某煤矸石热电厂新建工程详勘问题研究

刘志娟

摘 要：对某煤矸石热电厂工程勘察实例进行了分析，利用低山丘陵的山前坡地及前缘作为冷却塔场地，针对场地地质特征及工程勘察中重点问题提出了解决方案。

关键词：地质特征；工程地质勘察；极限端阻力

中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1672-3198（2015）14-0206-02

1 工程概况

某煤矸石热电厂联产新建工程，规划装机容量为2×300MW+1×600MW循环硫化床式供热发电机组，本期建设容量为2×300MW供热发电机组。本项目工业用水来源于地表水（团山子水库）及矿床疏干水。

该工程位于黑龙江省鸡西市滴道区东南部约25km，项目拟建场地厂区属破坏的化工二厂及部分耕地。厂区距鸡西市区约10km，距滴道火车站约3km，距新发矿5km。距本期水源地团山子水库约7.5km。厂址西南侧分别有穆棱河和滴道河由北向南流过。林密（林口到密山）铁路和方虎（方正到虎林）公路在厂区西南侧经过（位于主厂房区与煤场区之间）。冷却塔地段所在地行政管理属鸡西市滴道区金山村，地形变化较大，底是有东向西倾斜，地貌单元属滴道河阶地及丘陵山前坡地的前缘。

2 地层结构及岩（土）层构成

2.1 冷却塔地段地层结构

该勘察揭露的拟建场地岩（土）地层构成，上覆为第四系全新统人工填土（Q4ml）、冲、洪积层（Q4pl+al）、残积层（Q4el）、岩性主要有素填土、杂填土、粘性土、砂土、碎石土及残积土；下覆为白垩系（K）城子河组（K1ch）沉积岩及麻山群的变质岩（Pt1ms），岩性主要为砂岩、变质砂岩及混合岩，并伴有多期岩浆岩——花岗岩侵入。

2.2 冷却塔地段岩（土）层构成

根据该工程拟建场地所在区域地层的地质年代、岩土的类别，结合本阶段地基（岩）土的成因、岩土的工程特性，将揭露的地层分为7大层。对于各层土中分布范围较广且厚度较大、工程性质明显不同的夹层单独分出作为亚层。根据野外钻探描述及室内土工试验、原位测试成果，将该次勘察所揭露的地层主要特征由地表至下描述如表1。

3 地下水调查及判断

该勘察成果显示，冷却塔地段地下水类型为潜水（赋存于④层及其亚层）及基岩裂隙水（赋存于基岩中）。潜水初见水位埋深4.40～8.00m，相应高程；稳定水位埋深4.30～7.50m，相应高程为194.74～19501m。基岩裂隙水埋藏深，其水量小，不会对设计、施工造成影响。

4 勘察中的重点问题及解决方案

4.1 地基评价

（1）由于场地地基岩（土）在空间上存在不均一性，各地层的埋藏深度及厚度变化规律性较差，因此按设计提供的场地整平标高和基础埋深，部分建筑物基础对面可能存在两种以上不同岩性和强度的地基，所以设计时注意考虑基础的不均匀沉降问题。

（2）填方区填土存在一定程度的不均匀性，且填土强度和压缩性具有时效性，这些均会对桩基的负摩擦产生不利影响。建议采用常用的处理方法：强夯发、分层回填碾压、换填法等。

（3）由勘察报告所得⑥层及其亚层（除⑥1亚层外）、⑦层埋藏條件较深，同时结合场地地质条件，存在侵入挤压破碎带等因素，因此对拟建建筑物荷重较大及对变形强度要求较高的建筑建议采用人工地基或桩基础，地基处理方案可采用复合地基：桩基础可采用钻（冲）孔灌注桩、钻孔灌注嵌岩桩或人工挖孔钻注桩。

4.2 场地评价

根据该工程《地震安全性评价报告》中土层剪切波速测试结果及场地类别，场地内饱和砂土为不液化土或可以不考虑液化问题。

4.3 桩基评价

冷却塔地段拟建场地的地层结构和各层地基岩土物理力学性质及各项原位测试结果表明，③层及其亚层、④层及其亚层、⑤层埋深较浅，不宜做桩基持力层。⑥层及其亚层（除⑥1亚层外）、⑦层及其亚层在场地内空间分布较为广泛，埋藏较深，具有强度高、变形小、力学性质好的特点，层位较稳定，是较好的桩端持力层。

一般而言，桩的承载力随着桩端进入持力层深度的增加而增大。根据本次岩土工程勘测情况，桩端进入持力层1D～2D是适宜的。但考虑到施工因素，设计宜结合单桩承载力，本着施工方便的原则来确定桩端进入持力层的深度。建议桩端进入持力层的深度可小于2D，但最小不能少于1m，采用钻孔灌注桩及人工挖孔灌注桩桩型，⑥层及其亚层（除⑥1亚层外）、⑦层及其亚层作为桩端持力层及桩基下卧层。

以桩身嵌岩深度为2D、桩型为水下钻（冲）孔灌注桩、桩径为600mm来进行单桩承载力估算，厂区冷却塔整平地面标高以下-3.50～0.00m土层的侧摩阻力未计算在内，根据土工试验结果及规范要求计算确定桩的极限端阻力qpk及极限侧阻力qsik特征值，结果如表2。

综上所述，钻（冲）孔灌注桩以基岩强风化层作为桩端持力层，进入持力层的深度建议为2D。灌注桩施工过程中，由于钻孔需穿透③4、④、④3、⑤、⑥1层岩石，常规的长螺旋成孔工艺难以实施，因此需采用合适的钻孔成孔机械设备，建议采用旋挖钻机、冲孔钻机等。且施工过程中应严格控制施工工艺，确保不会形成塌孔、缩颈、沉渣过大等缺陷，桩底沉渣不应超过50mm。桩基检测建议采取载荷试验、取芯、高应变等多种手段，检测灌注桩的桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度、桩身完整性以及单桩承载力。

5 环境岩土工程问题

该工程建设场地属山区地基的土岩组合地基，基岩表面坡度起伏较大。在建设施工中，局部地段存在填方、堆载情况，主体建筑的地基条件应该与上部结构相适应。在填方地段造成边坡失稳、坍塌等不良地质作用，且岩、土可能会产生蠕动或滑移从而造成边坡的失稳。无论何种方法和工艺，一般都有优点，也都有一定的缺陷。如填方，会形成一定范围的临空面，也会超出厂区规划红线。

6 结语

通过该勘察，查明拟建场地工程地质条件良好，但冷却塔荷重较大，基础建议采用桩基；桩基工程完工后需进行桩基检测工作，全部合格才可以进行下一步施工。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），拟建场地地震设防烈度为6度，设计基本地震加速值为005g，设计地震分组为第一组，特征周期为0.35s。建筑场地类别为II类，属于可进行建设的一般场地。该场地中地下水对建筑物基础无腐蚀性，可不考虑场地地下水对拟建筑物基础材料的腐蚀。

参考文献

[1]建筑桩基技术规范（JGJ94-94）[M].北京：中国建筑工业出版社，1995.

[2]建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.