长春市城区河谷地区CFG桩的节能减排分析

（长春建筑学院，吉林 长春 130607）

1 工程概况

1.1 场地岩土工程特性

该工程位于河谷—漫滩阶地区，地势较为平坦，地面高程基本在197.54—199.60m，高差2.06m。其中间有一层粉质粘土夹层并混有有机质，局部夹软塑薄层，饱和富含有机质，中等压缩，局部高压缩性，底部混中砂本层。场地土岩性特征自上而下分述如下见表1。

2 采用不同方法设计与计算

2.1 采用CFG桩复合地基设计

CFG桩复合地基的设计参数分别是桩径、桩距、桩长、桩体强度、垫层厚度的设计及桩的布置。根据本工程岩土工程特性和场地条件取桩径d=400mm，桩距s=1200mm，桩长ml0.6=，桩体强度可由公式确定，得出满足JGJ79-2002中的要求。垫层为中粗砂级配碎石，厚度是200mm。CFG桩的布置在基础范围内布桩，数量按下式确定：

经计算pn为335根。

2.2 采用静压管桩

按照吉林省内的技术规范要求，和以上相关的资料求得需要的，静压管桩桩径为400mm，桩长12.0m，以第六层强风化泥岩作为持力层，求得需约300根。

3 从节能减排的角度考虑

水泥单位能耗的计算方法由以下三个公式综合得出：

式中：x—每千瓦时电力折合的标准煤量，单位为千克标准煤每千瓦时（kgCe/kW·h）这里取x=0.404；heq—统计期内余热电站总发电量，单位为千瓦小时（kW·h）； 0q—统计期内余热电站自用电量，单位为千瓦小时（kW·h）。

表1 场地各土层的地基承载力

表2 土层状况及其岩性的分布桩基承载力的估算值

表3 十一五计划中我国火电供电煤耗、水泥综合能耗指标

表4

式中：Ecl—可比熟料综合能耗，单位为千克标准煤每吨（kg/t）；h—每千瓦时电力折合标准煤量，单位为千克标准煤每千瓦小时（kg/kW·h）这里取0.1229；Ekcl—可比熟料综合煤耗，单位为千克标准煤每吨（kg/t）；Qkcl—可比熟料综合电耗，单位为千瓦小时每吨（kW·h/t）。

式中：Eks—可比水泥综合能耗，单位为千克标准煤每吨（kg/t）；q—统计期内水泥企业水泥中水泥熟料平均配比（%）；he—统计期内烘干水泥混合材所消耗燃料折算的单位水泥标准煤量，单位为千克标准煤每吨（kg/t）；Qks代表水泥综合电耗，单位为千瓦小时每吨（kW·h/t）。

由公式（6-1）、（6-2）和（6-3）可以算出电力折算标准煤指标为0.370千克标准煤/千瓦时（kg标准煤/kW·h）。综合上述图表及公式对工程一当l取8.5m，d取500mm时，一根水泥土搅拌桩所产生的能耗转换成标准煤计算时约为45.015kg，总共用桩数为1010根，所以工程一当使用水泥土搅拌桩复合地基时所产生的能耗转换成标准煤的质量共为45465.15kg。根据预应力混凝土桩的技术参数，和桩长l和桩径d及钢材的能耗约为8000kW·h/t，计算出一根预应力混凝土管桩所产生的能耗转换成标准煤约为54819.77kg。

二氧化碳排放量计算：

式中：E—二氧化碳排放总量（t）；W—各种能源转换成标准煤后的能源消耗总量（t）；d—国家发改委能源研究所推荐值，指1 t标准煤燃烧后释放的二氧化碳量为2.493 t。

由二氧化碳的排放总量来计算碳的排放总量计算：

式中：E—二氧化碳排放量（t）；F—碳排放总量（t）；l—二氧化碳的碳排放系数，国家发改委能源研究所推荐取l=0.67。

由公式（3-4）和（3-5）计算出水泥搅拌桩复合地基的二氧化碳排放总量；E=113344.62t；碳排放总量F=75940.90t。预应力混凝土桩管桩的二氧化碳排放总量E=136665.70t；碳排放总量F=91566.0t。

4 对结果的分析与结论

4.1 在经济方面上复合地基基础比预应力混凝土管桩的造价是节省大约15-40%，有非常可观的经济效益。

4.2 在碳排量上也较预应力混凝土管桩减少了10-30%以上，在节能减排的意义重大。

[1]能源发展“十一五规划”（国家发展改革委）[Z]，2007.