談高填土電廠地基處理方法

劉 平 喜

(山西意迪光華電力勘察設(shè)計(jì)有限公司，山西 太原 030001)

談高填土電廠地基處理方法

劉 平 喜

(山西意迪光華電力勘察設(shè)計(jì)有限公司，山西 太原 030001)

通過(guò)工程實(shí)例，闡述了采用分層強(qiáng)夯法消除高填土電廠廠區(qū)地基的濕陷性，并采用CFG樁復(fù)合地基對(duì)受水浸泡可能性大的重要建(構(gòu))物地基進(jìn)行了二次處理，對(duì)CFG樁復(fù)合地基的經(jīng)濟(jì)性及安全性進(jìn)行了研究分析，指出采用該方法取得了良好的施工效果。

地基，強(qiáng)夯，CFG樁，承載力特征值，沉降

1 工程概況

本電廠為嵐縣某鐵礦選礦廠項(xiàng)目的配套項(xiàng)目，規(guī)劃裝機(jī)容量為新建2×25 MW高溫高壓、背壓式供熱機(jī)組，1×25 MW高溫高壓、抽凝式、直接空冷機(jī)組，配套3×150 t/h(220 t/h)高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐。該電廠不僅要為該項(xiàng)目提供生產(chǎn)所需要的蒸汽，而且還要為該項(xiàng)目提供電力。

電廠地處呂梁山脈的北端，地形向南北傾斜，其南坡陡峻，北坡平緩，且與大片黃土丘陵相連，逐漸過(guò)渡為河谷，總體呈由南向北變低的地形形態(tài)，并被多條溝谷切割，形成了多個(gè)近似黃土梁狀地貌形態(tài)。

2 地質(zhì)條件

場(chǎng)地自然地面標(biāo)高1 420.80 m～14 371.00 m之間。初步勘察第①層為植物層，厚度不大于0.50 m；第②層為濕陷性黃土，濕陷系數(shù)δs=0.015～0.101，干密度11.3～14.1，天然孔隙比0.914～1.327，壓縮模量5.0 MPa～7.0 MPa，地基承載力特征值為120 Pa～140 Pa,土層厚度2.00 m～11.00 m；第③層粉質(zhì)粘土，天然孔隙比0.658～0.951，壓縮模量Es=8.0 MPa～10 MPa,地基承載力特征值fak=220 Pa～260 Pa，土層厚度2.00 m～4.00 m；第④層卵石、地基承載力特征值fak=350 Pa，壓縮模量平均值Es=35 MPa。

場(chǎng)地局部為非自重濕陷性場(chǎng)地，大部分地段為自重濕陷性場(chǎng)地。自重濕陷量的計(jì)算值Δzs=12 mm～496 mm，其濕陷量的計(jì)算值Δs=24.0 mm～861.0 mm，根據(jù)GB 50025-2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范第4.4.7條判定，濕陷等級(jí)為Ⅰ級(jí)(輕微)～Ⅲ級(jí)(嚴(yán)重)。

3 地基處理

場(chǎng)地平整后地坪標(biāo)高約為1 436.30 m，平整后回填土和②層土層總厚度13 m～18 m，回填土厚度最大值16 m，屬于高回填土地基。整個(gè)廠區(qū)建(構(gòu))筑物、道路較多，根據(jù)地基受水浸濕可能性的大小和濕陷后產(chǎn)生的后果，以及使用上對(duì)不均勻沉降限制的嚴(yán)格程度，發(fā)電廠的各類建(構(gòu))筑物按濕陷性黃土建(構(gòu))筑物分類：主廠房、煙囪、直接空冷器支架等為甲類；化學(xué)水車間、食堂等為乙類；燃油泵房、燃油庫(kù)、空壓機(jī)室等為丙類；材料庫(kù)棚、警衛(wèi)傳達(dá)室等為丁類。路基壓實(shí)度主要道路不小于0.93，一般路面不小于0.90。

濕陷性消除可采用分層強(qiáng)夯法、土擠密法、預(yù)浸水法，相比較強(qiáng)夯具有施工機(jī)具簡(jiǎn)單，施工快捷、節(jié)省材料、加固效果明顯、節(jié)約造價(jià)優(yōu)點(diǎn)，本廠區(qū)采用分層強(qiáng)夯消除地基濕陷性。設(shè)計(jì)在1 427 m,1 432 m和1 437 m標(biāo)高進(jìn)行了分層強(qiáng)夯處理，回填土采用素土(粉土為主)。根據(jù)試夯區(qū)檢驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)夯點(diǎn)正方形布置，夯點(diǎn)間距為6.0 m，中間夾塞夯，單擊夯擊能4 000 kN·m，單點(diǎn)夯擊擊數(shù)7擊～15擊，滿夯時(shí)單點(diǎn)夯擊能2 000 kN·m，采用1/3夯雙向搭接單點(diǎn)夯擊擊數(shù)3擊～5擊。每遍夯間隔時(shí)間不應(yīng)小于一周；強(qiáng)夯控制標(biāo)準(zhǔn)：最后兩擊的平均夯沉量不大于50 mm；夯坑周圍地面不發(fā)生過(guò)大隆起。

強(qiáng)夯后對(duì)廠區(qū)進(jìn)行了詳細(xì)勘察，填土和原濕陷性黃土的濕陷性基本消除，但力學(xué)性質(zhì)幅度變化較大，部分力學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 場(chǎng)區(qū)填土和黃土力學(xué)參數(shù)表

由于電廠生產(chǎn)過(guò)程中管道常發(fā)生滲漏，且本電廠靠山建設(shè)，受雨季坡面水浸濕可能性大，從以往相似工程得到的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)——重要的建(構(gòu))物地基只進(jìn)行分層強(qiáng)夯處理因管道滲漏、雨水浸泡出現(xiàn)較大的沉降、傾斜、建筑物開(kāi)裂、管道設(shè)備損壞概率大，影響電廠的穩(wěn)定運(yùn)行。本設(shè)計(jì)對(duì)濕陷性黃土等級(jí)劃分為甲類、受水浸泡可能性大的乙類建(構(gòu))筑物進(jìn)行二次地基處理，同時(shí)二次地基處理可進(jìn)一步提高地基承載力，減小基礎(chǔ)的造價(jià)。二次處理可采用水泥粉煤灰碎石樁法(CFG)進(jìn)行復(fù)合地基、大直徑灌注樁基礎(chǔ)或預(yù)制樁基礎(chǔ)，從造價(jià)、工期等條件綜合考慮采用水泥粉煤灰碎石樁法(CFG)復(fù)合地基。

水泥粉煤灰碎石樁法具有承載力提高幅度大，地基變形小等特點(diǎn)。水泥粉煤灰碎石樁(CFG)是由水泥、粉煤灰、碎石、砂加水拌和形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁，樁、樁間土和褥墊層一起構(gòu)成復(fù)合地基。本工程設(shè)計(jì)樁體混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，成孔φ400，樁間距1.20 m，設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高為1 431.20 m，要求樁長(zhǎng)進(jìn)入第④層卵石層的深度不小于400 mm。樁頂和基礎(chǔ)之間設(shè)置褥墊層，褥墊層厚度為200 mm，褥墊層材料為中砂或級(jí)配砂石，最大粒徑不得大于30 mm，褥墊層的夯填度不得大于0.9。設(shè)計(jì)復(fù)合地基承載力特征值不小于350 kPa。

施工結(jié)束后28 d采用一臺(tái)200 t油壓千斤頂進(jìn)行復(fù)合地基靜載檢測(cè)，加載反力裝置為壓重平臺(tái)反力裝置，堆重采用混凝土塊，承壓板面積2.25 m2,采用逐級(jí)加載方式，當(dāng)加壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求承載力的2倍時(shí)，檢測(cè)點(diǎn)位均未達(dá)到極限荷載，終止試驗(yàn)，對(duì)應(yīng)最大沉降量均不超過(guò)15.00 mm。

4 結(jié)語(yǔ)

該電廠已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行多年，地基未出現(xiàn)較大沉降，取得了良好的效果。高填土電廠廠區(qū)普遍采用分層強(qiáng)夯處理，對(duì)重要、受水浸泡可能性較大的建(構(gòu))筑物只進(jìn)行分層強(qiáng)夯處理安全可靠低，易造成安全隱患，采用CFG樁復(fù)合地基二次處理是經(jīng)濟(jì)實(shí)用、安全可靠的地基處理方法。

[1] 龔曉難.地基處理手冊(cè)[M].第3版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

[2] 趙明華，王貽蓀.土力學(xué)與地基基礎(chǔ)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2008.

[3] 弓曉彬.建筑地基施工技術(shù)分析[J].山西建筑，2014，40(15)：72-73.

Discussion on the foundation treatment method of high fill soil power plant

LIU Ping-xi

(Shanxi Yidi Guanghua Electric Power Survey and Design Limited Company, Taiyuan 030001, China)

Through the project example, this paper elaborated using the stratified compaction method to eliminate the collapsible of high fill soil power plant foundation, and using CFG pile composite foundation made secondary treatment to important constructs foundation immersion by big possibility water, and analyzed the economy and safety of CFG pile composite foundation, pointed out that the using this method gained good construction effect.

foundation, dynamic compaction, CFG pile, bearing capacity characteristic value, settlement

1009-6825(2014)36-0067-02

2014-10-17

劉平喜(1979- )，男，工程師

TU472

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