风机桩基基础采用预制管桩或灌注桩技术 经济 性分析

吕贵河

中国电建集团贵州工程有限公司 贵阳 550001

摘要：施工场地因地基均为软弱基础，需对风机基础地基采取特殊处理，为满足地基承载力要求，现目前较多采用预制管桩或混凝土灌注桩来满足地基承载力要求问题。本文根据从经济、安全、生产效率及环境保护等方面对预制管桩和混凝土灌注桩进行研究分析，采用预制管桩基础型式更为经济、环保及高效，在能保证工程质量情况下确保工程进度目标。

关键词：风机基础；预制管桩；灌注桩

1 地下土质情况

①层土：分为粉土层①1层、黏土、粉质黏土①2层、粉土①3层和粉质黏土①4层，该层厚度为13.80～35.70m，层底高程为9.2～31.90m。承载力特征值为140k~160kPa。

②层：粉砂、粉土②1层、粉质黏土②2层和粉土②3层，该层厚度为4.3～26.20m，层底高程为4.60～15.80m。承载力特征值为170kPa~200 kPa ~250kPa。

根据现场勘探成果及有关区域地质资料，拟建场地覆盖层厚度大于50m，土层等效剪切波速为151.02m/s～162.27m/s该地段建筑场地类别为Ⅲ类，场地土类型为中软土。

2 风机管桩

风机基础采用钢筋混凝土灌注桩基础，单台风机布桩数为29根，采用钻孔灌注桩方式，桩径为1.0m，泥浆护壁100mm厚，灌注桩混凝土设计强度等级为C35。若采用预制PHC桩，单台风机布桩数为36根，桩径为0.6m。两种桩基础的上部承台为现浇钢筋混凝土圆形扩展基础。

3 经济性分析

1#风机基础采用钢筋混凝土灌注桩桩基造价为：28*29*1191.75=967701元。

1#风机基础若采用PHC-600-AB-110桩桩基造价为：28*36*395=398160元；因风电场有液化土现象，为加强桩接头处的抗拔性能，桩身强度抗剪能力，拟在两根桩焊接接头增加机械啮合连接接头，一套机械啮合连接接头费用为650元，若1#风机采用PHC-600-AB-110桩桩基，还需增加费用36*650=23400元；另外，预制管桩与基础承台连接采用钢筋混凝土（C40微膨胀）填芯处理，填芯处理费用每基约35000元；因此采用预制PHC-600-AB-110桩桩基总造价为398160+23400+35000=456560元。

4 技术性分析

4.1钢筋混凝土灌注桩基础优点

采用泥浆护壁机械钻孔扩孔施工工艺，桩径较大，采用钢筋混凝土结构，其抗弯、抗拉性能良好。 能适应复杂的环境与地理条件。 施工工艺成熟，施工质量容易控制，对地基的适应能力强，基础可靠性好。充分利用钢筋混凝土灌注桩侧阻力与端阻力，因此单桩承载力高。

4.2钢筋混凝土灌注桩基础缺点

灌注桩造价较高；工艺复杂；工期相对长，根据风电场现场实地考察，一个风机基础灌注桩施工约1周，且养护周期长；基础和上部结构施工有时有间断；桩身质量不易控制，易出现断桩、缩颈、露筋和夹泥的现象。

4.3预制PHC桩优点

相对于灌注桩来说价格较低，具有施工快（每基施工约4天），压桩方便，购买运输方便等优势，且相比钢筋混凝土灌注桩可充分利用持力层的端阻力。但遇到硬质夹层，易断桩。相对灌注桩，基本不产生环境污染。

4.4预制PHC桩缺点

桩身强度抗剪能力较差，桩接头质量难把控，桩接头处的抗拔性能不佳。为加强桩接头处的抗拔性能及桩身总体强度抗剪能力，可以对桩头连接型式采用焊接+机械连接方式处理，会相对增加工程造价成本。

5 结论

预制桩桩基础型式较钢筋混凝土灌注桩基础施工工期缩短一半，人、材、机的投入相对少得多，能有效提高经济效益，以郓城沿黄风电场为列，若采用预制PHC-600-AB-110桩基础，总体造价约节省600余万元。

灌注桩施工对环境破坏较为严重，采用预制桩桩基础能减少泥水等对周围环境的影响，能有效提高经济效益。

灌注桩其抗弯、抗拉性能良好，对地基的适应能力强，基础可靠性好，充分利用钢筋混凝土灌注桩侧阻力与端阻力，因此单桩承载力高，相对预制管桩安全稳定性高。对于提高预制管桩安全及桩身整体性能，可采取桩头焊接+机型啮合连接（或抱箍连接）型式，并适当调整增加管桩根数，可以起到加密、提高承载力的作用，也充分有效利用持力层的端阻力，从而提高预制管桩安全稳定性，总体费用会相应增加，但较灌注桩费用低得多。

综合总结得出，在地质条件较为复杂、地下水位较高、承载力较小的地区的风机基础地基采用预制管桩桩基础，可以起到加密、提高承载力的作用，安全稳定性能高；较为经济、环保；同时施工简单，可以加快施工进度。

参 考 文 献

[1]于学智.混凝土灌注桩,预制管桩和CFG桩的性价比研究[J].黑龙江科技信息,2013,(第2期).

[2]林二鹏.揭阳地区预应力管桩预制方桩与钻孔灌注桩实例对照[J].科技资讯,2006,(第12期).