风电工程土建施工桩基础技术分析

(整期优先)网络出版时间:2024-03-06
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风电工程土建施工桩基础技术分析

佟炫烨

中国电建新能源集团股份有限公司华北分公司 天津 武清区 301700

摘要:风电工程建设过程中,基础施工技术直接关系着整个风电工程建设质量,桩基础施工环节,其施工技术能够有效应用不但可以有效提高整个风电工程建设效率,还能为施工人员以及周边居民人身安全做好保障。一般情况下,风电工程地基基础也是承受整个风电工程结构荷载的重要部分,风电工程管理人员要结合具体项目情况,合理应用地基基础施工技术及桩基础施工技术,从多个方面提高风电工程整体结构安全性及稳定性。

关键词:风电工程;土建施工;桩基础技术

社会经济高速发展为建筑行业迎来发展机遇的同时也迎来了更多挑战,风电工程施工质量受到各界人士高度关注,风电工程企业在进行项目建设过程中,要在提高自身经济收益的同时,有效应用地基基础和桩基础施工技术,结合项目工程具体情况,严格按照项目工程设计方案以及建设需求,在明确风电工程施工区域土壤结构以及组成成分基础上,合理选择桩基础施工技术,提高风电工程地基稳固性,促进建筑行业可持续发展。

1桩基础技术的含义

桩基础技术指的是通过在地基中钻孔、打桩等方式,将桩体深入地下,形成承载力和抗拔力,作为建筑物或其他工程结构的支撑基础的一种技术。桩基础技术是建筑、土木工程中常用的一种基础技术,主要适用于土质松软、基础承载力不足、地基沉降大等情况下,为工程提供稳定可靠的基础支撑。桩基础技术主要分为钻孔灌注桩、钻孔桩、挤浆桩、静压桩、螺旋桩等类型,根据地质条件和工程需要选择不同类型的桩基础技术,以提高工程的稳定性和安全性。

2桩基础施工技术与土建施工的关系

桩基础技术是我国近年来工程施工中应用最为广泛的。而在一些施工过程中,有一部分桩基是露在地面上的,该桩基被称为高承台桩基,它可以使构筑物的核心部位与地基连接的更为牢固;还有一部分桩基是埋在地面之下的,可以使构筑物以下的土地与承台底面形成很好的连接,该桩基被称为低承台桩基。而我国目前的一些工程,在施工过程中,其中部分工程会选择高承台桩基,高承台桩基可以进一步增加构筑物的稳定性,在遇到地震、台风、泥石流等一些自然灾害时,桩基对整个构筑物起到制约作用,可以使整个构筑物具有抗冲击、抗震、抗风的能力,使构筑物在自然灾害中拥有更高的生存能力,给人们安全带来最大的保障。

3风电工程土建施工中桩基础技术的应用优势

在风电工程的土建项目中,工程现场地基岩土应力存在一定特点,地基底部在上部荷载的作用下会发生一定程度的变形与沉降,为了能够确保地基整体稳定性和承载力,需要采用科学的桩基础,确保地基变形和沉降能够符合国家规定以及设计规范,从而确保地基整体承载力,有利于提高风电工程整体稳定性、安全性以及质量。

根据风电工程土建施工的实践经验来看,桩基础施工技术具有如下优势:

(1)桩基础施工技术不会影响基坑周围土地,从而不会产生基坑周围地面沉降、房屋倾斜、道路破损以及地下设施位移等危害。

(2)桩基础施工技术能够在黏性土、粉土、砂土以及沙砾土等多种不同地质结构中进行,具有良好的适用性。

(3)应用桩基础施工技术所需工期较短,在一般的地质条件下能够提高施工效率。

4风电工程常见桩基础类型

4.1干作业成孔灌注桩

干作业成孔灌注桩是不采用泥浆或套管护壁而直接排土成孔的灌注桩,是在没有地下水的情况下进行施工作业的方法。目前干作业成孔的灌注桩具体可分为螺旋钻孔灌注桩、螺旋钻孔扩孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、机动洛阳铲挖孔灌注桩,在实践中广泛应用于地下水位以上一般粘性土、粉土、黄土以及密实的粘性土、砂土层。其中的钻孔灌注桩具有适应性强、抗震性好﹑承载力大、工程造价适中、施工操作简单、施工噪音小等诸多优点,在工程中的应用已极其广泛。

4.2长螺旋钻孔压灌桩

长螺旋钻孔压灌桩是通过长螺旋钻机钻孔至设计标高,利用混凝土泵把超流态细石混凝土从钻头底压出,边压灌混凝土边提升钻头直至成桩,混凝土灌注至设计标高,并向压灌混凝土内插入钢筋笼,从而形成钢筋混凝土灌注桩。该桩型适用于粘性土、粉土、填土等各种土质,能在有缩径的软土、流沙层、砂卵石层、有地下水等复杂地质下成桩。长螺旋钻机压灌成桩由于施工设备行走灵活、成桩速度快,因适应性强从而被广泛应用,同时能有效避免软土、砂土地区出现成桩缩径、断桩的施工质量问题,有效解决了泥浆污染问题,并用于地下水位以下土层的成桩。

4.3沉管灌注桩

沉管灌注桩是工程桩基础上的一种。是通过在与桩的设计尺寸相匹配的钢管的端部套上桩尖,待沉入土中后在套管内吊放钢筋骨架,然后在浇筑混凝土的同时振动或锤击拔管,在拔管过程中充分振动捣实混凝土而形成灌注桩。这种桩主要适用于在有地下水、淤泥、流沙的情况。根据沉管方法和拔管时振动方式不同,沉管灌注桩可分为锤击沉管灌注桩和振动沉管灌注桩。利用锤击沉桩设备沉管,拔管成桩的施工方式称为锤击沉管灌注桩。利用振动器振动沉管,拔管成桩的施工方式称为振动沉管灌注桩。前者多适用一般黏性土、砂土、淤泥质土和人工填土地基。后者除以上地质条件外,还可用于稍密及中密度的碎石土地基。

4.4泥浆护壁成孔灌注桩

泥浆护壁钻孔灌注桩是通过桩机在泥浆护壁条件下缓慢钻入,将钻渣通过泥浆带出同时保护孔壁不致坍塌,成孔后再通过浇筑水下混凝土将泥浆置换出来而成的桩。钻孔机械成孔时为防止塌孔,通过在孔内用泥浆进行护壁的施工方式不论在地下水位高低的土层中都适用。根据泥浆护壁钻孔灌注桩按成孔工艺和成孔机械的不同,常分为冲击成孔灌注桩、冲抓成孔灌注桩、潜水钻成孔灌注桩和回转钻成孔灌注桩。其中回转钻成孔灌注桩是国内应用范围较广的成桩方式。

5提升桩基础施工技术应用水平的相关策略

5.1提高工作人员的综合素质

施工单位应掌握桩基础施工的实际情况,了解施工人员的整体表现,对他们的综合素质进行充分考量,加强工作人员培训,为桩基础施工提供专业支持,从而增强桩基础施工技术的应用效果。

5.2健全现场管控体系

为了使桩基础施工技术应用过程处于可控状态,保证基础施工计划的顺利实施,施工单位需要健全现场管控体系并在施工过程中严格落实。在此过程中,施工单位需要树立良好的管控理念,完善施工现场的管控机制,加强全过程精细化管理,建立健全管控体系,对桩基础施工技术应用进行科学管控。

5.3其他方面的策略

(1)施工单位应全面了解桩基础施工现场的障碍物、构筑物的分布情况,积极开展施工技术应用效果的评估工作,增强科学评估意识,为桩基础施工目标的实现提供技术支持。

(2)施工单位应积极分析桩基础施工状况,了解施工现场的地质条件,为桩基础施工技术的合理选择及使用提供参考依据,从而高效地完成具体的施工任务。为提升桩基础施工技术的应用水平,更好地应对建设风险,施工单位需要选用合适的施工技术,为桩基础施工水平的提升打下坚实的基础。

6结束语

在风电工程项目建设中,风机设备及地质环境对风电工程项目桩基础选型会产生直接影响。因此,在项目建设流程推进的过程中,需结合不同地质环境合理选择桩技术类型进行应用,优化桩技术施工措施。

参考文献

[1]骆光杰,詹懿德,葛畅,沈晓雷,郭健.基于Flow~(3D)的海上风电单桩基础冲刷防护数值模拟研究[J].水力发电,2021,47(8):110-114.

[2]俞剑,朱俊霖,黄茂松,沈侃敏.基于虚拟加载上限法和黏土小应变特性的桩基p-y曲线[J].岩土工程学报,2021,43(11):2029-2036.

[3]高彦琛,赵向前,陈立,田会元.后装式抗冰锥结构设计及施工技术[J].船舶工程,2021,43(S1):36-41.