淺議火力發電廠主廠房地基處理優化

付建榮　王維宏

摘要 ：本文結合工程實例，介紹了軟土區火電廠主廠房區域根據地質特點進行地基處理比選設計的一些經驗?？蔀轭愃茍龅毓こ讨鲝S房地基處理提供參考。

關鍵詞 ：主廠房 地基處理 復合地基

0. 引言

地基基礎設計是火力發電廠土建設計的重要組成部分，其設計方案的優劣直接影響工程質量和土建造價。主廠房作為電廠的主要建（構）筑物，不僅上部荷重較大，同時對地基沉降的要求也較高，要求地基土具有較高的承載力和壓縮性指標。本文結合某發電廠的工程實例，分析總結了軟土區火力發電廠主廠房區域地基處理的一些經驗，為類似場地工程地基處理提供參考。

1 .工程概況

某火力發電廠位于內蒙古呼倫貝爾牙克石市。本工程擬以“上大壓小”的方式在老廠場地上建設2X200MW國產燃煤供熱發電機組，同步建設煙氣脫硫、脫硝設施，廠內設換熱首站并留有再擴建條件。

2. 廠址工程地質

2.1 地形地貌

廠址位于山前的平原與丘陵過度地帶，海拉爾河與免渡河的沖積平原邊緣上，該區域林地較多，場地東部、東北部較高，西部、南部較低，地面標高為670.18～682.21m。

2.2 地層結構及巖性

根據地勘報告：場地地層巖性主要為雜填土、第四紀沖積的粉質粘土、粉砂，下部為沖洪積圓礫層。各層地基土物理指標見表1。

3 .主廠房區域地基處理方案的選擇

3.1 主廠房的布置方案

根據工藝布置，本工程主廠房采用汽機房、除氧煤倉間三列式布置方案。汽機房跨度20m，除氧間跨度9.0m，柱距9m，共16個柱距。主廠房橫向采用現澆鋼筋混凝土框排架結構，由汽機房排架、除氧煤倉間橫向框架組成；縱向結構體系采用現澆鋼筋混凝土框架結構，由各柱列、縱梁組成?？v、橫向均為自抗震體系。

3.2 主廠房區域地基土分布

根據廠區總平面布置，主廠房位于廠區東南部。地面標高為672.0m左右，根據主廠房位置探孔（X10）揭露該區域地層巖性主要為②、④粉質粘土層，為中等壓縮性土；③粉砂為松散～稍密狀態。②～④層地基土承載力較低，地基土的承載力特征值在130～150kPa，工程性能較差，難于滿足主廠房承載力及變形需要；⑤圓礫層頂板標高穩定，約為660m左右，承載力高，工程性能好，為理想的樁基持力層。

根據廠區豎向布置，主廠房±0.000m標高相當于絕對標高673.00m。主廠房基礎埋深通常按-5m考慮，由6-6地質剖面可以得出主廠房基礎坐于②-2粉質粘土層上，該層土分布不均勻，承載力較低，工程性能差。

3.3 地基處理方案分析與比較

根據場地巖土工程條件，廠區主要建筑物可考慮采用換填墊層法、樁基或復合地基。

3.3.1 換填墊層法

換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。換填墊層的厚度不宜小于0.5m，也不宜大于3m。換填材料通常有砂石、灰土等。因主廠房荷載較大，換填3：7灰土不能滿足承載力及變形的要求，因此主廠房地基處理采用換填碎石。

主廠房基礎埋深按-5.0m設計，基底換填3m厚碎石，分層壓實，壓實系數不小于0.97。處理后的地基承載力特征值取250KPa。換填3m厚碎石墊層后還存在5m左右厚④粉質粘土層，按照《建筑地基處理技術規范》規定應進行軟弱下臥層承載力及變形驗算。

3.3.2 樁基

由于樁基具有承載力高、穩定性好、沉降及差異變形小、沉降穩定快、抗震能力強，以及能適應各種復雜地質條件等特點而得到廣泛使用。

從成樁方式上，樁基礎可分為打入樁和灌注樁兩大類。

（1） 灌注樁

理論上講，灌注樁可適用于任何地層條件。根據本工程條件，對幾種樁型進行綜合性比較后，初步認為采用非擠土的鋼筋混凝土灌注樁較為合理。

（2） 預制樁

預制樁單樁承載力高，屬于擠土樁，樁打入以后其周圍的土層被擠密，從而提高地基承載力。預制樁在工廠制作，質量宜保證，強度高，施工速度快，適用于持力層頂面標高起伏變化不大、持力層以上為較軟地層且沒有堅硬夾層的場地。缺點是噪音大、遇有相對硬層難以沉樁。

3.3.3 長螺旋壓力混凝土灌注樁復合地基

長螺旋鉆孔壓力混凝土灌注樁是在長螺旋干鉆法基礎上發展的壓灌混凝土樁成樁技術，混凝土是從鉆桿中心壓入孔中，成孔、成樁由一機一次完成，是國內近幾年來使用比較廣泛的一種新工藝，屬非擠土成樁工藝。具有穿透能力強、低噪音、無振動、無泥漿污染、施工效率高及質量容易控制等特點。適用于粘性土、粉土、砂土，以及對噪聲或泥漿污染要求嚴格的場地。

4.地基處理方案技術經濟比較

根據對以上各種地基處理方案的分析，主廠房區域地基處理采用換填碎石墊層、鋼筋混凝土灌注樁或長螺旋鉆孔壓力混凝土灌注樁復合地基均是可行的。

技術上，換填碎石墊層法施工簡單，周期短，但因其換填厚度大，造成基坑開挖量大，碎石墊層換填質量難于保證；鋼筋混凝土灌注樁方案能夠提供較高的承載力，但其施工周期長，造價過高；長螺旋壓力混凝土灌注樁復合地基地基承載力經深度修正后完全能滿足主廠房承載力及變形要求，且施工效率高，質量容易控制，施工周期較短。

5.結論

基于以上分析比較，本工程推薦主廠房區域地基處理采用長螺旋鉆孔壓力混凝土灌注樁復合地基方案。樁徑采用φ400mm，1.50m×1.50m正方形分布，有效樁長8.5m。

根據工藝布置情況及提供的主廠房初設荷載，結合我院多年的工程經驗，對主廠房結構進行了初步的計算，并對主廠房基礎進行了計算及布置。主廠房基礎布置見下圖：

參考文獻：

[1]《建筑地基基礎設計規范》（GB5007-2011），中國建筑工業出版社.

[2] 《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008），中國建筑工業出版社.

[3]《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2012）， 中國建筑工業出版社.