李院兵, 陈志林, 蔡明俊

(武汉联动设计股份有限公司，湖北 武汉 430000)

该风电项目位于陕西定边县,包含50台2.0 MW风力发电机组,风机轮毂高度80 m,叶轮直径105 m,拟采用桩基础。该场区属黄土丘陵区,黄土梁与沟壑相间分布,梁顶地形较平坦、地势较开阔。

1 气象、水文

定边县属温带半干旱内陆性季风气候,四季变化明显,年平均气温7.9 ℃,年平均降雨量316.9 mm,主要集中在7、8、9三个月;年平均蒸发量2 490.9 mm,无霜期141 d,年平均风速为3.1 m/s;年平均气压为863.7 hPa,年平均相对湿度为50.5%,极端最高温度为37.7 ℃,极端最低温度为-29.1 ℃。风电场区内无常年地表水体,仅在雨季或融雪期沟谷中存在季节性水流。

2 地层结构

拟建场地地层主要为马兰黄土,按湿陷性自上而下分为3层,其主要特征简述如下。

(1) 耕植土(Qpd):灰黄色,松散,稍湿,主要以粉粒为主,含有大量的植物根茎,有机肥等,平均层厚0.74 m,整个场区均有分布。

以上(1)～(3)层埋深及层厚如表1。

3 黄土状粉土特征及主要岩土设计参数

本场地计算自重湿陷量102～388 mm,平均值为245 mm,>70 mm,为自重湿陷场地;计算湿陷量418～950 mm,平均值为657 mm,湿陷等级以Ⅱ级(中等)为主,局部Ⅲ级(严重)或Ⅳ级(很严重)。

根据土工试验及原位测试成果,本场地岩土设计所需主要参数如表2、表3。

4 桩基础计算

风电机组对整体倾斜有严格的限制,对于轮毂高度为80 m的塔筒,倾斜率(tanθ)≤0.005,根据设计要求,天然地基承载力≥200 kPa,从表2可知,本工程显然不能采用天然地基,必须采用桩基础或进行地基处理,宜优先采用桩基础。

表2 岩土工程设计参数建议值表Table 2 Recommended value table of parameters of geotechnical engineering design

表3 基桩设计参数建议值表Table 3 Recommended value table of design parameters of pile foundation