攸縣電廠10000m2冷卻塔地基處理設計

俞劍

（中能建湖南省電力設計院有限公司湖南長沙410007）

攸縣電廠10000m2冷卻塔地基處理設計

俞劍

（中能建湖南省電力設計院有限公司湖南長沙410007）

本文介紹了湖南株洲攸縣電廠冷卻塔地基處理設計，根據冷卻塔各部位的重要性及受力特點，采用人工挖孔樁和水泥土攪拌樁相結合的處理方案，為大型冷卻塔地基基礎處理提供了一個工程實例，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域地質情況

1.1 工程概況

湖南株洲攸縣電廠一期工程位于攸縣網嶺鎮荷葉塘村，廠址以西lkm為106國道，以南1km為網嶺至酒埠江公路，西北方2km為長茶鐵路，與湖南省502監獄緊鄰，在網嶺鎮北東方向3km，交通便利。本期工程建設規模2×600MW，規劃容量為4×600MW機組。本期工程建設2座10000m2自然通風冷卻塔。

1.2 工程地質條件

1.2.1 地形地貌

廠址區區域上位于湘東醴攸盆地境內，處羅霄山脈之西側。區域地勢東南高、西北低，由于盆地地層構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田，丘陵一般多為荒地及監獄的茶園。一期工程地表高程在115～145m之間。

1.2.2 地層巖性

根據鉆探資料，場地內的地層按其成因類型分為：人工填土、第四系全新統沖洪積，第四系全新統殘坡積，第四系中更新統沖積，殘積層，基底為白堊系泥質粉砂巖。

①層：主要為素填土，屬第四系全新統人工堆積物，主要由粘性土組成，呈硬塑～可塑狀，松散堆積，在廠區內零星分布。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，該層在勘察區內分布不穩定。

②-1層；粘土：灰褐色、灰黃色，軟塑，很濕或飽和狀態，主要在沖溝一帶及其水塘、水田內分布，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，該層在區內分布不穩定。

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，鉆孔揭示最大厚度2.8m，平均厚度1.38m，層底高程115.12～123.58m，該層在區內分布不穩定。

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

②-4層；卵石：灰黃色，中密～密實，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，該層在區內分布不穩定。

③-1層；粘土：局部為粉質粘土，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，相應層底高程100.29～114.25m，該層在區內分布穩定。

③-2層；粘土：局部為粉質粘土，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，相應層底高程124.61～144.17m，該層在區內分布較穩定。第四系中更新統沖積層（Q2al）：

④層；粘土：桔紅色、棕紅色，硬塑，稍濕，含灰白色高嶺土，具明顯網紋結構，在廠區內普遍分布，厚度變化大，一般在0.8～9.0m之間，平均厚度4.05m，項部高程123.13～144.25m，層底埋深1.0～10.8m，相應層底高程121.85～140.42m，底板有向東北方向逐漸抬升的趨勢，該層在區內分布穩定。

⑤-1層；粉質粘土，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，網紋結構不明顯，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，相應層底高程在113.52～138.82m之間。該層在區內分布穩定，廠區內普遍分布，并且層底有向東北方向逐漸抬升的趨勢。

⑤-2層；粉質粘土：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，相應層底高程116.06～131.OOm。該層在區內分布較不穩定，在廠區內零星分布。

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。該層在區內分布較不穩定，層厚一般為0.4～8.6m，平均厚度4.6m，層項高程113.52～138.68m，層底埋深1.30～18.5m，相應層底高程110.82～135.10m。

⑦-1層；粘土，局部為粉質粘土：褐紅色，可塑，濕，粘性較好，切面平整光滑，土質細膩，層厚一般為0.4～6.5m，平均厚度2.95m，層項高程110.82～138.82m，層底埋深0.60～21.OOm，相應層底高程109.78～133.3lm。該層在區內分布穩定，工程性質較差。

⑦-2層；粘土，局部為粉質粘土：褐紅色，硬塑，稍濕，粉質含量偏高，野外局部表現為近粉土狀，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，該層在區內分布不穩定。

⑧層；強風化泥質粉砂巖：白堊系斷陷盆地沉積，暗紅色、紫紅色，原巖結構依稀可辨，原礦物成份（除石英外）大部份已風化成粘土。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，相應層底高程99.79～134.45m。該層在廠區內廣泛分布。

⑨層；中等風化泥質粉砂巖：白堊系斷陷盆地沉積，紫紅色，主要礦物為長石、石英，巖層層理近水平，中厚層～厚層狀為主。在廠區，中風化巖體層項高程一般為117.48～127.28m。該層在廠區內廣泛分布。

冷卻塔區域的各土層物理力學指標詳見表1。

表1 各土層物理力學指標表

2 冷卻塔基礎處理設計

2.1 環板基礎處理

本工程采用10000m2鋼筋混凝土雙曲線自然通風冷卻塔，冷卻塔塔頂標高160.0m，采用環板式基礎型式，環板基礎外側半徑65.558m；環基斷面為5.0m×2.0m，環基底面標高為-4.3m。冷卻塔地段地面高程在121.82～133.75m，整平標高為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，根據勘測報告及當地施工情況，通過方案比較確定對冷卻塔環板基礎采用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化泥質粉砂巖中，樁身入巖深度不小于1.5m且單樁長度不小于6m，相鄰樁的樁底標高應小于3m，環基處挖孔樁布置形式見圖1。

圖1 環基挖孔樁布置示意圖

2.2 冷卻水池及淋水裝置構架基礎處理

冷卻塔地段地面高程在121.82～133.75m，整平標高為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架基礎大部分位于填土之上，填土地基的不均勻沉降易引起基礎沉降，導致底板開裂，產生漏水現象，必須進行地基處理。通過方案比較確定冷卻水池及淋水裝置構架基礎采用水泥土攪拌樁復合地基處理，固化劑選用強度等級為32.5MPa級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量15%，水泥漿水灰比為0.5。水泥土攪拌樁復合地基的承載力特征值應通過現場載荷試驗確定，本工程按180kN/m2設計。攪拌樁的長度應穿透回填土及軟弱土層到達硬塑粘土層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 結論

通過技術經濟比較，結合工程實際情況，根據冷卻塔各部位的重要性及受力特點，將冷卻塔環板基礎及中央豎井基礎和冷卻水池及淋水裝置構架基礎分開進行不同的地基處理方案，實踐證明，本工程采用的方案有效的降低了工程投資，加快了施工進度，取得了良好的經濟效益。

TM621

A

1004-7344（2016）28-0145-02

2016-9-21

俞劍（1964-），男，工程師，本科，大專，主要從事電力設計工作。