山西朔州某熱電廠主廠房地基處理方案比選

春 麗 歌

(內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020)

山西朔州某熱電廠主廠房地基處理方案比選

春 麗 歌

(內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020)

結(jié)合山西朔州某熱電廠主廠房地基處理實(shí)例，介紹了該工程中主廠房布置，針對主廠房位于濕陷性黃土地區(qū)的特殊地質(zhì)條件，提出了一些可行的地基處理方法，并對方案進(jìn)行了比較，給出了最為經(jīng)濟(jì)合理的地基處理方法，為該火力發(fā)電廠主廠房的地基處理提供了依據(jù)。

地基處理，濕陷性黃土，墊層法，強(qiáng)夯法，擠密法，樁基法

1 工程概況

本工程廠址位于山西省朔州市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)工業(yè)園區(qū)東。本期建設(shè)2×350 MW超臨界抽凝式直接空冷汽輪發(fā)電機(jī)組，同時(shí)配有煙氣脫硫、脫硝裝置，并預(yù)留擴(kuò)建條件。

根據(jù)工藝布置要求，主廠房采用汽機(jī)房、除氧間、煤倉間、鍋爐房四列式布置，兩臺汽輪發(fā)電機(jī)組為縱向排列，汽機(jī)房兩臺機(jī)中間設(shè)檢修場地。輸煤皮帶由固定端接入煤倉間。

主廠房采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，廠房橫向由汽機(jī)房外側(cè)柱、除氧間、煤倉間框架形成主廠房框排架承重結(jié)構(gòu)體系。廠房縱向汽機(jī)房外側(cè)柱由梁柱及鋼支撐形成縱向框架—支撐結(jié)構(gòu)體系，煤倉間縱向由梁柱及剪力墻形成現(xiàn)澆框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系。

汽機(jī)房屋面結(jié)構(gòu)為梯形鋼屋架承重的有檁屋面體系，屋蓋系統(tǒng)設(shè)有縱橫向水平支撐，豎向設(shè)有垂直支撐，為增加結(jié)構(gòu)整體剛度，屋面板采用壓型鋼板底?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板。

2 巖土工程條件及評價(jià)

場地內(nèi)無活動斷裂通過。從野外觀察第四紀(jì)中、上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)地層，層次分明，且穩(wěn)定，未見新構(gòu)造變動痕跡，說明廠址處于相對穩(wěn)定地塊，在穩(wěn)定性方面可滿足建廠要求。

場地內(nèi)上部地基土具濕陷性，為自重濕陷性黃土場地，濕陷性黃土地基的濕陷等級為Ⅱ級(中等)。建筑場地類別為Ⅲ類，場地土類型為中軟土。

3 主廠房地基處理方案比選

根據(jù)現(xiàn)階段的巖土工程勘測報(bào)告，場地內(nèi)濕陷性黃土狀粉土厚度從基礎(chǔ)底面算起大約10.0 m，下層的粉質(zhì)粘土、粉土的強(qiáng)度也比較低，無法滿足主廠房基礎(chǔ)持力層要求，因此墊層法不宜用于主廠房的地基處理。

強(qiáng)夯法可以對濕陷性黃土進(jìn)行處理，但處理深度有限。一方面，根據(jù)巖土工程勘測報(bào)告，地面下濕陷性黃土層厚度在16.0 m左右，在6 m～10 m范圍內(nèi)還存在黃土狀粉質(zhì)粘土夾層，強(qiáng)夯時(shí)容易產(chǎn)生橡皮土，強(qiáng)夯的能量無法傳遞。有可能不能完全消除較深區(qū)域濕陷性黃土的濕陷性，不能滿足主廠房基礎(chǔ)持力層要求。另一方面，強(qiáng)夯法處理后的地基沉降需要較長的時(shí)間，對于施工工期安排是不利的，而且強(qiáng)夯的振動也會影響廠區(qū)附近的居民。因此，不推薦強(qiáng)夯法作為主廠房的地基處理方案。

擠密法(灰土擠密樁)能夠完全消除黃土的濕陷性，但灰土擠密復(fù)合地基承載力較低(最大達(dá)到250 kPa)，這樣主廠房基礎(chǔ)底面積增大，使得基礎(chǔ)工程造價(jià)提高。而且地面下25 m以內(nèi)地基土強(qiáng)度都比較低，主廠房基礎(chǔ)對不均勻沉降要求比較高，采用擠密法處理其沉降量(差)較大。另外灰土擠密檢測內(nèi)容比較多(樁孔位置質(zhì)檢、樁徑、樁深、樁孔垂直度、樁孔夯填質(zhì)量、擠密效果等)，大面積的施工，施工質(zhì)量不易控制，施工周期也比較長，故不推薦灰土擠密樁方案。

根據(jù)現(xiàn)階段巖土工程勘測報(bào)告，在技術(shù)可靠、滿足設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程的前提下，結(jié)合工程地質(zhì)條件，主廠房地基處理方案擬采用樁基礎(chǔ)。

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，可采用的樁型有：鉆孔灌注樁、后注漿灌注樁，鋼筋混凝土預(yù)制方樁、高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PHC)。以上樁型的適用特點(diǎn)分別論述如下：

1)鉆孔灌注樁、后注漿灌注樁。鉆孔灌注樁是用機(jī)械或人力在地基土中形成樁孔，向孔內(nèi)放置鋼筋籠、澆筑混凝土而成的樁。鉆孔灌注樁能夠適應(yīng)各種條件的地基，承載力高、耐久性好、施工噪聲和震動小，樁徑和樁長可根據(jù)工程需要調(diào)整，是一種常用的地基處理方法。 缺點(diǎn)是樁底沉泥清孔等隱蔽工程施工質(zhì)量控制難度大，樁端承載力不易保證，而且產(chǎn)生大量的泥漿垃圾處理難度大，環(huán)保要求比較高。

后注漿灌注樁是在普通灌注樁成樁后一定時(shí)間，通過預(yù)設(shè)在樁身內(nèi)的注漿導(dǎo)管在灌注樁的樁端、樁側(cè)注入高壓水泥漿，對樁端、樁側(cè)土體通過漿體滲入(粗粒土)、劈裂(細(xì)粒土)和壓實(shí)(松散土)進(jìn)行加固，增強(qiáng)樁端阻力和樁側(cè)阻力，使灌注樁的單樁承載力得到提高，同時(shí)減小樁沉降量。跟普通灌注樁相比，通過后注漿技術(shù)的應(yīng)用能夠有效的消除樁底沉渣的不利影響，達(dá)到提高灌注樁單樁承載力、減小樁基沉降(差異沉降)的目的。但施工時(shí)壓漿管和出漿口的材料選用、注漿壓力和速度的控制、注漿部位的選擇對施工質(zhì)量影響比較大，對施工要求比較高。

2)混凝土預(yù)制方樁、高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PHC)?；炷令A(yù)制方樁是工廠加工或工地現(xiàn)場加工預(yù)制成樁，通過捶擊式、振動式和靜力壓樁來沉樁。由于其屬于擠密樁，樁打入時(shí)周圍土體被擠密，從而增大了樁側(cè)摩擦力，能夠有效提高單樁承載力。

混凝土預(yù)制方樁樁身質(zhì)量易保證，單位面積承載力高，樁身混凝土密度大抗腐蝕性能好，施工工序簡單，工效高。缺點(diǎn)是施工時(shí)噪聲大對周圍環(huán)境有影響、不易穿透較厚的堅(jiān)硬土層、接樁時(shí)接頭處薄弱且垂直度不易保證。

高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁為采用離心成型的先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，包括預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PC樁)和高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁(PHC樁)，常用的是高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁(PHC樁)。此樁除了上述預(yù)制樁的特點(diǎn)外，還有在工廠制作，質(zhì)量易保證，強(qiáng)度高，樁身耐打性好等優(yōu)點(diǎn)。

各樁型的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較見表1。

表1 主廠房各樁型技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較匯總表

從技術(shù)上來講，幾個(gè)方案對于該熱電廠主廠房地基處理都是可行的，都能達(dá)到主廠房地基基礎(chǔ)的承載力要求。從經(jīng)濟(jì)上來講，采用400 mm×400 mm預(yù)制混凝土方樁最為經(jīng)濟(jì)，比φ600 mm預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁方案節(jié)省投資283萬元、比φ800 mm鋼筋混凝土灌注樁節(jié)省投資1 891萬元，比后壓漿鋼筋混凝土灌注樁方案節(jié)省投資1 073萬元，故本工程主廠房區(qū)域地基處理方案推薦采用400 mm×400 mm預(yù)制混凝土方樁方案。

[1] DL/T 5024—2005，電力工程地基處理技術(shù)規(guī)程[S].

[2] DL 5022—2012，火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].

[3] GB 50007—2012，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] GB 50025—2004，濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范[S].

[5] JGJ 94—2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

The foundation treatment scheme selection of a thermal power main workshop in Shanxi Shuozhou

Chun Lige

(InnerMongoliaElectricPowerSurveyandDesignInstituteLimitedLiabilityCompany,Hohhot010020,China)

Combining with the treatment scheme example of a thermal power main workshop in Shanxi Shuozhou, this paper introduced the main plant layout of this project, according to the special geological conditions of main plant located in collapsible loess area, put forward some feasible foundation treatment method, and compared the solutions, gave the most economical and reasonable foundation treatment method, provided basis for the foundation treatment of thermal power main workshop.

foundation treatment, collapsible loess, heat cushion layer, dynamic consolidation method, compaction method, pile foundation method

2015-01-05

春麗歌(1981- )，女，工程師

1009-6825(2015)08-0105-02

TU472

A