攸縣電廠10000m2冷卻塔地基處理設(shè)計(jì)

俞劍

（中能建湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司湖南長(zhǎng)沙410007）

攸縣電廠10000m2冷卻塔地基處理設(shè)計(jì)

俞劍

（中能建湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司湖南長(zhǎng)沙410007）

本文介紹了湖南株洲攸縣電廠冷卻塔地基處理設(shè)計(jì)，根據(jù)冷卻塔各部位的重要性及受力特點(diǎn)，采用人工挖孔樁和水泥土攪拌樁相結(jié)合的處理方案，為大型冷卻塔地基基礎(chǔ)處理提供了一個(gè)工程實(shí)例，可供類似工程參考。

冷卻塔；地基處理；挖孔樁；水泥土攪拌樁

1 工程概況及冷卻塔區(qū)域地質(zhì)情況

1.1 工程概況

湖南株洲攸縣電廠一期工程位于攸縣網(wǎng)嶺鎮(zhèn)荷葉塘村，廠址以西lkm為106國(guó)道，以南1km為網(wǎng)嶺至酒埠江公路，西北方2km為長(zhǎng)茶鐵路，與湖南省502監(jiān)獄緊鄰，在網(wǎng)嶺鎮(zhèn)北東方向3km，交通便利。本期工程建設(shè)規(guī)模2×600MW，規(guī)劃容量為4×600MW機(jī)組。本期工程建設(shè)2座10000m2自然通風(fēng)冷卻塔。

1.2 工程地質(zhì)條件

1.2.1 地形地貌

廠址區(qū)區(qū)域上位于湘東醴攸盆地境內(nèi)，處羅霄山脈之西側(cè)。區(qū)域地勢(shì)東南高、西北低，由于盆地地層構(gòu)成主要為白堊系碎屑巖，故形成紅色低丘盆地地貌景觀，海拔100～200m。

冷卻塔地段也為寬緩的沖溝地貌；沖溝一般被開辟為水塘或農(nóng)田，丘陵一般多為荒地及監(jiān)獄的茶園。一期工程地表高程在115～145m之間。

1.2.2 地層巖性

根據(jù)鉆探資料，場(chǎng)地內(nèi)的地層按其成因類型分為：人工填土、第四系全新統(tǒng)沖洪積，第四系全新統(tǒng)殘坡積，第四系中更新統(tǒng)沖積，殘積層，基底為白堊系泥質(zhì)粉砂巖。

①層：主要為素填土，屬第四系全新統(tǒng)人工堆積物，主要由粘性土組成，呈硬塑～可塑狀，松散堆積，在廠區(qū)內(nèi)零星分布。鉆孔揭示該層最大厚度4.0m，平均厚度1.91m，層底高程117.26～137.76m，該層在勘察區(qū)內(nèi)分布不穩(wěn)定。

②-1層；粘土：灰褐色、灰黃色，軟塑，很濕或飽和狀態(tài)，主要在沖溝一帶及其水塘、水田內(nèi)分布，厚度較小，除魚塘地帶外，鉆孔揭示最大厚度2.6m，平均厚度1.25m，層底高程101.49～122.80m，該層在區(qū)內(nèi)分布不穩(wěn)定。

②-2層；粘土：黃褐色、紅褐色，可塑，濕，粘性較好，主要分布在沖溝內(nèi)，鉆孔揭示最大厚度2.8m，平均厚度1.38m，層底高程115.12～123.58m，該層在區(qū)內(nèi)分布不穩(wěn)定。

②-3層；粘土：黃褐色、紅褐色，硬塑，稍濕，零星在沖溝內(nèi)分布，鉆孔揭示最大厚度6.6m，平均厚度2.47m，層底高程115.85～122.50m，該層在區(qū)內(nèi)分布不穩(wěn)定。

②-4層；卵石：灰黃色，中密～密實(shí)，稍濕，一般粒徑為2～10cm，最大粒徑為14cm，卵石主要成分為砂巖、石英、石英砂巖、硅質(zhì)巖，磨圓度中等，多呈亞圓形，分選性較差，含20～25%的砂和粘性土，混雜較多漂石，厚度為0～2.4m不等，層底高程111.2～117.32m，該層在區(qū)內(nèi)分布不穩(wěn)定。

③-1層；粘土：局部為粉質(zhì)粘土，褐紅色、棕紅色，可塑，稍濕，主要在剝蝕丘陵邊坡及坡腳分布，層厚一般為0.3～4.1m，層底埋深0.3～4.9m，相應(yīng)層底高程100.29～114.25m，該層在區(qū)內(nèi)分布穩(wěn)定。

③-2層；粘土：局部為粉質(zhì)粘土，褐紅色、棕紅色，硬塑，稍濕，要在剝蝕丘陵邊坡及坡腳分布，層厚一般為0.2～4.0m，層底埋深0.2～4.2m，相應(yīng)層底高程124.61～144.17m，該層在區(qū)內(nèi)分布較穩(wěn)定。第四系中更新統(tǒng)沖積層（Q2al）：

④層；粘土：桔紅色、棕紅色，硬塑，稍濕，含灰白色高嶺土，具明顯網(wǎng)紋結(jié)構(gòu)，在廠區(qū)內(nèi)普遍分布，厚度變化大，一般在0.8～9.0m之間，平均厚度4.05m，項(xiàng)部高程123.13～144.25m，層底埋深1.0～10.8m，相應(yīng)層底高程121.85～140.42m，底板有向東北方向逐漸抬升的趨勢(shì)，該層在區(qū)內(nèi)分布穩(wěn)定。

⑤-1層；粉質(zhì)粘土，局部有粘土透鏡體：黃間紅色，硬塑，稍濕，含大量灰白色高嶺土，網(wǎng)紋結(jié)構(gòu)不明顯，厚度變化大，在0.5～7.8m之間，平均厚度2.94m，層頂高程114.32～142.84m，層底埋深0.5～14.8m，相應(yīng)層底高程在113.52～138.82m之間。該層在區(qū)內(nèi)分布穩(wěn)定，廠區(qū)內(nèi)普遍分布，并且層底有向東北方向逐漸抬升的趨勢(shì)。

⑤-2層；粉質(zhì)粘土：淺黃色、黃間紅色，可塑，濕，含大量灰白色高嶺土，層厚0.40～2.70m，平均厚度1.16m，層頂高程116.46～132.10m，層底埋深1.0～15.3m，相應(yīng)層底高程116.06～131.OOm。該層在區(qū)內(nèi)分布較不穩(wěn)定，在廠區(qū)內(nèi)零星分布。

⑥層；卵石：灰黃色，中密，稍濕，一般粒徑為6～15cm，最大粒徑為35cm，卵石主要成分為砂巖、石英、石英砂巖、硅質(zhì)巖，磨圓度中等，多呈亞圓形，分選性差，含20～25%的砂和粘性土，混雜較多漂石。該層在區(qū)內(nèi)分布較不穩(wěn)定，層厚一般為0.4～8.6m，平均厚度4.6m，層項(xiàng)高程113.52～138.68m，層底埋深1.30～18.5m，相應(yīng)層底高程110.82～135.10m。

⑦-1層；粘土，局部為粉質(zhì)粘土：褐紅色，可塑，濕，粘性較好，切面平整光滑，土質(zhì)細(xì)膩，層厚一般為0.4～6.5m，平均厚度2.95m，層項(xiàng)高程110.82～138.82m，層底埋深0.60～21.OOm，相應(yīng)層底高程109.78～133.3lm。該層在區(qū)內(nèi)分布穩(wěn)定，工程性質(zhì)較差。

⑦-2層；粘土，局部為粉質(zhì)粘土：褐紅色，硬塑，稍濕，粉質(zhì)含量偏高，野外局部表現(xiàn)為近粉土狀，粘性較差，零星成透鏡體分布。層厚度變化較大，一般為0.2～4.3m，平均厚度2.16m，頂部高程101.49～139.OOm，層底高程100.39～135.65m，該層在區(qū)內(nèi)分布不穩(wěn)定。

⑧層；強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：白堊系斷陷盆地沉積，暗紅色、紫紅色，原巖結(jié)構(gòu)依稀可辨，原礦物成份（除石英外）大部份已風(fēng)化成粘土。該層層厚一般為0.3～4.5m，平均厚度1.4m，層頂高程100.29～135.65m，層底埋深0.30～22.OOm，相應(yīng)層底高程99.79～134.45m。該層在廠區(qū)內(nèi)廣泛分布。

⑨層；中等風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：白堊系斷陷盆地沉積，紫紅色，主要礦物為長(zhǎng)石、石英，巖層層理近水平，中厚層～厚層狀為主。在廠區(qū)，中風(fēng)化巖體層項(xiàng)高程一般為117.48～127.28m。該層在廠區(qū)內(nèi)廣泛分布。

冷卻塔區(qū)域的各土層物理力學(xué)指標(biāo)詳見表1。

表1 各土層物理力學(xué)指標(biāo)表

2 冷卻塔基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)

2.1 環(huán)板基礎(chǔ)處理

本工程采用10000m2鋼筋混凝土雙曲線自然通風(fēng)冷卻塔，冷卻塔塔頂標(biāo)高160.0m，采用環(huán)板式基礎(chǔ)型式，環(huán)板基礎(chǔ)外側(cè)半徑65.558m；環(huán)基斷面為5.0m×2.0m，環(huán)基底面標(biāo)高為-4.3m。冷卻塔地段地面高程在121.82～133.75m，整平標(biāo)高為129.0m。整平后填土最大厚度為7.2m左右。為保證冷卻塔安全，控制冷卻塔的不均勻沉降，根據(jù)勘測(cè)報(bào)告及當(dāng)?shù)厥┕で闆r，通過方案比較確定對(duì)冷卻塔環(huán)板基礎(chǔ)采用φ1000人工挖孔樁，人工挖孔灌注樁單樁承載力特征值為5000kN。樁端均須嵌入至中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖中，樁身入巖深度不小于1.5m且單樁長(zhǎng)度不小于6m，相鄰樁的樁底標(biāo)高應(yīng)小于3m，環(huán)基處挖孔樁布置形式見圖1。

圖1 環(huán)基挖孔樁布置示意圖

2.2 冷卻水池及淋水裝置構(gòu)架基礎(chǔ)處理

冷卻塔地段地面高程在121.82～133.75m，整平標(biāo)高為129.0m，整平后填土最大厚度為7.2m左右。冷卻水池及淋水裝置構(gòu)架基礎(chǔ)大部分位于填土之上，填土地基的不均勻沉降易引起基礎(chǔ)沉降，導(dǎo)致底板開裂，產(chǎn)生漏水現(xiàn)象，必須進(jìn)行地基處理。通過方案比較確定冷卻水池及淋水裝置構(gòu)架基礎(chǔ)采用水泥土攪拌樁復(fù)合地基處理，固化劑選用強(qiáng)度等級(jí)為32.5MPa級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥摻量15%，水泥漿水灰比為0.5。水泥土攪拌樁復(fù)合地基的承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)確定，本工程按180kN/m2設(shè)計(jì)。攪拌樁的長(zhǎng)度應(yīng)穿透回填土及軟弱土層到達(dá)硬塑粘土層1m。樁徑：φ700mm：采用方型布置。水泥攪拌樁布置為樁間距2.0m、排距2.0m。水泥土攪拌樁布置形式見圖2。

圖2 水泥土攪拌樁布置圖

3 結(jié)論

通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合工程實(shí)際情況，根據(jù)冷卻塔各部位的重要性及受力特點(diǎn)，將冷卻塔環(huán)板基礎(chǔ)及中央豎井基礎(chǔ)和冷卻水池及淋水裝置構(gòu)架基礎(chǔ)分開進(jìn)行不同的地基處理方案，實(shí)踐證明，本工程采用的方案有效的降低了工程投資，加快了施工進(jìn)度，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

TM621

A

1004-7344（2016）28-0145-02

2016-9-21

俞劍（1964-），男，工程師，本科，大專，主要從事電力設(shè)計(jì)工作。