发电厂地基处理方案的选择和优化

孟 照 亮

(中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司，山西 太原 030001)



发电厂地基处理方案的选择和优化

孟 照 亮

(中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司，山西 太原 030001)

介绍了地基处理的目的及方案的选取和优化原则，并针对某发电厂工程中遇到的复杂回填土工况，阐述了多种处理方法相结合的地基处理方案，为类似工程施工提供了参考。

地基处理，回填土，复合地基，强夯法，灌注桩

1 概述

地基是与基础相接的承受上部荷载的土体或岩体，地基不属于建筑本身，但却是建筑物安全性的重要保障，一般其设计时应从承载力、变形和稳定三个方面予以考虑。当天然地基性状不能满足要求时，就需要有针对性的对土体进行加固处理。

地基处理方法都有一定的适用条件和使用范围，选取地基处理方法时要尽量发挥其优势，力求效果明显、经济性好、施工简便。此外，还应从概念设计出发，重视地基、基础与上部结构的协同工作效果，例如应考虑上部结构的形式，结构刚度的分布，基础的形式，埋深等因素，以确定地基处理的加固深度，加固程度等要求。好的地基处理方案，是上部结构与地基相互能够协调工作，既无不良后果也避免了不必要的浪费。选择地基处理方法时还应参考同类型工程经验、了解施工机具的配置水平、调查所用材料的分布和运输条件、分析施工对周边环境的影响等因素。

发电厂因其自身特殊的行业特性，使得厂区内建筑物的结构形式较为多样，但也较为固定。目前国内的火力发电厂，主厂房结构形式通常采用框排架结构体系，其他辅助建(构)筑物结构形式以满足工艺系统的要求为目的，一般包括单层或多层的砌体结构、混凝土框架结构、钢框架等结构形式。

主厂房是发电厂的核心区域，其体量及荷载在全厂中都是最大的，因而在前期设计中，确定了主厂房的地基处理方式，也就基本确定了整个厂区的地基处理方式。一般情况下，一个工程中应用到的地基处理方式宜少不宜多，一般采用一到两种；但在特殊情况下，结合工程地质及上部结构需要，在场地条件允许的条件下，也可采取多种地基处理方式，也即对发电厂的地基处理方式进行必要的选择和优化。

2 工程案例

某发电厂地处华北丘陵地带，其原始地貌复杂多变，原始地形北高南低、沟壑纵横。厂区大部分区域已进行过简单的挖填、整平处理，厂区内填方区回填土厚度最深处达26 m；施工图设计时，回填土沉积时间约为8年。上部回填土以杂填土和黄土状粉土为主，下部原土以粉质粘土和粉土居多，持力层较好的是埋深较深的泥岩层和砂岩层。经过对地质勘探报告的分析和归纳，回填区域的土体存在以下特点：

1)受场地整平时回填厚度及土质情况等的影响，土体孔隙比和压缩系数差异性较大；2)受季节性雨水影响及原始地貌下渗水渠道的影响，土体天然含水量变化较大；3)局部区域土体存在湿陷性；4)与同厂区处于挖方区的天然土体相比，地基承载力特征值较低，且差值很大。

根据勘探结果，结合场地原始地形及整平时挖填方情况，厂区总平面布置时，将电厂主厂房、烟囱等重要性程度高、荷重大、对沉降敏感的主要建(构)筑物尽量布置于挖方区域，该区域土体特性较好，地基承载力高，可直接利用天然地基作为基础持力层，避免或降低了后期电厂运行期间产生的不均匀沉降等风险。厂区其他辅助生产建(构)筑物，结合其重要性程度、所处位置地质情况、上部结构荷载等情况，选择不同的地基处理方式。此外，处于高回填土区的厂区道路、地下管沟以及直埋管道等也应进行必要的地基处理，避免出现因沉降而引起道路塌陷、管沟裂缝甚至管道断裂等影响安全生产的现象。

通过分析及现场试验，适用于该场地的地基处理方法主要包括：分层碾压法、强夯法、灰土挤密桩法、碎石桩法和混凝土灌注桩深基础等。

空冷架构是厂区重要性程度较高的构筑物，对承载力及沉降都有较高要求，因其局部处于高回填土区域，回填土厚度最深处约25.0 m，经过计算和对比，采用了钢筋混凝土灌注桩深基础。灌注桩为端承摩擦桩，直径为0.8 m，桩端进入持力层泥岩层深度不小于3.0 m，受持力地层起伏的影响，桩长34.0 m～44.0 m不等。根据柱荷载分布情况，分为柱下7桩及9桩两种承台。

一级碎煤机室属于厂区荷重较大的建筑物，地下部分为钢筋混凝土箱形结构，埋深-9.0 m；其位置处基底回填土厚度8.0 m～15.0 m不等，土体有湿陷性，采用了灰土挤密桩的复合地基。设计成桩直径600 mm，正三角形布置，桩间距1.0 m，顶部设置0.5 m厚的三七灰土褥垫层。对局部地下水位较高的区域，孔底先以砂卵石作为填料夯填，上部以灰土夯填。

空压机房属于电厂里具有代表性的单层建筑，基础埋深较浅，上部荷载较小，采用换填的方法进行地基处理即可满足要求。换填材料选用了三七灰土，换填厚度2.0 m～3.0 m为宜，压实系数0.96～0.97。管道支架类构筑物，其特点是数量多，但较为分散，不适宜大面积采用灰土挤密桩，视上部荷载及基底土质分布情况采用换填灰土或灌注桩深基础。

处于回填土区域的厂区道路及地下管沟，处理面积较大，对承载力没有太高要求，解决沉降问题是其关键，因而采用强夯的地基处理方式。选用强夯单击夯击能为4 000 kN·m，有效的解决了回填土的后期沉降问题。

对于现场有较大面积的区域需要新填方的高回填时，采用了分层碾压+强夯法或分层碾压+碎石桩的处理方式。受强夯影响深度及桩机具钻孔深度的限制，分层碾压施工不能一次到顶，而应碾压到一定厚度后即采用强夯或碎石桩对已碾压土层进行二次加固处理，如此依次自沟底向上逐步推进施工。

3 结语

该电厂场地地质条件复杂，通过前期大量细致的选择、对比、试验、优化等工作，最终确定采取了多种地基处理方法相结合的方案。工程实践证明，该工程中应用到的各类地基处理方法均很好的发挥了各自的优势，处理后的地基均满足上部结构的需要，达到了预期的效果，取得了一定的经济效益和社会效益。

[1] JGJ 79—2012,建筑地基处理技术规范[S].

[2] 龚晓南.地基处理手册[M].第3版.北京:中国建筑工业出版社,2008.

[3] JGJ 94—2008,建筑桩基技术规范[S].

[4] GB/T 50783—2012,复合地基技术规范[S].

[5] 李海龙.灌注桩及钻孔挤密桩在发电厂中的联合应用[J].山西建筑，2014，40(25):80-81.

Selection and optimization of foundation treatment scheme for power plant

Meng Zhaoliang

(ChinaEnergyEngineeringGroupShanxiElectricPowerEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030001,China)

Selection and optimization of the objective and scheme of foundation treatment are briefly introduced, according to meet the engineering example of the complex backfill using a variety of methods of ground treatment scheme combined, has provided reference for similar engineering.

foundation treatment， backfill soil， composite foundation， dynamic consolidation method, cast-in-place pile

1009-6825(2016)30-0088-02

2016-08-15

孟照亮(1964- )，男，高级工程师

TU472

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