新疆某电厂特殊性土工程性质研究

赵 羽，孙茂前，叶长峰

(国核电力规划设计研究院，北京 100094)

新疆某电厂特殊性土工程性质研究

赵 羽，孙茂前，叶长峰

(国核电力规划设计研究院，北京 100094)

新疆某电厂场地土为特殊性土，该场地土既是湿陷性黄土又是盐渍土，文章对该特殊性土的工程性质进行了深入研究，并对该特殊性土的地基处理方式提出建议。

湿陷性黄土；盐渍土；湿陷系数；溶陷系数；地基处理。

1 工程概况及水文地质条件

某电厂位于新疆，厂区及其周围是空旷的荒漠区域。南部远处为丘陵山区，该电厂一期建设规模为2 ×150MW。二期工程建设规模为2×300MW凝汽式空冷燃煤机组。

根据钻探揭露该场地地层主要为杂填土、黄土状粉土、粉土。

①杂填土：灰色、灰黄色，含少量卵石及建筑垃圾，松散，稍湿。层厚0.30m～2.10m。厂址区内普遍分布。

②黄土状粉土：褐黄色，可见大量孔隙及白色线状钙质结核，稍密为主，局部中密，稍湿～湿。层厚6.10m～11.80m。该层具有湿陷性，且厂址区内普遍分布。

③粉土：灰黄色，土质均匀，稍密为主，局部中密，湿～很湿。层厚5.30m～10.50m，层底埋深13.50m～18.60m。该层厂址区内普遍分布。

地下水类型第四系孔隙潜水。地下水补给来源主要为河流的侧向补给、大气降水和雪山融水，以人工取水和蒸发为其主要排泄方式，地下水主要赋存在粉土中。勘测期间地下水稳定水位埋深为11.60m～12.40m。据调查，常年最高地下水水位埋深约9.00m。

2 黄土状土的湿陷性评价

在工程场地开挖3个探井，以调查黄土状土分布情况，该层土垂直节理及孔隙发育。并在该层黄土状粉土地层中采取原状试样23件，均作了室内湿陷性试验分析，试验结果为：该黄土状粉土地层中共13件土试样的湿陷系数δs大于或等于0.015，其范围值为0.019～0.058。根据《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB 50025-2004)第4.4.1条、第4.4.2条判定，该层黄土状粉土为湿陷性黄土，湿陷程度为轻微～中等。详见表1。

表1 黄土状粉土湿陷量计算

根据《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB 50025-2004)第4.4.7条要求：自重湿陷量Δzs和湿陷量Δs的计算结果，自重湿陷量Δzs均小于70mm，判定场地土为非自重湿陷黄土；而湿陷量Δs为96.8mm～378.0mm，湿陷等级为Ⅰ～Ⅱ级(轻微～中等)。最大湿陷深度为8.50m。

根据室内试验该层黄土状粉土湿陷起始压力范围值为32.0kPa～168.0kPa，湿陷起始压力平均值为78.0kPa。

3 盐渍土的评价

在厂区范围内依据规程、规范的要求，现场在4个探井中，竖向取样间距按1.5m控制，取样深度按9.0m控制，分别取扰动土样18件进行了易溶盐化验分析。见表2。

表2 易溶盐分析成果

根据易溶盐试验成果、结合区域资料和地表特征，按《岩土工程勘察规范》(2009版)(GB50021-2001)6.8.1条判定：该层黄土状粉土为盐渍土，根据表6.8.2-1按含盐化学成分分类判定为亚硫酸盐渍土和氯酸盐渍土为主，局部硫酸盐渍土；按表6.8.2-2按含盐量分类判定属弱盐渍土。

本次在3个探井中布置取样，并进行溶陷性分析。根据试验结果，试验区域场地中的黄土状粉土6个土样中，有2个溶陷系数δ为0.011，大于0.01，这说明该场地土具有溶陷性，为溶陷性土。

根据《盐渍土地区建筑规范》(ST/T 0317-97)公式4.2.5计算分级溶陷量Δ值。

式中：δi为第i层土的溶陷系数；hi为第i层土的厚度(cm)；计算结果见表3。

表3 盐渍土溶陷量计算

分析表3结果，盐渍土的溶陷量Δ均小于7cm，根据《盐渍土地区建筑规范》(ST/T 0317-97)第4.2.6条要求，当溶陷量Δ均小于7cm，可不考虑地基的溶陷性。场地土中硫酸钠含量普遍小于1%，可以不考虑其盐胀危害。因此，该场地地基除考虑防腐外，可按一般地基进行处理。

4 地基处理方案综合评价

4.1 地基土的评价

由于本场地上层土即黄土状粉土，又是盐渍土，具有湿陷性，无盐胀，最大湿陷深度达8.50m。根据《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)第6.1.4条可按照建筑物分类进行地基处理，其地基处理深度见表4。

表4 建筑物地基处理深度的确定

对于拟建电厂一般附属(辅助)建构(筑)物甲类建筑物需要消除地基的全部湿陷量。而乙类建筑物由于场地黄土状粉土的湿陷起始压力平均值为78.0kPa小于100.0kPa，因此，也需要消除地基的全部湿陷量。

4.2 地基方案的评价

对于拟建电厂一般附属、辅助建(构)筑物，可以采用强夯、强夯置换方法、灰土挤密桩、夯实水泥土桩进行地基处理，以消除黄土状粉土的湿陷性。

(1)强夯、强夯置换方法：

优点：强夯对地基土处理效果较好，场地表层黄土湿陷性全部消除，夯后地基土主要物理力学性质指标较夯前均有较大幅度的改善，地基土承载力有较大幅度的提高。处理后的地基承载力和地基变形都能满足设计要求，并可完全消湿陷性。

强夯法地基处理经过几十年的发展，已经成为一种比较成熟的地基处理方法，是一种施工速度快、工期短、工艺比较成熟以及经济效益比较好的地基处理方法。

缺点：由于一期和二期相距较近，强夯会对一期原有建筑物产生影响，需采取防振措施，开挖防震沟， 而现场不具备开挖防震沟的条件。

(2)灰土挤密桩：

优点：通过挤密达到消除地基土湿陷性和提高承载力的目的，对一期原有建筑物不会产生影响。

缺点：根据规范的要求灰土的回填材料不得使用含有冻土块、生活垃圾以及有机质含量大于5%的耕土、淤泥质土、膨胀土和盐渍土。由于场地内的土为盐渍土，无法满足回填材料的要求，无法施工。

(3)夯实水泥土桩：

优点：通过挤密达到消除地基土湿陷性和提高承载力的目的，对一期原有建筑物不会产生影响，并且不受回填材料的限制。

缺点：施工技术要求较高，否则难以保证质量。

当采用复合地基时，施工前应进行现场试验，施工后需进行现场地基检测(如静载荷试验等)以确定其处理性能及设计参数等。

4.3 地基方案的确定

通过上述地基处理方案的比较，认为在本场地内采用夯实水泥土桩最适合，夯实水泥土桩不但可以消除湿陷性，而且不会对一期原有建筑物产生影响，不受回填材料的限制。

施工后通过复合地基的静载荷试验，确定该场地的复合地基承载力特征值达到：fspk＝230kPa；复合地基变形模量为：E0＝24MPa；满足设计的要求。

5 结论

(1)判定该场地土为黄土状粉土，并且具有湿陷性。

(2)判定该场地土为盐渍土，无溶陷性、盐胀性，只考虑对地基的腐蚀性。

(3)地基处理方式本场地适宜采用夯实水泥土桩，消除了黄土状土的湿陷性。通过复合地基静载荷试验确定其复合地基的承载力特征值，并满足了设计的要求。

[1]GB 50021-2001，岩土工程勘察规范(2009年版)[S]．

[2]GB 50025-2004，湿陷性黄土地区建筑规范[S]．

[3]JGJ 79-2002，建筑地基处理技术规范[S]．

[4]DL/T5024-2005，电力工程地基处理技术规程[S]．

[5]ST/T 0317-97，盐渍土地区建筑规范[S]．

Study on Engineering Properties of Special Soil in Electric Power Plant Xinjiang

ZHAO Yu, SUN Mao-qian, YE Chang-feng
(State Nuclear Electric Power Planning Design & Research Institute, Beijing 100094, China)

The soil of one electric power plant in Xinjiang is particular soil. This kind of soil is collapsible loess, and it is saline soil at the same time. The engineering properties of this particular soil is researched in this paper. At last, we make the suggestions of foundation treatment form of this particular soil.

collapsible loess; saline soil; collapsible coef fi cient; dissolve trapped coef fi cient; foundation treatment.

TU4

B

1671-9913(2011)03-0008-03

2011-4-28

赵羽(1979- )，男，山东泰安人，工程师。