电力工业网风力发电网:陆上山区风电机组普遍采用重力式基础,该基础具有整体稳定性高、占地面积大、混凝土用量大、土石方开挖回填量大等特点。如果基底有完整程度较好的基岩,采用岩石锚杆基础,可明显减小基础尺寸,具备一定经济效益。岩石锚杆大量应用于输电线路铁塔基础中,在风电机组的基础中尚未有丰富的应用经验。对于岩石锚杆应用的地质条件、锚杆试验和施工中的经验也亟需积累。下面主要介绍安徽某风电场的锚杆基础的设计和施工。
工程地质
该风电场共安装29 台2.1MW 风电机组,其中12#、21#、24# 三个机位基础场地狭窄,传统重力式基础施工难度很大(图1)。建设单位汇同设计、地勘单位现场踏勘,三个场地基岩埋藏较浅,岩石完整程度较高,初步认为可采用岩石锚杆基础。根据下一步地质详勘揭示:三个场地出露基岩地层为志留系上统茅山组(S3m) 石英砂岩夹少量泥质粉砂岩,覆盖层为第四系残坡积层(Q4el+dl)。
图1 12#机位场地条件
根据室内试验成果,结合地区经验,地勘单位提出基岩物理力学参数指标建议值一览表,见表1。
基础设计
根据风电场工程风电机组机位地勘报告、风电机组制造厂提供的载荷和基础设计条件,对风电机组基础的结构强度、变形等进行计算(灌浆料与岩体之间粘结强度暂时按《风电机组地基基础设计规定(试行)》FD 003 - 2007和《建筑地基基础设计规范》GB50007 - 2011 选取)。承台底板直径D=13m,台柱直径d0=6.5m,基础外缘高度h1=1m,棱台高h2=0.8m,台柱高h3=0.4m。基础底面布置一圈锚杆,分布半径为6m,共布置44 根;锚杆孔直径d1=130mm,扩底部分直径d2=230mm,锚杆锚固长度L=5m,深入基础部分1m,采用6.8 级M55 锚栓。锚栓与钻孔之间的灌浆材料采用高强无收缩水泥基灌浆砂浆,28d抗压强度不小于60MPa。锚杆进入中风化石英砂岩示意图见图2。经计算,在风电机组极端载荷下单根锚杆所受最大上拔力标准值为353kN。