加荷值，故终止试验。综合判定该桩水平极限承载力> 500kN ；
由此可见，203#风机单桩水平静载试验发生破坏，破坏方式为地基土强度破坏，单桩水平承载力受桩上部土层强度控制。单桩水平承载力静载试验数据见附表I。表I单桩水平静载试验结果汇总表
桩号粧型K................................ 丨it径丨⑷植长 <.1ll:)桩 Wl * 'ΛΛα*Ti 十 Λ w ffi ^ Γ <WI> 节, (πιπι )单桩水平稷陳承S力 (MI >2()；31 208S钻孔灌注植I1. O i1. O-J f~, γ 50 3E, β3 500 17. 45> 500本实施例没 有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不--叙述。
权利要求
1.风电场风机基础单桩水平力承载力静载试验方法，其特征是设第一半径的内圆圆心内布置I根护筒型混凝土灌注桩作为该基础的水平承载力试桩；设第一半径处布置I根混凝土灌注桩作为水平承载力锚桩；在锚桩和试桩设置水平钢部件底座，千斤顶水平连接在锚桩和试桩的水平钢部件底座之间，由电动高压油泵向千斤顶供给动力，由千斤顶将荷载加载到锚桩和试桩上进行水平承载力静载试验，通过压力传感器和位移传感器获取荷载值和试桩位移值，由计算机记录和显示试桩荷载、试桩位移值确定风电场风机基础结构；在锚桩和试桩之间的千斤顶水平放置，千斤顶连接件上有水平度检测传感器，通过水平度检测传感器检测试桩或锚桩位移量，当锚桩位移量大时，水平度检测传感器检测的水平角向锚桩倾斜，当试桩位移量大时，水平度检测传感器检测的水平角向试桩倾斜，通过三角形公式得到试桩的水平位移。
2.根据权利要求1所述的风电场风机基础单桩水平力承载力静载试验方法，其特征是所述的单桩水平承载力静载试验包括破坏性试验和非破坏性试验。
3.根据权利要求2所述的风电场风机基础单桩水平力承载力静载试验方法，其特征是所述的破坏性试验在基础中心点布置一根试桩，在试桩纵横向轴布置I根锚桩，I根锚桩桩径Φ 1000mm，桩长L=25 30m，试桩单桩承载力约为250kN，破坏性试验试桩最大加载极限值为750kN。
4.根据权利要求2所述的风电场风机基础单桩水平力承载力静载试验方法，其特征是所述的非破坏性试验在基础中心点布置一根试桩，在试桩纵横向轴布置四根锚桩，桩径Φ 1000mm,桩长L=25 30m,非破坏性试验试桩单桩承载力约为250kN,试桩最大加载极限值为500kN。
5.根据权利要求1所述的风电场风机基础单桩水平力承载力静载试验方法，其特征是所述的水平承载力试桩上部螺旋筋间距200mm，水平承载力试桩长度方向箍筋间距 2000mm,水平承载力试桩长度方向螺旋筋直径d=10mm，水平承载力试桩长度方向主筋直径 d=22mm，水平承载力试桩长度计算为所需要承受上部荷载结合侧摩阻力及端阻力的方向主筋，水平承载力试桩的采用护筒型结合护壁的施工工艺。
6.根据权利要求1所述的风电场风机基础单桩水平力承载力静载试验方法，其特征是所述的设水平承载力锚桩上部螺旋筋间距150mm，所述的设水平承载力锚桩长方向箍筋间距1500mm，所述的设水平承载力锚桩长度方向螺旋筋直径d=12mm，所述的设水平承载力锚桩长度方向主筋直径d=25mm，所述的水平承载力锚桩的采用护筒型结合护壁的施工工艺。
7.根据权利要求1所述的风电场风机基础单桩水平力承载力静载试验方法，其特征是所述的水平承载力锚桩与试桩间距3100mm。
8.根据权利要求1所述的风电场风机基础单桩水平力承载力静载试验方法，其特征是所述的水平承载力锚桩间距0mm。
全文摘要
本发明涉及风电场风机基础单桩水平力承载力静载试验方法，是设第一半径的内圆圆心内布置1根护筒型混凝土灌注桩作为该基础的水平承载力试桩；设第一半径处布置1根混凝土灌注桩作为水平承载力锚桩；在锚桩和试桩设置水平钢部件底座，千斤顶水平连接在锚桩和试桩的水平钢部件底座之间，由电动高压油泵向千斤顶供给动力，由千斤顶将荷载加载到锚桩和试桩上进行水平承载力静载试验，通过压力传感器和位移传感器获取荷载值和试桩位移值，由计算机记录和显示试桩荷载、试桩位移值确定风电场风机基础结构；在锚桩和试桩之间的千斤顶水平放置，千斤顶连接件上有水平度检测传感器，通过水平度检测传感器检测试桩或锚桩位移。本发明安全性高，成本合理。
文档编号E02D33/00GK103046585SQ20131003034
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月28日 优先权日2013年1月28日
发明者刘蔚 申请人:中国水电顾问集团西北勘测设计研究院