木垒风电场土建工程Word格式.docx
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地层名称
及编号
标准承载力
fk（kPa）
压缩模量
EO（MPa）
抗剪强度
备 注
C（kPa）
ф（°
）
砾砂②层
350～400
40～45
28～30
全风化砾岩、砂岩、泥岩等③层
300～350
35～40
15～20
24～26
强风化砾岩、砂岩、泥岩等③层
400～500
50～60
30～50
28～32
风电场场地等级二级场地（中等复杂场地），地基等级为二级地基（中等复杂地基）；
场地属Ⅲ类环境；
场地属抗震有利地段，场地类别为Ⅰ类。
场地表部岩土对混凝土结构具有硫酸盐强腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具有氯化物中等腐蚀性。
电场场址区岩土体无振动液化问题。
场地地形较平坦，地表水排泄通畅，无滑坡、泥石流等不良地质现象，但应考虑丰水年的间歇性洪水影响。
场址区内多年季节性标准冻土深度为地面以下1.5m。
主要建筑物材料来源充足，工程所需水泥和钢材可从约90km的木垒县购买，通过县道运至施工现场。
混凝土骨料可从场址区30km处的天然砂卵砾石料场购买，生活及小型生产物资，其它建筑材料（木材、油料）等可在木垒县购买。
8.1.2工程等级及主要建筑物级别
工程总装机容量49.5MW，单机容量1500kW，机组台数为33台，变电所电压等级220kV，根据《风电场工程等级划分及设计安全标准》（试行）中规定，本风电场工程等别为Ⅲ等中型，根据《风电机组地基基础设计规定》（试行FD003-2007）中第5.01、5.0.4条规定，机组塔架地基基础建筑物设计级别为2级，建筑物结构安全等级为二级，变电所建筑物级别为2级，建筑物结构安全等级为二级。
根据抗震设计标准，发电机组塔架基础的抗震设防类别为丙类；
变电所主要建筑物抗震设防类别为丙类，次要建筑物抗震设防类别为丁类。
220kV升压变电所洪水设计标准重现期均为30年。
机组塔架基础洪水设计标准与风场监控中心洪水设计标准重现期均为30年。
8.2风电机组及箱式变电站基础
8.2.1风电机组基础设计
8.2.1.1设计依据
（1）设计采用的主要规程规范
a.《风电场工程等级划分及设计安全标准》（试行）FD002-2007；
b.《风电场机组地基基础设计规定》（试行）FD003-2007；
c.《高耸结构设计规范》GB50135-2006；
d.《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002；
e.《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002；
f.《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；
g.《建筑结构荷载规范》GB50009—20012006年版；
h.《建筑抗震设计规范》GB50011-20012008年版。
（2）设计基本资料
a.工程地质资料
见表8.1地基土体物理力学参数建议值。
b.风机荷载及相关资料
作用于基础环顶面荷载资料见表8.2。
表8.2作用于基础环上法兰顶面的荷载（不含安全系数）
工况名称
Fres（kN）
Mres（kNm）
Fz（kN）
Mz（kNm）
正常运行荷载工况
265.33
16939.26
1961.481
276.963
极端荷载工况
487.859
35619.26
1753.27
697.09
c.设计主要控制指标；
风机基础设计主要控制指标见下表8.3。
表8.3设计主要控制指标表
序号
项目
控制指标
多遇地震
工况
罕遇地震
1
承载力复核
（1）压应力pk（轴心荷载）（kPa）
（2）压应力pkmax（偏心荷载）（kPa）
（3）偏心距e/基础底面半径R（控制脱空面积）
0.25
0.43
2
变形验算
（1）地基沉降量值s（mm）
＜100
（2）地基倾斜率
（tgθ）
＜0.005
3
稳定验算
（1）抗滑稳定（kF）
≥1.3
≥1.0
（2）抗倾覆稳定（kM´
≥1.6
式中：
—地基承载力特征值（kPa）
8.2.1.2基础结构型式和计算内容
（1）结构型式
本工程风机基础设计以GW82/1500-70m机型为依据，根据风电场工程地质条件和风机荷载资料，确定本期工程风电机组塔架基础为钢筋混凝土埋筒型基础，基本体型为圆形，埋深3.7m。
拟定基础尺寸见表8.4，基础体型见附图19。
表8.4基础尺寸表
数量
GW82/1500-70m
圆形基础底面直径D1（m）
16.4
基础圆台顶面直径为D2（m）
6.6
基础底板外缘高度H1（m）
0.9
基础底板圆台高度H2（m）
1.1
台柱高度H3（m）
1.0
基础埋深（m）
（2）计算的内容
根据《风电场机组地基基础设计规定》（试行）FD003-2007，本阶段主要对基础进行地基承载力复核、变形验算、稳定验算。
8.2.1.3基础计算
（1）地基抗压计算
a.矩（方、圆）形扩展基础承受轴心荷载时：
（8.2.1）
pk——荷载效应标准组合下，扩展基础底面处平均压力；
Nk——荷载效应标准组合下，上部结构传至扩展基础顶面竖向力修正标准值；
Nk=k0Fzk；
k0——荷载修正安全系数，取1.35；
Gk——荷载效应标准组合下，扩展基础自重和扩展基础上覆土重标准值；
A——扩展基础底面积，A=bl；
b、l——基底面宽度、长度；
b.矩（方、圆）形扩展基础在核心区（e≤b/6）内，承受偏心荷载作用时：
（8.2.2）
（8.2.3）
（8.2.4）
pkmax—荷载效应标准组合下，扩展基础底面边缘最大压力值。
pkmin—荷载效应标准组合下，扩展基础底面边缘最小压力值。
Mk—荷载效应标准组合下，上部结构传至扩展基础顶面力矩合力修正标准值，Mk=k0Mrk；
Hk—荷载效应标准组合下，上部结构传至扩展基础顶面水平合力修正标准值，Hk=k0Frk；
e—合力作用点的偏心距；
—基础底面的抵抗矩；
hd——基础环顶标高至基础底面的高度。
c、当扩展基础在核心区（e＞b/6）以外承受偏心荷载，且基底脱开基土面积不大于全部面积的1/4时，圆形扩展基础单独承受偏心荷载（图8.1）时，扩展基础底面压力可按下列公式计算：
图8.1圆形基底面部分脱开地基的基底压力示意
（8.2.5）
（8.2.6）
式中，、为与e/R有关的系数。
表8.5基底最大压力计算系数、表
e/R
2.000
1.571
0.35
1.661
1.279
0.26
1.960
1.539
0.36
1.630
1.252
0.27
1.924
1.509
0.37
1.601
1.224
0.28
1.889
1.480
0.38
1.197
0.29
1.854
1.450
0.39
1.541
1.170
0.30
1.820
1.421
0.40
1.513
1.143
0.31
1.787
1.392
0.41
1.484
1.116
0.32
1.755
1.364
0.42
1.455
1.090
0.33
1.723
1.335
1.427
1.063
0.34
1.692
1.307
（2）地基沉降变形计算
计算地基沉降时，地基内的应力分布，可采用各向同性均质线性变形体理论假定。
其最终沉降值可按下式计算：
（8.2.7）
（8.2.8）
s——地基最终沉降值；
s´
——按分层总和法计算出的地基沉降值；
ψs——沉降计算经验系数；
n——地基沉降计算深度范围内所划分的土层数；
p0k——荷载效应标准组合下，扩展基础底面处的附加压力，根据基底实际受压面积（As=bsl）计算；
Esi——扩展基础底面下第i层土的压缩模量，应取土自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段计算；
zi、zi-1——扩展基础底面至第i、i-1层土底面的距离）；
、
——扩展基础底面计算点至第i、i-1层土底面范围内平均附加应力系数。
（3）地基稳定计算
a.抗滑稳定最危险滑动面上的抗滑力与滑动力应满足下式要求：
（8.2.9-1）
（8.2.9-2）
其中8.2.9-1公式适用于正常荷载工况、极端荷载工况、多遇地震工况，8.2.9-2公式仅适用于罕遇地震工况。
FR——荷载效应基本组合下，抗滑力；
FS——荷载效应基本组合下，滑动力修正值；
b.沿基础底面的抗倾覆稳定计算，其最危险计算工况应满足下式要求：
（8.2.10-1）
（8.2.10-2）
其中8.2.10-1公式适用于正常荷载工况、极端荷载工况、多遇地震工况，8.2.10-2公式仅适用于罕遇地震工况。
MR——荷载效应基本组合下，抗倾力矩；
MS——荷载效应基本组合下，倾覆力矩修正值；
（4）计算成果
通过计算，GW82/1500-70m机型基础计算成果见表8.6
表8.6计算成果表（GW82/1500-70m）
注：
由于抗震设防烈度为Ⅵ度，故不考虑地震荷载工况；
由上表可以看出，在两种荷载工况下均满足设计规定的要求。
8.2.1.4结论
根据地质资料，塔架基础持力层为第③层岩石地层。
由表8.6可知，塔架基础稳定和应力均满足设计要求。
场地表部岩土对混凝土结构具有硫酸盐强腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具有氯化物中等腐蚀性，需采取防护措施。
处理方式采用沥青涂刷，对基础表面进行防腐。
GW82/1500-70m机组塔架单台基础工程量：
开挖量约887m3、回填量约531m
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