风电场工程1A 区工程地质勘察报告

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2019-03-25
简介
风电场工程地质勘察工程区位于兴隆山镇西南方向约170km2内的地区。拟建工程概况拟建风电场为6 个区,共199 个风机。项目勘察各孔位土层的详细分布状况, 及各层土的地基承载力特征值。查明场地地下水的类型与埋藏分布特征,分析其对风机基础设计和施工的影响,判断地下水对建筑物主要基础结构材料的腐蚀性。本工程采用予应力管桩( PHC),相应要提供每层土的侧摩擦阻力特征值及桩端持力层的端阻力特征值。提供土工试验的各种参数,各土层的物理力学性质参数。由建设方提供风机位置的坐标、高程,作为钻孔的位置、高程,风机间距400-1200m。钻孔孔深不小于30m。

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1.勘察工作我公司承担风电场工程地质勘察工作。该工程区位于兴隆山镇西南方向约170km2内的地区。1.1拟建工程概况拟建风电场为6个区,共199个风机。1.2勘察目的,任务及技术标准1.2.1勘察目的提供详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数,对风机基础以下的地基做出岩土工程评价。1.2.2勘察任务1)各孔位土层的详细分布状况,及各层土的地基承载力特征值。2)查明场地地下水的类型与埋藏分布特征,分析其对风机基础设计和施工的影响,判断地下水对建筑物主要基础结构材料的腐蚀性。3)本工程采用予应力管桩(PHC),相应要提供每层土的侧摩擦阻力特征值及桩端持力层的端阻力特征值。4)提供土工试验的各种参数,各土层的物理力学性质参数。1.2.3技术标准《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)《建筑地基基础设计规范》(GB5007—2008)《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94)《建筑抗震设计规范》(GB50011—2002)2《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001)1.3勘察方法及设备1.3.1勘察方法钻探、原位测试(标准贯入),室内试验(土的物理力学性质实验)。1.3.2设备XY-130钻机8台,数码相机2台,笔记本电脑3台。1.4勘察工作布置由建设方提供风机位置的坐标、高程,作为钻孔的位置、高程,风机间距400-1200m。钻孔孔深不小于30m。1.5完成工作量及日期工作量一览表表1-1项目单位数量测绘Km2170钻探个/m199/5970水质分析组1原状土样组12砂样颗分组7原位测试次433本区完成工作量见表1-1。钻探日期为2010年10月13日至2010年12月23日。32.区域地质概况及地震2.1气候本区气候属北温带大陆季风气候,春季干旱多风,夏季凉爽多雨,冬季严寒多雪,年平均气温4.5℃,年平均降水量338mm,雨季多集中6-8月份,春夏多西南风,秋冬多西北风,风速为4m/s,最大风速24m/s。2.2地形地貌***西部平原。成因为湖成地貌,属于湖积平原。风电场区域地貌为风成沙陇和陇间低谷。工程区海拔高程在160-192m之间,植被以荒草为主。2.3地层岩性除耕植土外,自上而下为三层:1)粉砂,黄褐色,结构松散-中密。2)粉砂,褐黄色,结构稍密-中密。3)细砂,灰色,结构稍密-中密。均属于全新世的产物。2.4地质构造***区域构造稳定,场址区及附近没有影响工程场区稳定性的活动断裂,场址区位于区域稳定的地块上。2.5水文地质地下水按埋藏类型为第四系孔隙潜水,含水层主要在灰色细砂层内,埋深与地形有关,在11.5-15.4m之间。依靠大气降水补给。2.6地震根据《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001),地震动峰值4加速度<0.05g,对应的基本地震程度小于Ⅵ度,地震动反应谱特征周期为0.35S。2.7冻土及不良地质作用根据《中国季节性冻土标准冻深图》,场区的标准冻深为1.7m。经过现场踏勘及对场地周围基本地理环境调查,结合地形地貌条件,该场区的地质环境基本未被破坏,没有发生沉陷、泥石流和滑坡以及全新活动断裂的条件,判定场地无不良地质作用。3.兴隆山1A区场地工程地质条件3.1地形地貌工程场址区地势高低起伏变化较大,山前2个屯子,仅屯子与公路之间有行车路。场址区海拔高度在166.12~184.05m之间,高差17.93m。3.2地层岩性1)风积层(Q4eol)岩性为粉砂、细砂、粉土、粉质粘土及粘土,总厚度377.10m,平均厚度11.43m,孔内厚度最小为5.60m,最大为19.00m。(1-1)粉砂黄褐、土黄色,耕植土1.50-1.70m。稍湿-饱和,松散-中密,钻孔内为1或2层,厚度315.60m,孔内厚度最小为3.50m,最大为19.00m。连续分布。(1-2)细砂黄褐色,稍湿-饱和,以稍密为主,钻孔内为1层,厚度39.90m,5孔内厚度最小为2.80m,最大为7.00m。在9个孔内出露,分布连续性差。(1-3)粉土黄褐、土黄色,饱和,稍密-密实,钻孔内为1层,厚度10.30m,孔内厚度最小为1.00m,最大为2.70m。在6个孔内出露,局部分布。(1-4)粉质粘土黄褐色,饱和,硬塑-软可塑,厚度8.30m,在5个钻孔内出露,局部分布。(1-5)粘土黄褐色,饱和,硬塑,在6FJ15、6FJ14两个钻孔内出露,厚度分别为1.7m与1.3m。2)湖沼层(Q4l+h)岩性为粉砂、细砂、粉土、粉质粘土及粘土,总厚度612.90m,平均厚度18.57m,孔内厚度最小为11.00m,最大24.40m。(2-1)粉砂灰色,饱和,以松散-稍密为主,钻孔内为2层,仅在5FJ29钻孔内出露,厚度为3.4m。(2-2)细砂灰色,饱和,稍密-密实,钻孔内为1-2层(5FJ27钻孔内为3层),厚度572.70m,孔内厚度最小为10.40m,最大为22.50m,连续分布。(2-3)粉土6灰色,饱和,密实,钻孔内为1层,仅在6FJ3号钻孔内出露,厚度为1.80m。(2-4)粉质粘土灰色,饱和,软可塑-硬可塑,孔内多数为1层(6FJ3号钻孔内为2层),厚度27.40m,孔内厚度最小为0.50m,最大为3.70m,在15个孔内出露,分布连续性较差。(2-5)粘土灰色,饱和,硬可塑为主,钻孔内为1层(6FJ16钻孔内为2层),厚度7.60m,孔内厚度最小为1.00m,最大为2.80m,在4个孔内出露,局部分布。3.3地下水地下水埋深3.8-18.0m,平均为10.0m,年变幅2-3m。根据水质分析报告,S7和S8水样侵蚀性CO2含量为18.44mg/L和35.97mg/L,对混凝土具有碳酸型弱腐蚀-中等腐蚀性。3.4土的物理力学实验成果7水质分析报告送样单位:中水东北勘测设计研究有限责任公司工程名称:吉林通榆兴隆山风电场分析批号:2010-12采样日期:2010.12.12室内编号:7送样日期:2010.12.23钻孔编号:S7检验日期:2010.12.24采样地点:水井18.0m报告日期:2010.12.28离子ρ(B)/(mg·L-1)X(1ZB±)/(mmol·L-1)X(1ZB±)/%项目ρ(B)/(mg·L-1)项目ρ(B)/(mg·L-1)阳离子Na+22.00.9610.20可溶固体772银K+1.00.030.26偏硅酸88.72钡Ca2+126.753.1667.42游离CO216.95铬Mg2+19.650.8117.24侵蚀CO218.44铅NH4+5.580.313.31锶钴Fe3+2.460.0441.41溴化物钒Fe2+0.410.00730.160H_0总计177.459.38100.00碘化物钼阴离子HCO3-573.739.4094.71锌锰CO32-000硒镍Cl-13.900.393.95铜铝SO42-6.370.071.34砷挥发性酚F-汞氰化物NO3-0.050.0010.008磷酸盐亚硝酸盐0总计594.059.93100.00硼酸耗氧量外观:总硬度(以CaCO3计)碳酸盐硬度:备注:色度:398.12mg/L398.12mg/L浑浊度:总碱度(以CaCO3计)非碳酸盐硬度嗅和味:471.05mg/L0mg/LpH值:7.49负硬度:72.93mg/L8水质分析报告送样单位:中水东北勘测设计研究有限责任公司工程名称:吉林通榆兴隆山风电场分析批号:2010-12采样日期:2010.12.12室内编号:8送样日期:2010.12.23钻孔编号:S8检验日期:2010.12.24采样地点:水井30.0m报告日期:2010.12.28离子ρ(B)/(mg·L-1)X(1ZB±)/(mmol·L-1)X(1ZB±)/%项目ρ(B)/(mg·L-1)项目ρ(B)/(mg·L-1)阳离子Na+28.91.2615.35可溶固体698银K+1.30.030.41偏硅酸87.60钡Ca2+103.812.5963.29游离CO213.83铬Mg2+16.400.6716.49侵蚀CO235.97铅NH4+4.250.242.88锶钴Fe3+2.190.0391.44溴化物钒Fe2+0.320.00580.140H_0总计156.868.18100.00碘化物钼阴离子HCO3-526.968.6495.71锌锰CO32-000硒镍Cl-12.160.343.80铜铝SO42-2.120.020.49砷挥发性酚F-汞氰化物NO3-000磷酸盐亚硝酸盐0总计541.249.02100.00硼酸耗氧量外观:总硬度(以CaCO3计)碳酸盐硬度:备注:色度:327.34mg/L327.34mg/L浑浊度:总碱度(以CaCO3计)非碳酸盐硬度嗅和味:435.25mg/L0mg/LpH值:7.43负硬度:107.91mg/L9细、粉砂颗粒分析成果表表3.6-1钻孔编号取样深度(m)最大干密度颗粒组成(粒径:毫米mm)砾砂>2.00粗砂2.00~0.50中砂0.50~0.25细砂0.25~0.075粉粒0.075~0.05定名g/cm3%%%%%6FJ28-418.60-18.801.029.660.19.3灰色细砂5FJ12-15.00-5.5048.030.321.7黄褐色粉砂6FJ4-319.40-19.6038.447.713.9灰色细砂5FJ1-115.00-15.203.28412.8灰色细砂5FJ23-118.00-18.5058114灰色细砂5FJ27-120.00-21.009.77911.3灰色细砂5FJ4-111.00-11.30117811灰色细砂10土工试验成果汇总表表3.6-2试样钻孔编号取样深度(m)含水量W天然密度干密度ρd土粒比重液限WL塑限WP塑性指数液性指数饱和度Sr孔隙比e压缩系数a1-2压缩模量Es1-2剪切试验定名凝聚力C内摩擦角Ф%g/cm3g/cm3/%%//%/Mpa-1MpaKpa度6FJ15-36.40-6.6022.72.001.632.6925.116.98.20.70793.90.6500.16410.0黄色粉土6FJ13-37.40-7.6010.41.651.492.6926.317.48.9-0.78735.00.8000.8292.2黄色粉土实验组数222222222222平均值16.61.831.562.6925.717.28.664.50.7250.4976.16FJ3-527.40-27.6017.42.111.802.6924.716.78.00.08794.20.4970.2966.635.119.6灰色粉土11土工试验成果汇总表表3.6-3试样钻孔编号取样深度(m)含水量W天然密度干密度ρd土粒比重液限WL塑限WP塑性指数液性指数饱和度Sr孔隙比e压缩系数a1-2压缩模量Es1-2剪切试验定名凝聚力C内摩擦角Ф%g/cm3g/cm3/%%//%/Mpa-1MpaKpa度6FJ1-38.50-8.7021.61.911.572.7030.118.911.20.24181.10.7190.3694.7黄色粉质粘土5FJ24-36.60-6.8027.01.901.502.7031.419.412.00.63390.60.8050.3485.641.317.4黄色粉质粘土实验组数22222222222211平均值24.31.911.542.7030.819.211.60.43785.90.7620.3595.241.317.46FJ1-521.00-21.2033.41.901.422.7139.222.516.70.653100.00.9030.3136.132.813.8灰色粉质粘土6FJ2-315.60-15.8029.41.961.512.7031.019.311.70.863100.00.7830.2008.928.715.2灰色粉质粘土6FJ28-521.60-21.8026.41.841.462.7030.218.911.30.66483.40.8550.4154.529.017.4灰色粉质粘土6FJ3-421.20-21.4027.22.031.602.7033.220.113.10.5421000.6920.3665.432.112.5灰色粉质粘土实验组数44444444444444最大值33.42.031.602.7139.222.516.70.863100.00.9030.4158.932.817.4最小值26.41.841.422.7030.218.911.30.54283.40.6920.2004.528.712.5平均值29.11.931.502.7033.420.213.20.68195.90.8080.3246.230.714.712土工试验成果汇总表表3.6-4试样钻孔编号取样深度(m)含水量W天然密度干密度ρd土粒比重液限WL塑限WP塑性指数液性指数饱和度Sr孔隙比e压缩系数a1-2压缩模量Es1-2剪切试验定名凝聚力C内摩擦角Ф%g/cm3g/cm3/%%//%/Mpa-1MpaKpa度6FJ15-523.30-23.5034.51.781.322.7360.733.926.80.02288.61.0630.3406.169.015.0灰色粘土6FJ4-425.40-25.6027.02.051.612.7341.022.518.50.2431000.6910.2487.9灰色粘土实验组数22222222222211平均值30.81.921.472.7350.928.222.70.13394.30.8770.2947.069.015.06FJ15-24.40-4.6028.11.891.482.7345.225.020.20.15390.20.8500.3884.8黄色粘土133.5土的工程分析及其物理力学参数建议值1)土的工程分析1A区钻孔地面高程为168.41-181.16m,高差12.75m。依据钻孔地质柱状图分析,土体厚度及其不同状态分布深度与地表地形有相应关系,有时差别往往大于地形变化。风积层(Q4eol)厚度为5.60-19.00m;相邻5FJ5、5FJ4两孔地面高程分别为174.84和174.29m,其密实层顶板界线高程分别为164.34m(埋深10.30m)和165.49m(埋深8.80m),与地面起伏方向相反。经统计33个钻孔其中10个钻孔上部土体呈松散状态,其厚度为3.15-7.00m,平均值为4.82m;23个钻孔上部土体呈稍密状态,其厚度为2.80-14.65m,平均值为6.96m;33个钻孔中部土体呈中密状态,其厚度为7.15-30.00m,平均值为17.79m;22个钻孔下部土体呈密实状态,其厚度为1.00-10.85m,平均值为6.18m。由于土体状态厚度变化大,造成桩身长度有较大的差别,建议桩端设置在湖沼沉积(Q4l+h)灰色细砂中密下部-密实层。2)土的物理力学参数建议值风积层(Q4eol)(1-1)粉砂:厚度315.60ma)松散:厚度42.60m,占13.5%。标贯114次,击数平均值为8.1,承载力特征值(fak)为125Kpa,压缩模量为7.5MPa,内摩擦角为25°。b)稍密:厚度81.30m,占25.8%。标贯433次,击数平均值为1413.1,承载力特征值(fak)为164Kpa,侧阻力特征值(qsik)为19Kpa,压缩模量为8.8MPa,内摩擦角为26.3°。c)中密:厚度191.7m,占60.7%。标贯87次,击数平均值21.2,承载力特征值(fak)为206Kpa,侧阻力特征值(qsik)为28Kpa,压缩模量为11.0MPa,内摩擦角为30.0°。天然重度19KN/m3,饱和重度19.6KN/m3。(1-2)细砂:厚度39.90ma)松散:厚度4.00m,占10.0%。标贯1次,击数平均值为8,承载力特征值(fak)为125Kpa,压缩模量为7.4MPa,内摩擦角为25°。b)稍密:厚度32.05m,占80.4%。标贯10次,击数平均值13.3。承载力特征值(fak)为164Kpa,侧阻力特征值(qsik)为19Kpa,压缩模量为8.9MPa,内摩擦角为26.3°。c)中密:厚度3.85m,占9.6%,标贯2次,击数平均值为17.5,承载力特征值(fak)为188Kpa,侧阻力特征值(qsik)为25Kpa,压缩模量为10.05MPa,内摩擦角为29°。天然重度19.5KN/m3,饱和重度20.1KN/m3。(1-3)粉土:厚度10.30m,稍密-密实,承载力特征值(fak)为203Kpa,侧阻力特征值(qsik)为26Kpa,压缩模量为6.1Mpa。天然重度18.3KN/m3,饱和重度20.7KN/m3。(1-4)粉质粘土:厚度8.30m,硬塑-软可塑,承载力特征值(fak)为190-286Kpa,平均值为228Kpa,侧阻力特征值(qsik)为37Kpa,15压缩模量为5.2MPa,内摩擦角为12.2°,凝聚力28.9Kpa。天然重度19.1KN/m3,饱和重度19.6KN/m3。(1-5)粘土:厚度3.00m,硬可塑,承载力特征值(fak)为212-236Kpa,平均值为224Kpa,侧阻力特征值(qsik)为37Kpa,压缩模量为4.8MPa。天然重度18.9KN/m3,饱和重度19.3KN/m3。湖沼层(Q4l+h)(2-1)粉砂:厚度3.40ma)松散:厚度1.55m,占45.6%。标贯1次,击数平均值为10,承载力特征值(fak)为140Kpa,压缩模量为8.0Mpa,内摩擦角为25.5°。b)稍密:厚度1.85m,占54.4%。标贯1次,击数平均值为11,承载力特征值(fak)为148Kpa,侧阻力特征值(qsik)为14Kpa,压缩模量为8.3Mpa,内摩擦角为25.8°。天然重度19.5KN/m3,饱和重度20.1KN/m3。(2-2)细砂:厚度572.70ma)稍密:厚度45.3m,占7.9%。标贯18次,击数平均值为13.1,承载力特征值(fak)为164Kpa,侧阻力特征值(qsik)为19Kpa,压缩模量为8.8Mpa,内摩擦角26.3°。b)中密:厚度391.40m,占68.3%。标贯189次,击数平均值为22.9,承载力特征值(fak)为218Kpa,侧阻力特征值(qsik)为29Kpa,压缩模量为11.5Mpa,内摩擦角30.5°。16c)密实:厚度136.00m,占23.8%。标贯69次,击数平均值为35.6,承载力特征值(fak)为270Kpa,侧阻力特征值(qsik)为36Kpa,压缩模量为15Mpa,内摩擦角33.9°。天然重度19.7KN/m3,饱和重度20.3KN/m3。(2-3)粉土:厚度1.80m,密实,承载力特征值(fak)为343Kpa,侧阻力特征值(qsik)为44Kpa,压缩模量为6.6Mpa,内摩擦角13.7°,凝聚力24.6Kpa。天然重度21.1KN/m3,饱和重度21.3KN/m3。(2-4)粉质粘土:厚度27.40m,硬可塑-软塑,承载力特征值(fak)为177-266Kpa,平均值为206Kpa,侧阻力特征值(qsik)为36Kpa,压缩模量为6.2Mpa,内摩擦角10.3°,凝聚力21.5Kpa。天然重度19.3KN/m3,饱和重度19.4KN/m3。(2-5)粘土:厚度7.60m,硬塑-硬可塑,孔隙比平均值为0.877,承载力特征值(fak)为180-302Kpa,平均值为241Kpa,侧阻力特征值(qsik)为37Kpa,压缩模量7.0Mpa,内摩擦角10.5°,凝聚力48.3Kpa。天然重度19.2KN/m3,饱和重度19.4KN/m3。桩端埋深16.00-27.00m,桩端阻力特征值2200-2800Kpa。4.工程地质条件评价(1)根据工程规模和特征,以及由于岩土工程场地造成工程破坏或影响正常使用的后果,场区属于二级工程;基础位于地下水位以下为二级场地;岩土种类较多,性质变化较大为中等复杂地基;上述173条划分为乙级勘查等级。(2)风电场区微地貌为风成砂陇和陇间低谷。地面高程166.12~184.05m之间,高差17.93m。(3)场区地层岩性为第四系全新统风积层(Q4eol)和湖沼沉积层(Q4l+h),岩性为黄褐色为主的粉砂、细砂、粉土、粘性土和灰色为主的细砂、粉砂、粉土和粘性土。无论是何种成因的土,钻孔内厚度变化很大,最大厚度是最小厚度的18倍和3.4倍,必然造成土体状态的变化。风积层(Q4eol)的粉砂和湖沼沉积层(Q4l+h)的细砂是场区内的主要岩性,其余岩性厚度较小至小。(4)风积层(Q4eol)位于场区的上部,土体呈松散~稍密状态为主,除个别钻孔外,不宜作持力层。(5)湖沼沉积层(Q4l+h)位于场区的中下部,细、粉砂呈中密~密实状态为主,其承载力特征值(fak)较高,为中等~低压缩性土,依据孔内土体变化情况,建议桩端持力层建在中密下部~密实状态的细、粉砂层上。(6)各区粘土层承载力特征值(fak)为180-302Kpa,平均值为241Kpa,压缩模量为7.0Mpa。各区粉质粘土承载力特征值(fak)为为177-266Kpa,平均值为206Kpa,压缩模量为6.2Mpa。由于粘土、粉质粘土厚度不均,部分厚度薄,承载力变化大,且其平均值不大,压缩模量较小,建议不作为桩端持力层。18(7)地下水年变幅2-3m。通过水质分析试验,S7、S8的侵蚀性CO2为18.44mg/L和35.97mg/L,对混凝土具碳酸型弱~中等腐蚀性。本地区地下水为高氟碱性水,不适宜饮用。5.结论建议1)本区为稳定区,地震基本烈度小于Ⅵ度。2)风积层(Q4eol)主要由黄褐色为主的粉砂、细砂组成,位于场区的上部,结构以松散-稍密为主,除个别钻孔外,不宜作为桩端持力层。3)湖沼沉积层(Q4l+h)主要由灰色为主的细砂、粉砂等组成,一般位于场区的中部和下部,以中密-密实状态为主,其承载力相对较高,为中等-低压缩性土,可作为持力层,根据孔内土体结构变化情况,建议桩端设置在中密的下部至密实的细砂或粉砂层上。粘性土厚度及其性状变化较大,承载力不高,基本接近为高压缩性土,建议不宜作为桩端持力层。多数粘性土的标贯击数较高,其承载力与室内试验资料不符,这可能与部分土体孔隙比较大等原因有关,建议施工时注意这种情况。4)地下水位年变幅2-3米,水质分析资料表明:1组Cl-离子含量对钢筋混凝土内钢筋具有弱腐蚀性,1组PH值对混凝土具有一般酸性型弱腐蚀性,3组侵蚀性CO2含量对混凝土具有碳酸型弱-中等腐蚀性。5)建议桩端埋深供设计参数使用,具体深度以静载试验为准。6)本区标准冻土深度1.70m,施工回填用土需采用非冻胀性土。
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