发电厂地基处理方案浅析

发电厂地基处理方案浅析

安兆静

中国能源建设集团辽宁电力勘测设计院有限公司 辽宁 沈阳 110179

摘要：在建筑工程设计中，经常会遇到地质条件不好或者是软弱土的情况，遇到这种情况必须进行地基处理，本文对几种常见的地基处理方法进行了简单的探讨，以确定合理的地基处理方案。

关健词：地基处理

1前言

在发电厂的建设中，经常会遇到淤泥质土、杂填土或者其它压缩性较高的粉土和粘土。主厂房、集控楼、锅炉基础等荷载要求较大的主要建筑显而易见可以采取钢筋混凝土桩基础，而厂区内主要辅助、附属建筑、设备基础等地基处理的合理性设计就显得尤为重要，本文仅对单层附属建筑、室外零米区域设备基础、油区、设备基础，设备支架、煤场内部区域等对承载力要求较低的建（构）筑物地基处理方案进行论证分析。

2 地基处理论证范围

某电厂场地内存在的淤泥层厚约为4m，地基承载力特征值为60KPa，对于7度区而言可能产生震陷，不能满足基本建设要求，需进行地基处理。

本文仅对圆形煤场内部区域、单层附属建筑物（材料库、警卫室）、油区、化学水室外零米区域、厂区支架、A排外区域等对承载力要求较低的建（构）筑物地基处理方案进行论证分析。

3 小型附属、辅助建（构）筑物地基处理方案的论证

对于单层附属建筑物（材料库、警卫室）、油区油罐基础、化学水室外区域（水池、零米大设备基础）、厂区支架、A排外变压器基础等一般结构体型规整，建筑高度不大，荷载分布均匀，基础埋深较浅，根据经济合理的准则、从节省工程投资角度出发，结合建筑物本身的特性、荷载情况，并针对本地区地质条件如采用钢筋混凝土灌注桩则无法发挥该型桩的承载力，存在浪费现象，可采用复合地基改善上部软弱土层的受力性能，适应建筑物的使用要求以达到节省工程投资的目的。

复合地基是对原有地基土层通过置换挤密或加固等作用，提高地基土的强度，减小变形，改良土性，形成地基土和竖向增强体共同承担荷载的人工地基。

根据拟建厂址周边地区土（地）质条件、地下水位及水质情况，以及相关工程成熟使用经验，大开挖换填的方式因需大面积降水且开挖深度比较深（根据地基处理规范换填厚度不宜超过3m），造价较高，不适用于做为本厂区地基土处理的方法，因此本文不考虑此方法。综合考虑认为强夯置换、水泥搅拌桩和水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）地基处理方法比较适合本工程附属、辅助建（构）筑物的地基处理。下面从原理、优缺点及造价方面进行对比，以确定最佳方案。

3.1  强夯置换

3.1.1原理：基本原理：强夯置换法是利用重锤高落差产生的高冲击能将满铺于地表的块石、碎石等粗颗粒材料以点夯方式强力挤入地基，在夯坑中多次填入块(碎)石，重复夯击和填石，在地基中形成密实的块(碎)石墩体。块(碎)石墩与桩间土体共同形成复合地基，既提高了地基强度，又改善了排水条件，有利于软土的固结。

3.1.2优点：

（1）适用范围广泛

（2）加固效果显著：地基经强夯处理后，可明显提高地基承载力、压缩模量。

（3）有效加固深度深：单层8000KN·m高能量级强夯处理深度达12m

（4）施工机具简单

（5）节省材料：一般的强夯处理是将原状土或者回填土方施以能量，减低建材的消耗。（6）节省造价：强夯工艺无需特殊的建筑材料，与桩基础相比节省了建筑材料的购置、运输、制作、打入费用，除了消耗油料和人工费用外，基本没有其它消耗。

3.1.3缺点：

（1）施工过程中震动比较大，不适合用于离建筑物和构筑物比较近的区域，容易对厂房内机械设备及电气设备等产生震冲进而导致破坏。

（2）噪声污染大。

（3）施工场地不易太小，否则施工机具无法施工。

3.2  水泥搅拌桩

3.2.1原理：

     通过特制的深层搅拌机，沿深度方向将软土与固化剂(水泥浆或水泥粉，石灰粉、粉煤灰以及一定量的掺合剂)就地进行强制搅拌。使土体与固化剂发生物理化学反应，形成具有一定整体性和一定强度的水泥土加固体。

3.2.2优点：

（1）应用土质类型广，加固深度大

（2）适用工程范围广

 (3)施工工期短、施工进度容易控制

(4)施工机械化程度高

3.2.3缺点：

（1）目前水泥土搅拌桩有效加固深度小于15m

（2）造价高

3.3  CFG桩地基处理

3.3.1原理：

采用螺旋钻或冲击钻在软土中成孔，压力灌水泥、粉煤灰、碎石复合浆成桩，铺褥垫层，形成整体人工地基。

3.3.2优点：

（1）处理效果好，使用范围广

（2）地基承载力提高较快，有效加固深度大，可达30 m

（3）工期短，工后沉降小

（4）施工机械简单，方法成熟

（5）有利于工程的投资、质量、进度控制。

（6）无泥浆污染，无振动，低噪音，地基变形小，承载力提高幅度大

3.3.3缺点：

（1）桩身需主要预防施工质量问题如桩身离析，夹泥、缩径等

（2）造价高。

3.4  振冲碎石桩

3.4.1原理：

     利用振冲器水冲成孔，填以砂石骨料，借振冲器的水平及垂直振动，振密填料，形成碎石桩体，与原地基构成复合地基提高地基承载力。

3.4.2优点：

（1）应用土质类型广，加固深度大

（2）承载力提高快

 (3)施工工期短、施工进度容易控制

(4)施工机械化程度高

3.4.3缺点：

（1）有效加固深度小于15m

（2）施工质量不易控制

经初步比较，强夯置换虽加固效果较好经验成熟，但因需大面积降水，造价较高，且施工期间预压区周围会出现裂缝，噪声污染大，产生的振冲对原有建筑有较大的影响（本工程原有老厂房距新建厂房仅20多米），会对厂房里的机械设备及电气设备等造成影响，导致机械设备及电器设备等振动过大，甚至故障停运，造成安全事故，故不适用于本工程，因此我们仅列表进一步论证CFG桩、水泥搅拌桩、碎石振冲桩地基处理方法。

方案对比表

以地基承载力特征值为140KPa为例；造价为定额直接费

从上表中造价、效果及对周边影响的对比来看，CFG桩、水泥搅拌桩、振冲碎石桩都具有无需大面积降水，工艺成熟，加固效果较好等共同的特点，但也有各自的利弊，CFG虽然价格偏高，但是处理深度较深，沿海地区使用经验成熟；水泥搅拌桩虽然价格偏低，但不适用含大孤石或障碍物较多且不易治清除的杂填土，由于本工程拆迁后地下会存在许多原有建筑物的基础，不确定因素很多，且处理有效深度不超过14米；振冲碎石桩价格偏低，但由于本工程回填土下有4m厚的淤泥层，桩周会有侧向鼓出，施工质量不易控制且污染环境，因此，综合比较，CFG桩更加适用于本工程的地基处理。

5 结束语

复合地基处理软弱土地基可以充分发挥地基的承载能力，通过对各个地基处理方案特点的比较,在软弱土地基处理的时候要结合当地情况具体工程具体分析，以找性价比较高且能保证工程质量的方案以满足工程建设需要。

参考文献：

[1] 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011).

[2] 《电力工程地基处理技术规程》(DL/5024-2005).

[3] 《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012).

[4] 顾晓鲁，钱鸿缙，刘惠珊，汪时敏《地基与基础》，第三版，中国建筑工业出版社，2006年.