王小渭

（上海港灣工程質(zhì)量檢測有限公司，上海 201315）

華能灌云海上風電場工程場址位于江蘇省連云港市灌云縣灌河口海域，場址南北寬約7.3km，東西長約8.5km，場址中心距離岸線約14km，場址東側(cè)距離燕尾港出港航道約2.5km，整個場址面積約為62km2，場址距離連云港港約30km，距離灌云燕尾港約14km。

本風電場規(guī)劃總裝機容量為400MW，一期安裝71臺單機容量為4.2MW風電機組，容量300MW，二期100MW布置于一期北側(cè)海域。風電場配套建設(shè)一座220kV海上升壓站，海上升壓站位于風場南側(cè)海域，升壓站規(guī)模按400MW設(shè)計，以兩回220kV海纜送至登陸點，并最終接入500kV南翼變電站。

為驗證風機基礎(chǔ)的基樁承載力和地質(zhì)資料，為后續(xù)風機基礎(chǔ)設(shè)計優(yōu)化和施工提供更豐富的數(shù)據(jù)或信息，根據(jù)工程場區(qū)建設(shè)條件和風機平面布置，選擇2臺機位開展風機基礎(chǔ)的試樁工作。2臺試樁機位選在2臺高樁承臺基礎(chǔ)位置（ZK6和ZK8）處。

1 工程概況

根據(jù)上?？睖y設(shè)計研究院有限公司《華能灌云300MW海上風電場工程工程地質(zhì)勘察報告》，ZK6機位鉆孔資料表明，地層上部為Ⅲ1淤泥質(zhì)粘土、Ⅲ2粉砂、Ⅲ3t砂質(zhì)粉土、Ⅲ3粉質(zhì)粘土、Ⅳ粉細砂、Ⅳt粉質(zhì)粘土、Ⅳ粉細砂、Ⅴ粉質(zhì)粘土、Ⅴt粉細砂、Ⅴ粉質(zhì)粘土、Ⅵ粘土、Ⅶ粉細砂，持力層選在Ⅶ粉細砂層。

ZK6機位鉆孔資料表明，地層上部為Ⅲ1淤泥質(zhì)粘土、Ⅲ2t粘質(zhì)粉土、Ⅲ2粉砂、Ⅲ3粉質(zhì)粘土、Ⅳ粉細砂、Ⅴ粉質(zhì)粘土、Ⅶ粉細砂、Ⅶt粉質(zhì)粘土。持力層選在Ⅶt粉質(zhì)粘土。

2 試驗方案

根據(jù)設(shè)計試驗任務(wù)書要求，ZK6和ZK8兩根試樁在軸向抗壓靜載荷試驗前，應(yīng)先進行高應(yīng)變復(fù)打。單樁軸向抗壓靜載荷試驗在保證錨樁（工程樁）安全的前提下，抗壓承載力要求盡量加載至破壞。試樁要求抗壓極限承載力預(yù)估值為不小于24000kN，最大試驗荷載36000kN。每組試樁由1根試驗樁（直樁）、4根錨樁（5:1斜樁）及2根基準樁（直樁）組成。試驗樁、錨樁使用Φ2000mm開口鋼管樁，基準樁為Φ1200mm開口鋼管樁。單樁軸向抗壓靜載荷試驗采用快速維持荷載法。

軸向抗壓靜載荷試驗反力系統(tǒng)采用50000kN級反力梁系統(tǒng)，由四根錨樁提供試驗反力，加載系統(tǒng)由10只5000kN級油壓千斤頂、70MPa超高壓油路和油泵組成，數(shù)據(jù)采集由RS-JYC基樁靜載荷測試系統(tǒng)自動完成。加卸載時荷載由經(jīng)標定合格的精密油壓表控制。

高應(yīng)變動力測試采用美國PDI公司生產(chǎn)的PAX型打樁分析儀，錘擊裝置為IHCS-800液壓錘。

3 試驗成果與分析

3.1 軸向抗壓靜載荷試驗

ZK6樁試驗時，樁頂處于自由無約束狀態(tài)，試驗加載過程按每級2400kN進行加載至36000kN，滿足最大加載荷終止加載條件。試驗從零加載至36000kN時，樁頂總沉降量為50.79mm，加載段的荷載～沉降曲線基本保持線性。分級卸載，卸載至零后的樁頂殘余沉降量為7.42mm。根據(jù)規(guī)范判定，ZK6樁單樁豎向抗壓極限承載力推薦值不小于36000kN。Q～s曲線見圖1。

ZK8樁試驗時，樁頂處于自由無約束狀態(tài)，試驗加載過程按每級2400kN進行加載至33600kN時，試驗平臺異響劇烈，考慮到試驗安全，決定停止加載并分級卸載。試驗從零加載至33600kN時，樁頂總沉降量為46.24mm，加載段的荷載～沉降曲線基本保持線性。卸載至零后的樁頂殘余沉降量為7.59mm。根據(jù)規(guī)范判定，ZK8樁單樁豎向抗壓極限承載力推薦值不小于33600kN。Q～s曲線見圖2。

圖1 ZK6樁抗Q～s曲線

圖2 ZK8樁抗Q～s曲線

3.2 高應(yīng)變動力測試

高應(yīng)變復(fù)打測試主要結(jié)果見表1，CASE法分析結(jié)果，ZK6、ZK8試樁極限承載力分別為32438kN和30839kN，CAPWAPC法擬合分析結(jié)果，ZK6、ZK8試樁極限承載力分別為31143kN和30636kN。

表1 高應(yīng)變復(fù)打主要結(jié)果匯總

3.3 靜動對比分析

高應(yīng)變與軸向抗壓靜載荷試驗對比分析結(jié)果見表2，從2根同時進行過高應(yīng)變初、復(fù)打測試的試樁測試結(jié)果看，初、復(fù)打的承載力恢復(fù)系數(shù)在1.40～1.50之間，試樁動、靜測試結(jié)果得到的軸向抗壓承載力的恢復(fù)系數(shù)為1.64。因初復(fù)打動測間歇時間遠遠短于動靜測試間歇時間，且靜載試驗結(jié)果相對準確，建議取1.64。靜載試驗數(shù)據(jù)較高應(yīng)變復(fù)打測試結(jié)果高10%～16%，主要原因是靜載試驗較高應(yīng)變復(fù)打測試恢復(fù)時間較長。

表2 抗壓靜荷載試驗與高應(yīng)變動力測試結(jié)果對比

說明：

①恢復(fù)系數(shù)=極限承載力值/初打時的靜土阻力值；

②高應(yīng)變初打靜土阻力值取自《華能灌云海上風電項目試樁工程基樁試驗報告》。

4 結(jié)語

華能灌云海上風電項目試樁工程，通過對試樁進行軸向抗壓靜載荷試驗和高應(yīng)變動力測試，通過對比分析，得到如下結(jié)論：

（1）在該試樁區(qū)地質(zhì)條件下，采用工作性能正常的IHCS-800液壓錘可以滿足同類型工程樁的沉樁施工要求，且沉樁以標高控制為主，貫入度控制為輔，能夠達到很好的沉樁效果。

（2）ZK6、ZK8試樁軸向抗壓Q～S曲線均為緩變形，極限承載力分別不小于36000kN、33600kN，對應(yīng)的樁頂沉降量分別為50.79mm、46.24mm，表現(xiàn)出很好的承載能力和變形能力，滿足工程設(shè)計要求。

（3）2根試樁單樁軸向抗壓試驗均未做到樁周土體破壞，樁側(cè)摩阻力和樁端阻力未充分發(fā)揮。ZK6試樁樁端阻力為3514kN，占最大加載值得9.8%，ZK8試樁樁端阻力為1557kN，占最大加載值4.6%。

（4）綜合動、靜測試結(jié)果，該區(qū)域單樁軸向抗壓承載力的恢復(fù)系數(shù)為1.64。

（5）為設(shè)計確定工程樁長度等樁基設(shè)計參數(shù)以及合理選擇沉樁設(shè)備和工藝提供可靠依據(jù)。