徐金寧

摘 要：風(fēng)電場場區(qū)地形一般較為復(fù)雜，如只利用傳統(tǒng)的單樁豎向抗壓靜載荷試驗確定風(fēng)機樁基礎(chǔ)的承載力，設(shè)備運輸有諸多不便，工作效率偏低。在寧夏中衛(wèi)香山200 MW風(fēng)電場的建設(shè)中，嘗試利用了工程物探中的高應(yīng)變（CASE法）對風(fēng)機樁基礎(chǔ)進行了補充檢測，通過對比相同樁用單樁豎向抗壓靜載荷試驗和高應(yīng)變（CASE法）判定的單樁豎向抗壓極限承載力，發(fā)現(xiàn)高應(yīng)變（CASE法）可作為判定單樁豎向抗壓極限承載力的一種高效方法。

關(guān)鍵詞：高應(yīng)變（CASE法） 單樁豎向抗壓靜載荷試驗 單樁豎向抗壓極限承載力

中圖分類號：U44 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）09（a）-0039-02

國家實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略以來，寧夏進入快速發(fā)展期，在此過程中，寧夏新建了很多風(fēng)電場。但由于風(fēng)電場場區(qū)地形一般較為復(fù)雜，如只利用傳統(tǒng)的單樁豎向抗壓靜載荷試驗對風(fēng)機樁基礎(chǔ)的單樁豎向抗壓極限承載力進行確定，不僅施工難度大，而且費時。但如利用工程物探中的高應(yīng)變（CASE法）對風(fēng)機樁基礎(chǔ)進行補充檢測，有時間短、費用低以及效率高的獨特優(yōu)點。該文介紹了寧夏中衛(wèi)香山200 MW風(fēng)電場嘗試利用工程物探中的高應(yīng)變（CASE法）對風(fēng)機樁基礎(chǔ)的單樁豎向抗壓極限承載力進行了判定，通過對同一根利用高應(yīng)變（CASE法）和單樁豎向抗壓靜載荷試驗確定的承載力進行對比，證實了在寧夏中衛(wèi)香山200 MW風(fēng)電場利用高應(yīng)變（CASE法）進行單樁豎向抗壓極限承載力的確定是可行的。

1 高應(yīng)變（CASE法）原理

高應(yīng)變現(xiàn)場檢驗時，加速度傳感器和應(yīng)變環(huán)一般對稱安裝在距樁頂不小于2D（D為樁徑）的樁側(cè)表面處，習(xí)慣上忽略這段距離，將傳感器安裝的截面稱為樁頂（x=0截面），傳感器安裝截面至樁底的距離稱為實際樁長L。試驗時，樁頭撞擊產(chǎn)生的應(yīng)力波在t=L/C時刻傳到樁底，并于t =2L/C 時刻經(jīng)反射回傳到樁頂。

實際工作中，樁在整個深度L 的樁段上連續(xù)作用有側(cè)阻力，樁底作用有端阻力，并且土阻力是自上而下被依次激發(fā)的。計算樁基承載力時，一般取速度曲線的起始峰值對應(yīng)的時刻為t 1，應(yīng)力波經(jīng)反射在t 2=t 1+2L/C 時刻回傳至樁頂。在樁頂實測的力和速度曲線中將包含以下4種影響。

（1）由土阻力產(chǎn)生的上行壓力波。

（2） 由土阻力產(chǎn)生的下行拉力波經(jīng)樁底反射產(chǎn)生的上行壓力波。

（3）由初始下行壓力波經(jīng)樁底反射產(chǎn)生的上行拉力波。

（4）全部的上行波在樁頂反射面形成的下行波。

對于t 1+2L/C 時刻樁側(cè)和樁端土阻力均已充分發(fā)揮的摩擦型樁，可按以下CASE法公式的計算結(jié)果，判定單樁承載力：

Rc 為由CASE法判定的單樁極限承載力實測值（kN）；Jc 為CASE法阻尼系數(shù)；t 1為速度峰值對應(yīng)的時刻（s）；F （t 1 ）為t 1 時刻測點處實測的錘擊力（kN）；V （t 1 ）為t 1 時刻的質(zhì)點運動速度（m/s）；Z為樁身截面廣義波阻抗（kN·s/m）；A為樁的截面積（m2） ；L為測點下樁長（m）。

2 應(yīng)用實例

2.1 工區(qū)概況

工區(qū)位于中衛(wèi)香山，為擬建的中衛(wèi)香山200 MW風(fēng)電場場區(qū)，在地貌上屬于黃土中山地貌，黃土梁一般梁背寬闊，頂部較平坦，下部沖溝發(fā)育。根據(jù)中國電力工程顧問集團華北電力設(shè)計院工程有限公司提供的勘測成果，場區(qū)地表以下28.0 m深度范圍內(nèi)地層自上而下依次如下。

（1）黃土狀粉土，褐黃色～淺黃色，干～稍濕，稍密，局部密實，粉粒結(jié)構(gòu)為主，搖震反應(yīng)迅速，無光澤反應(yīng)，干強度及韌性低，含蟲孔構(gòu)造及白色菌絲狀斑點，土質(zhì)較均勻。（2）粉土，褐黃色，稍密，稍濕，搖震反應(yīng)迅速，無光澤反應(yīng)，干強度及韌性低，粘粒含量較低，土質(zhì)均勻。該層在局部有分布，厚度3.0～6.5 m。（3）粉土，淺黃色，中密，稍濕，無光澤反應(yīng)，干強度及韌性低，粘粒含量低，土質(zhì)均勻。（4）基巖，場地局部地段有分布，主要為石英砂巖，砂巖及板巖。風(fēng)電場場區(qū)地基處理采用干作業(yè)混凝土灌注樁，設(shè)計樁徑600 mm，有效樁長15 m，設(shè)計混凝土強度等級為C40。

2.2 試驗結(jié)果

根據(jù)高應(yīng)變動力試驗曲線（見圖1），利用CASE法計算可得，試驗樁的單樁抗壓極限承載力為3 089.26 kN，單樁豎向抗壓靜載荷試驗確定的試驗樁單樁豎向抗壓極限承載力為3 000 kN，高應(yīng)變（CASE法）試驗結(jié)果較為準確。

3 結(jié)語

高應(yīng)變法作為一種工程物探新技術(shù)新方法，其在基樁承載力檢測中雖然存在試驗參數(shù)不確定這一劣勢，但通過靜載荷試驗和高應(yīng)變法的聯(lián)合應(yīng)用及對比，可以很好地應(yīng)用于基樁承載力檢測中，從而減少樁基檢測所需的時間和費用，并一定程度上增加了抽檢的數(shù)量，不失為一種高效的基樁檢測手段。

參考文獻

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