張慧　呂彪　張?jiān)?/p>

摘要：以陜西延安某風(fēng)電示范項(xiàng)目為例，進(jìn)行了濕陷性黃土地區(qū)的風(fēng)電場(chǎng)巖土工程勘察的初步分析與評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：濕陷性黃土；工程勘察；地基

隨著能源與環(huán)境問(wèn)題日益突出，風(fēng)力發(fā)電作為可再生清潔能源的一種，日趨受到人們的重視。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年，全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)新增裝機(jī)63013MW，同比增長(zhǎng)22%。其中，中國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)容量達(dá)30500MW。

黃河中下游的陜北、隴中東部是我國(guó)黃土最集中的地區(qū)。黃土由于其自身特殊的工程性質(zhì)，在濕陷性黃土地基上進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，必須考慮因地基濕陷引起附加沉降對(duì)工程可能造成的危害，選擇適宜的地基處理方法，避免或消除地基的濕陷變形所造成的危害。

1. 工程概述

該工程位于延安市東北約70Km處的延長(zhǎng)縣，海拔高程在1050m～1350m之間，屬黃土丘陵地貌，場(chǎng)區(qū)地勢(shì)較為開(kāi)闊，呈波狀起伏，適宜進(jìn)行風(fēng)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)建設(shè)。

1.2 地層巖土構(gòu)成及特性

延長(zhǎng)縣地處陜甘寧盆地東部，場(chǎng)地內(nèi)出露的巖層主要為中生代三疊系中上統(tǒng)沉積巖，僅在深切河谷區(qū)出露，大部為Q3eol新黃土所覆蓋。

根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001，2009年版）及《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025-2004），依據(jù)擬建構(gòu)筑物特點(diǎn)結(jié)合場(chǎng)地條件進(jìn)行布置勘探點(diǎn)，升壓站布置15個(gè)探井，每個(gè)風(fēng)機(jī)位沿風(fēng)機(jī)中心點(diǎn)對(duì)稱(chēng)布置2個(gè)探井。原則上，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)探井應(yīng)穿透濕陷性黃土層。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察結(jié)果，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，擬建場(chǎng)址區(qū)地層結(jié)構(gòu)和巖性構(gòu)成簡(jiǎn)單，勘探深度范圍內(nèi)，天然地層主要由第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積（Q3eol）新黃土、第四系中更新統(tǒng)風(fēng)積（Q2eol）老黃土構(gòu)成，分述如下：

第①層新黃土（Q3eol）：淺黃色～黃褐色、稍濕，稍密——中密狀態(tài)，結(jié)構(gòu)疏松，均勻，無(wú)層理，具垂直節(jié)理，夾少量白色條紋及鈣質(zhì)結(jié)核，零星分布，可見(jiàn)較多大孔隙及植物根系，層厚為6.2m～10.5m，普遍分布。

該層土具中等壓縮性。浸水后具有自重濕陷性，濕陷程度輕微——強(qiáng)烈，工程性質(zhì)較差。

第②1層濕陷性老黃土（Q2eol）：黃褐色——紅褐色，以上部夾褐紅色埋藏土壤層及下部夾灰白色鈣質(zhì)結(jié)核為主要特征，無(wú)層理，質(zhì)地堅(jiān)硬，可見(jiàn)少量孔隙，局部含大量鈣質(zhì)結(jié)核，呈稍濕、中密——密實(shí)狀態(tài)，普遍分布。該層土具輕微——強(qiáng)烈濕陷性，具中等壓縮性，工程性質(zhì)一般。層厚為0m～5.1m。

第②2層老黃土（Q2eol）：黃褐色——紅褐色，無(wú)層理，質(zhì)地堅(jiān)硬，含少量鈣質(zhì)結(jié)核，可見(jiàn)極少量孔隙，呈稍濕、中密——密實(shí)狀態(tài)，普遍分布。本次勘探深度內(nèi)未揭穿該層。該層厚度較大，層位穩(wěn)定，根據(jù)區(qū)域資料，厚度一般在30m以上。該層土具中等壓縮性，工程性質(zhì)良好。

2. 地基評(píng)價(jià)

2.1 濕陷性評(píng)價(jià)

場(chǎng)地內(nèi)廣泛分布濕陷性黃土，在勘察所揭露的土層中，第①層新黃土，濕陷系數(shù)為0.005～0.220，自重濕陷系數(shù)為0.001～0.240，該層厚度在6.2m～10.5m，浸水后具自重濕陷性，濕陷程度為輕微——強(qiáng)烈，第②1層老黃土濕陷系數(shù)0.015～0.060，自重濕陷系數(shù)0.004～0.050浸水后具自重濕陷性，濕陷程度輕微——強(qiáng)烈，該層層厚0.5m～5.1m；第②2層老黃土濕陷系數(shù)0.001～0.014，浸水后不具濕陷性，該層厚度較大，層位穩(wěn)定，根據(jù)區(qū)域資料，該層厚度一般在30m以上。依據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025-2004）附錄A，本地區(qū)屬隴東——陜北地區(qū)，因此β0按1.2取值。按天然地基計(jì)算，場(chǎng)地自重濕陷量△zs==42～266.8mm，按天然地基地坪以下1.5米計(jì)算，該場(chǎng)地的總濕陷量△s==165～536mm，按照《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范（GB50025-2004）》中有關(guān)條款的規(guī)定，場(chǎng)地為自重濕陷性場(chǎng)地，濕陷等級(jí)為Ⅱ級(jí)（中等）。

2.2 天然地基評(píng)價(jià)

根據(jù)地基土的物理力學(xué)指標(biāo)，結(jié)合場(chǎng)地附近已有的勘察經(jīng)驗(yàn)，第①層新黃土具自重濕陷性，濕陷程度輕微——強(qiáng)烈，不宜作為天然地基，第②1層濕陷性老黃土呈中密——密實(shí)狀態(tài)，中等壓縮性，具濕陷性，第②2層老黃土呈中密——密實(shí)狀態(tài)，不具濕陷性，是較好的持力層和下臥層，各天然地層土的地基承載力特征值及變形指標(biāo)見(jiàn)下表一。

2.3 地基方案

由于第①層新黃土具自重濕陷性，濕陷程度輕微——強(qiáng)烈，其地基土承載力相對(duì)較低，承載力或變形指標(biāo)不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，不宜作為天然地基，必須進(jìn)行處理。根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況，對(duì)于風(fēng)機(jī)建議采用干作業(yè)鉆孔灌注樁或人工挖孔灌注樁，以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)承載力要求和變形要求。干作業(yè)鉆孔灌注樁樁徑以Ф=400mm～600mm為宜，且盡量采用擠土工藝（如夯擴(kuò)樁），人工挖孔灌注樁樁徑以Ф=800mm～1000mm為宜，樁端持力層應(yīng)穿透濕陷性黃土坐落在第②2層老黃土。設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)時(shí)需考慮局部灰白色鈣質(zhì)結(jié)核層給施工過(guò)程中造成的影響。樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表二，表中樁基設(shè)計(jì)參數(shù)僅供參考，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮應(yīng)因場(chǎng)地自重濕陷產(chǎn)生的樁側(cè)負(fù)摩擦阻力引起的下拉荷載的影響，最終應(yīng)以試樁結(jié)果為準(zhǔn)。

3. 結(jié)論及建議

（1）擬建場(chǎng)地屬于自重性濕陷場(chǎng)地，濕陷等級(jí)為Ⅱ級(jí)（中等），不宜作為天然地基，必須進(jìn)行地基處理。

（2）風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)建議采用樁基礎(chǔ)，樁端進(jìn)入②2層老黃土，升壓站建議采用強(qiáng)夯或換填處理，抑或采用強(qiáng)夯結(jié)合換填的方法進(jìn)行處理，設(shè)計(jì)和施工應(yīng)按《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025-2004）及建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008）進(jìn)行。

（3）區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)大型褶皺和斷裂構(gòu)造，地質(zhì)構(gòu)造因素誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的作用甚微。

（4）設(shè)計(jì)及施工時(shí)應(yīng)做好地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的評(píng)估及預(yù)測(cè)。

（5）施工過(guò)程中應(yīng)做好防排水措施。

（6）根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010），依據(jù)本次勘察結(jié)果，場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)，場(chǎng)地地基土為中硬土，場(chǎng)地為建筑抗震一般地段，延長(zhǎng)縣地震基本烈度為Ⅵ度，地震動(dòng)峰值加速度為0.05g。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉東生.黃土與環(huán)境[J].北京科學(xué)出版社.1985.

[2] 工程地質(zhì)手冊(cè)（第四版），中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2007.

[3] 高大釗.巖土工程勘察與設(shè)計(jì)[J].北京人民交通出版社.2010.