山西朔州某热电厂主厂房地基处理方案比选

春 丽 歌

(内蒙古电力勘测设计院有限责任公司，内蒙古 呼和浩特 010020)

山西朔州某热电厂主厂房地基处理方案比选

春 丽 歌

(内蒙古电力勘测设计院有限责任公司，内蒙古 呼和浩特 010020)

结合山西朔州某热电厂主厂房地基处理实例，介绍了该工程中主厂房布置，针对主厂房位于湿陷性黄土地区的特殊地质条件，提出了一些可行的地基处理方法，并对方案进行了比较，给出了最为经济合理的地基处理方法，为该火力发电厂主厂房的地基处理提供了依据。

地基处理，湿陷性黄土，垫层法，强夯法，挤密法，桩基法

1 工程概况

本工程厂址位于山西省朔州市经济开发区工业园区东。本期建设2×350 MW超临界抽凝式直接空冷汽轮发电机组，同时配有烟气脱硫、脱硝装置，并预留扩建条件。

根据工艺布置要求，主厂房采用汽机房、除氧间、煤仓间、锅炉房四列式布置，两台汽轮发电机组为纵向排列，汽机房两台机中间设检修场地。输煤皮带由固定端接入煤仓间。

主厂房采用钢筋混凝土结构，厂房横向由汽机房外侧柱、除氧间、煤仓间框架形成主厂房框排架承重结构体系。厂房纵向汽机房外侧柱由梁柱及钢支撑形成纵向框架—支撑结构体系，煤仓间纵向由梁柱及剪力墙形成现浇框架剪力墙结构体系。

汽机房屋面结构为梯形钢屋架承重的有檩屋面体系，屋盖系统设有纵横向水平支撑，竖向设有垂直支撑，为增加结构整体刚度，屋面板采用压型钢板底模现浇钢筋混凝土屋面板。

2 岩土工程条件及评价

场地内无活动断裂通过。从野外观察第四纪中、上更新统、全新统地层，层次分明，且稳定，未见新构造变动痕迹，说明厂址处于相对稳定地块，在稳定性方面可满足建厂要求。

场地内上部地基土具湿陷性，为自重湿陷性黄土场地，湿陷性黄土地基的湿陷等级为Ⅱ级(中等)。建筑场地类别为Ⅲ类，场地土类型为中软土。

3 主厂房地基处理方案比选

根据现阶段的岩土工程勘测报告，场地内湿陷性黄土状粉土厚度从基础底面算起大约10.0 m，下层的粉质粘土、粉土的强度也比较低，无法满足主厂房基础持力层要求，因此垫层法不宜用于主厂房的地基处理。

强夯法可以对湿陷性黄土进行处理，但处理深度有限。一方面，根据岩土工程勘测报告，地面下湿陷性黄土层厚度在16.0 m左右，在6 m～10 m范围内还存在黄土状粉质粘土夹层，强夯时容易产生橡皮土，强夯的能量无法传递。有可能不能完全消除较深区域湿陷性黄土的湿陷性，不能满足主厂房基础持力层要求。另一方面，强夯法处理后的地基沉降需要较长的时间，对于施工工期安排是不利的，而且强夯的振动也会影响厂区附近的居民。因此，不推荐强夯法作为主厂房的地基处理方案。

挤密法(灰土挤密桩)能够完全消除黄土的湿陷性，但灰土挤密复合地基承载力较低(最大达到250 kPa)，这样主厂房基础底面积增大，使得基础工程造价提高。而且地面下25 m以内地基土强度都比较低，主厂房基础对不均匀沉降要求比较高，采用挤密法处理其沉降量(差)较大。另外灰土挤密检测内容比较多(桩孔位置质检、桩径、桩深、桩孔垂直度、桩孔夯填质量、挤密效果等)，大面积的施工，施工质量不易控制，施工周期也比较长，故不推荐灰土挤密桩方案。

根据现阶段岩土工程勘测报告，在技术可靠、满足设计规范、规程的前提下，结合工程地质条件，主厂房地基处理方案拟采用桩基础。

根据地质勘察报告，可采用的桩型有：钻孔灌注桩、后注浆灌注桩，钢筋混凝土预制方桩、高强预应力混凝土管桩(PHC)。以上桩型的适用特点分别论述如下：

1)钻孔灌注桩、后注浆灌注桩。钻孔灌注桩是用机械或人力在地基土中形成桩孔，向孔内放置钢筋笼、浇筑混凝土而成的桩。钻孔灌注桩能够适应各种条件的地基，承载力高、耐久性好、施工噪声和震动小，桩径和桩长可根据工程需要调整，是一种常用的地基处理方法。 缺点是桩底沉泥清孔等隐蔽工程施工质量控制难度大，桩端承载力不易保证，而且产生大量的泥浆垃圾处理难度大，环保要求比较高。

后注浆灌注桩是在普通灌注桩成桩后一定时间，通过预设在桩身内的注浆导管在灌注桩的桩端、桩侧注入高压水泥浆，对桩端、桩侧土体通过浆体渗入(粗粒土)、劈裂(细粒土)和压实(松散土)进行加固，增强桩端阻力和桩侧阻力，使灌注桩的单桩承载力得到提高，同时减小桩沉降量。跟普通灌注桩相比，通过后注浆技术的应用能够有效的消除桩底沉渣的不利影响，达到提高灌注桩单桩承载力、减小桩基沉降(差异沉降)的目的。但施工时压浆管和出浆口的材料选用、注浆压力和速度的控制、注浆部位的选择对施工质量影响比较大，对施工要求比较高。

2)混凝土预制方桩、高强预应力混凝土管桩(PHC)。混凝土预制方桩是工厂加工或工地现场加工预制成桩，通过捶击式、振动式和静力压桩来沉桩。由于其属于挤密桩，桩打入时周围土体被挤密，从而增大了桩侧摩擦力，能够有效提高单桩承载力。

混凝土预制方桩桩身质量易保证，单位面积承载力高，桩身混凝土密度大抗腐蚀性能好，施工工序简单，工效高。缺点是施工时噪声大对周围环境有影响、不易穿透较厚的坚硬土层、接桩时接头处薄弱且垂直度不易保证。

高强预应力管桩为采用离心成型的先张法预应力混凝土管桩，包括预应力混凝土管桩(PC桩)和高强预应力管桩(PHC桩)，常用的是高强预应力管桩(PHC桩)。此桩除了上述预制桩的特点外，还有在工厂制作，质量易保证，强度高，桩身耐打性好等优点。

各桩型的技术经济指标比较见表1。

表1 主厂房各桩型技术经济比较汇总表

从技术上来讲，几个方案对于该热电厂主厂房地基处理都是可行的，都能达到主厂房地基基础的承载力要求。从经济上来讲，采用400 mm×400 mm预制混凝土方桩最为经济，比φ600 mm预应力钢筋混凝土管桩方案节省投资283万元、比φ800 mm钢筋混凝土灌注桩节省投资1 891万元，比后压浆钢筋混凝土灌注桩方案节省投资1 073万元，故本工程主厂房区域地基处理方案推荐采用400 mm×400 mm预制混凝土方桩方案。

[1] DL/T 5024—2005，电力工程地基处理技术规程[S].

[2] DL 5022—2012，火力发电厂土建结构设计技术规程[S].

[3] GB 50007—2012，建筑地基基础设计规范[S].

[4] GB 50025—2004，湿陷性黄土地区建筑规范[S].

[5] JGJ 94—2008，建筑桩基技术规范[S].

The foundation treatment scheme selection of a thermal power main workshop in Shanxi Shuozhou

Chun Lige

(InnerMongoliaElectricPowerSurveyandDesignInstituteLimitedLiabilityCompany,Hohhot010020,China)

Combining with the treatment scheme example of a thermal power main workshop in Shanxi Shuozhou, this paper introduced the main plant layout of this project, according to the special geological conditions of main plant located in collapsible loess area, put forward some feasible foundation treatment method, and compared the solutions, gave the most economical and reasonable foundation treatment method, provided basis for the foundation treatment of thermal power main workshop.

foundation treatment, collapsible loess, heat cushion layer, dynamic consolidation method, compaction method, pile foundation method

2015-01-05

春丽歌(1981- )，女，工程师

1009-6825(2015)08-0105-02

TU472

A