大庆某风电场工程地质条件分析

大庆某风电场工程地质条件分析

周扬

（中国能源建设集团黑龙江省电力设计院有限公司，黑龙江哈尔滨150078）

摘要：本文对大庆某风电场场地的水文地质条件和地层结构等方面进行了着重的分析，对其工程地质条件作出了科学的评价，并提出了设计应注意的问题而且给出了相应的建议，为工程建设提供了地质依据。

关键词：地层结构；水文地质条件；工程地质条件；

该风电场项目工程位于黑龙江省大庆市。对于风机这样的大型设备，地基基础尤为重要，因此对场区工程地质评价方面的分析具有十分重要的意义。

1工程概况

建设大庆某风电场工程是为适应我国清洁与再生能源政策导向，鼓励新能源的发展。

大庆某风电场工程位于黑龙江省大庆市红岗区西南部，交通方便，现为草原。

2场区工程地质条件

2.1地形地貌

大庆某风电场工程,位于黑龙江省大庆市红岗区部，地貌属松嫩冲积平原，地貌成因类型为冲积、堆积，地形为平地。

风电场场地地形较平坦，孔口地面高程135.00-136.87m。交通方便，现为草原。

2.2地层结构

本次勘测揭露地层为第四系全新统植物层（Q4pd）、冲积层（Q4al），岩性主要有腐殖土、粘性土、砂土。

根据土层的分类、土的工程特性将揭露地层分为5大层，对于地基土层中分布不稳定、工程性质明显不同的夹层单独分出亚层。

拟建场地内无滑坡、泥石流等不良地质作用，根据野外钻探描述及原位测试成果，将本次勘测所揭露地层主要特征由地表至下描述如下：

①腐殖土层：灰色，松散，湿，主要由粘性土及腐殖质组成。层厚为0.50～0.60m，层底埋深0.50～0.60m，层底高程134.50～136.37m。该层在拟建场地内广泛分布。

②粉质粘土层：褐黄、灰黄色，可塑状态，稍湿，干强度、韧性中等，无光泽，无摇震反应。该层层厚一般为0.70～5.80m，层底埋深1.20～13.30m，层底高程123.57～134.63m，该层在拟建场地内广泛分布。

③粉砂层：灰色，稍密，饱和，混大量粘性土，局部夹粘性土薄层，颗粒均匀，级配差，主要矿物成分为长石、石英。该层层厚一般为0.50～9.70m，层底埋深8.70～22.20m，层底高程114.67～127.31m，该层在拟建场地内分布广泛。

③1细砂层：灰色、稍密，饱和，粘粒含量很高，局部夹粘性土薄层，颗粒均匀，级配差，主要矿物成分为长石、石英。该层层厚为1.10m，层底埋深19.30m，层底高程117.57m，该层在拟建场地内分布不均匀。

④粘土层：灰色，硬塑状态，稍湿，干强度、韧性高，无摇震反应，有光泽。该层层厚一般为2.40～8.30m，层底埋深23.10～28.60m，层底高程107.98～112.26m，该层在拟建场地内分布广泛。

⑤粉砂层：灰色，中密，饱和，混大量粘性土，局部夹粘性土薄层，颗粒均匀，级配差，主要矿物成分为长石、石英。层顶埋深24.90～28.80m，层顶高程106.56～111.07m，该层在拟建场地内分布广泛。

⑤1粉质粘土层：灰色，软塑状态，很湿，干强度、韧性低，无摇震反应，无光泽，与粉砂呈不规则互层。该层层厚一般为0.60～0.90m，层顶埋深25.50～27.00m，层顶高程109.01～110.12m，该层在拟建场地内分布不均匀。

3水文地质条件

3.1地下水条件

拟建场地内地下水的类型为第四系孔隙潜水。地下水主要赋存于砂土中，勘测期间场地地下水静止水位埋深一般为3.50m～3.90m，相应高程为131.86m～132.38m。地下水水位年变幅1.50～2.00m左右。主要接受大气降水补给。地下水排泄以垂直蒸发、人工开采和地下水侧向径流为主。

根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版），按地层结构及其深度，拟建场地地下水的腐蚀性评价结果如下：

场地内地下水对混凝土结构具有弱腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性。

3.2地基土液化判定

根据饱和砂土液化统计成果，当地震烈度为7度，液化等级判别深度为15m、20m时，风机场地段的钻孔②、③层部分存在液化现象，液化等级为轻微-中等，其中不液化钻孔7个，占总数的58.3%，轻微液化钻孔3个，占总数的25%，中等液化钻孔2个，占总数的16.7%。

根据场地饱和砂土液化判定成果，结合不同的建筑地段、基础类型（浅基础、深基础、桩基础）、基础埋深等，可分别采取抗液化措施，消除地基液化沉陷的影响。

建（构）筑物等地段采用桩基础时，桩端伸入液化深度以下稳定土层中的长度（不包括桩尖部分），应计算确定，且不宜小于2.00m；或对上部结构进行处理，即可全部消除地基液化沉陷。

除上述基础类型外的乙类建筑、丙类建筑，采用浅基础时，应采取易实施的基础与上部结构处理的构造措施，无需加固处理液化土层，可解决地基液化问题。

3.3基坑开挖

当基坑开挖时，应进行放坡或采取必要的支护及降水措施，若需放坡，当坡高在5m以内时，粘性土层建议采用小于1：2.50的坡度允许值（高宽比）；当坡高在5～10m时，建议采用基坑锚桩支护。场地内地基土易受扰动，产生涌砂或流砂渗透破坏，开挖时应避免机械对原状土的扰动，同时应采取必要的降水措施，基坑降水方案可采用井点降水。

4地基评价

4.1天然地基评价

拟建场址区①层腐殖土，结构松散，工程特性差，不宜做为建（构）筑物天然地基，也不适用于基坑回填；②及其亚层地基土承载力特征值在70kPa--145kPa之间，不能满足风机基础对地基土强度的要求；③及其亚层、④及其亚层则埋藏较深，也不适宜作为建（构）筑物的天然地基，因此建议采用人工地基。

4.2桩基评价

地基土承载力特征值在70kPa--180kPa之间，不能满足风机基础对地基土强度的要求，建议采用人工地基，根据场地土工程条件，推荐风机基础宜采用桩基。

场地的地层结构和各层土的物理力学性质及各项原位测试结果表明，②层及其亚层、③及其亚层埋深较浅，都不宜做为桩基持力层，④层粘土层在场地内空间分布广泛，其具有强度较高、力学性质较好的特点，且层位较稳定，是较好的桩端持力层和下卧层。

5场地评价

5.1据本工程勘测成果，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）判定场地土类型为软弱土——中硬土；按规范之中表4.1.6判定该地段建筑场地类别为Ⅲ类。

根据场地的地质、地形地貌特征，按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）表4.1.1判定：拟建场地属抗震一般地段。

5.2根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）拟建区设计基本地震加速度值为0.05g，抗震设防烈度为6度，地震动反映谱特征周期为0.45s。

5.3地基土中的腐殖土、流塑、软塑状态的粘性土在冻深范围内的冻类别为特强冻胀，可塑状态的粘性土在冻深范围内的冻类别为强冻胀，请设计时予以考虑。

5.4拟建场地内不压重要矿产和文物。

6结束语

风电场建设时根据现场地质条件，因地制宜的选择最为合适的工程方案，力求做到安全可靠，经济合理。本文深入分析并评价了该风电场场地的地质条件，而且提出了合理的建议，对本工程起到了决定性的作用。

参考文献：

[1]JGJ-94-2008-建筑桩基技术规范[S].

[2]中华人民共和国国家标准.GB50021-2001.岩土工程勘察规范[S].中国建筑工业出版社，2009.

[3]《工程地质手册》编委会.工程地质手册[M]第四版.中国建筑工业出版社，2006.