电厂软地基处理方法比较

[摘 要] 近年来，我国经济建设快速发展，我国能源基地的建设在逐渐兴起。其中主要的电源点火力发电厂发展迅速。在这些能源基地的建设工程中，地质工程是非常重要的基础工程，它涉及到工程造价的控制，安全生产的保证。 怎样从各种地基处理的办法中，找到适合火电厂的地基处理的方法？文章首先介绍火力发电厂中其构建物的结构特征和要求，然后分析几种常用的软地基处理办法，进行相互比较。

[关键词] 火电厂；软地基；强夯法； 换土法；碎石桩法；挤密法

[作者简介] 罗志云，中国能源建设集团广东省电力设计研究院工程师，研究方向：结构设计，广东 广州，510663

[中图分类号] TU447 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723（2012）09-0099-0003

我国电力事业发展迅速，越来越多的火力发电厂（利用煤、天然气、石油等燃料转化成电的工厂）工程在投入建设。由于土地资源有限，比较好的地质场地已经几乎被利用，要继续工程的建设，只有对其他不完全符合要求的地基进行处理。火力电厂机组的规模在逐渐扩大，难度也逐渐加大，这就要求地基具有相当强的承载力和变形。而且，火力发电厂的生产工艺越来越先进，其内部组织日趋复杂，加大了火电厂构建物的荷载，并且一些构建物对变形的要求需要达到一定标准，就是原始的良好地基已不能直接用于工程建设。另外，由于建设基地地区性的差异，地基土层的分布也给工程提出了更高的要求。工程建设除了要对不同的地基状况选择最适合的处理办法，而且要因地制宜，考虑到工程整体质量、造价以及工期等等重要问题。并且要确保火力发电厂投入生产后的安全运作。

一、进行火力发电厂地基处理的目的

由于地基具有不确定性、处理起来问题较多、难度较高，因此，如果地基的问题不能被有效地解决，电厂构建物的安全就会受到影响，甚至会造成严重的后果。只有有效处理好火电厂的地基才能使火电厂安全得到保障，才能使经济效益得到保证。 对火力发电厂地基进行处理，主要是为了避免软地基会出现的状况，就是避免沉降、承载力偏低和渗漏等问题，采用适当的方法对地基进行处理可以使地基的性能增强，达到火力发电厂中构建物的地基要求标准。

二、火力发电厂的构建物

1.火力发电厂主要构建物有：主厂房、锅炉、集中控制楼、炉后构建物、电气构建物、燃料构建物、除灰构建物、空冷构建物、化学建构物。

2.火力发电厂各构建物对地基承载力和变形的要求标准：

主厂房、锅炉：具有较大荷重，通常基础埋深为-5m，对于主厂房和锅炉，相邻柱基沉降差应该是0.002L，L是相邻柱基中心距，容许沉降量对于天然地基应该小于或等于200mm，对于桩基应该小于或等于150mm。

汽轮发电机：通常基础埋深为-5m，有十分严格的沉降要求，沉降差不应该超过0.0015L，L是汽机基础的边长，容许沉降量对于天然地基应该小于或等于150mm，对于桩基应该小于或等于100mm。

火电厂烟囱：通常其高度大于200m，竖向荷载应大致为130000kN，一般将基础建设成环形。

三、强夯法的加固原理以及适用范围

强夯法的原理是把重锤提起然后使其自由落下夯击地基，重复进行这一动作，来增加地基的强度。对于碎石土、砂土、粉土、粘性土、杂填土和素填土的地基，比较适合用这种方法进行处理。对于可液化砂土地基和湿陷性黄土地基等等，也常用强夯法进行处理。因为它除了使地基的强度增加、使其压缩性减小，强夯法还可以去除地基土的湿陷性，并且使地基抗振动液化的能力增强。对于饱和度较高的粘性土，强夯法的处理效果不是很明显，对于淤泥地基，起不到什么效果。

对于强夯法的使用，需要在一定的要求和范围内进行。对于火电厂的地基处理，使用强夯法来加固软土地基，土的粒径、土层特性和土层含水量是所要考虑的重要因素。从软地基处理的经验来说，除了厚度淤泥质和淤泥外，对其他类的软土加固，通常强夯法还是能够起到效果的。从软土的性质角度研究，地基土层的含水量、粒径等决定着强夯加固效果。另一个重要因素是地基的土层性质。

对于强夯法的使用条件，国家相关技术规范有明确的规范规定。

四、换土法的加固原理以及适用范围

换土法的原理是，当软土地基无法满足上部荷载对地基的强度或变形要求时，就挖掉地基以下较浅范围内的土层，置换成具有高强度、低压缩性，坚硬质地，良好性能以及抗侵蚀性的砂砾石、碎石、卵石、灰土、煤渣等无腐蚀性的材质分层充填，而且结合机械的或人工的方法分层压、夯、振动，建造成较好的人工地基，使其符合一定标准。如果软土地基上部荷载较小，地基土层也不深，就可以采取机械的，或人工的方法进行压、夯或振动等处理，增强地基的密实度，达到地基加固的目的。换土法常常是选取一些具有良好压实性能的无粘性材料，然后根据一定标准来配比置换材料，进行分层铺垫，再采用振动方法一层一层地碾压。我国北部地区拥有比较多这类换土法原材料。

换土材料的颗粒级配是换土法中的重要因素，这种方法加固地基需要一定标准的颗粒配比和一定的含泥量，另外需要有效的碾压工序，而且碾压过程中有一定的喷水量，才能够达到减小颗粒间的摩擦阻力，增强压实效果。对于浅层软土地基的处理，比如，淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土等地基处理以及暗塘、暗洪、暗沟等浅层处理，可以采用这类方法加固。对于换土法的使用条件，国家相关技术规范有明确的规定。另外，对于湿陷性黄土，可以去除土的湿陷性；对于冻土地基，可以去除冻胀力以防地基受到损坏；对于膨胀土地基，可以使用置换法去除地基的胀缩。

五、碎石桩法的加固原理以及适用条件范围

振冲碎石桩法的原理是使用振冲碎石桩的方法进行处理，使松土、软土加固，成为复合地基。对于承载力的增加、稳定性的提高、沉降量的降低、抗震性能力的加强等方面，碎石桩法的加固可以起到明显的效果。振冲碎石桩加固法便于施工、工期短，经济性好，是软地基处理中使用比较多的一种方法。

碎石桩法的适用范围有饱和砂土、杂填土、粘土、淤泥等等，对于可以使用振冲碎石桩加固法的，事先需要严格研究土层情况，进行必要的地况勘测。进行比选处理方法时，需要注意三个问题：第一，这类方法在工程建设中会出现很多泥浆，从而影响到市容市貌，涉及到环境保护问题，操作中要考虑到相关的排污工程，注意文明施工。第二，如果土层中有较多的建筑垃圾，就是硬质石块一类，会影响到成孔，不适合采用这类地基加固办法。第三，加固的软土强度必须达到一定的要求。如果软土的强度太弱的话，在制桩过程中，桩体是无法形成的。

六、挤密法的加固原理以及适用条件范围

挤密法的加固原理是把打桩挤密，脱水挤密和膨胀挤密结合在一起，起到加固地基的效果。打桩挤密是就是采用夯击使得桩孔处的土料挤向桩周围的土层，减小了孔隙，使软土变得密实，从而提高了承载力。脱水挤密就是在桩孔中填进生石灰，熟石灰因生石灰吸水产生，并且有大量热量产生，这些热量使桩间的土脱水，其含水量减小，进而固结地基，提高了承载力。膨胀挤密就是在生石灰吸水后，桩体产生膨胀现象，并且使硬层在桩的表面形成。

对于地下水位以上的湿陷性黄土、素填土、杂填土等，可以使用灰土挤密法进行处理。除了去除土的湿陷性，灰土挤密法还能够使湿陷性黄土和人工填土地基的承载力增强。挤密法是比较经济适用、合理有效的软地基基础加固法，在实际工程建设中被普遍地应用。

七、结 语

火电厂的地基基础处理技术在不断进步。地基基础处理工程是火力发电厂重要的基础建设工作，影响着以后的工程建设。目前，对于火力发电厂的地基处理，具有各种各样的备选方法，需要综合土质和环境的差异，结合构建物的荷载特点和地基要求等等实际情况，进行分析对比，从而确定出最适合的处理方法。重视总结火电厂软地基处理的经验，应用和发展各种地基处理方法，对火力发电厂的工程建设工期，工程造价控制，后期投入生产，提高经济效益，都将起到很大的帮助。

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