某电厂粘性土地基承载力特征值探讨

刘练兵

(湖南省电力勘测设计院，湖南 长沙 410007)

某电厂粘性土地基承载力特征值探讨

刘练兵

(湖南省电力勘测设计院，湖南 长沙 410007)

本文阐述平原区高阶地粘性土地基承载力特征值异常的处理思路。介绍了采用野外原位测试和室内土工试验相结合的手段进行分析对比，找出异常原因，并确定粘性土地基承载力特征值的过程。可为以后勘测工作中遇到同类问题时提供经验和借鉴。

粘性土；地基承载力；载荷试验；静力触探；标准贯入试验。

某4×660 MW超临界机组火力发电厂位于洞庭湖平原。厂址区地势平坦开阔，地面高程在33.4～37.5 m，缓倾向河流，地表分布旱土、荒田、泥沼和杂草地。

1 工程地质条件简述

根据可研勘察成果，主厂区地貌类型属上叠Ⅱ级阶地。其代表性工程地质剖面见图1，各岩土层主要工程地质特性见表1(数据取自可研勘察报告)。

表1 主要工程地质特性

图1 代表性工程地质剖面图

2 地基承载力特征值异常

表2 浅层平板载荷试验成果

其典型载荷试验成果p－s、s－t曲线见图2。

图2 S3载荷试验成果图

根据表2，该层硬塑粉质粘土的承载力特征值在160～320 kPa之间，最大相差1倍。按规范，并考虑到该地基土层受力后均呈脆性破坏(见图2，S3在450 kPa荷载下接近稳定最后却演变为脆性破坏)，宜偏安全取值，推荐该层地基承载力特征值可取S3、S6、S8平均值193 kPa(极差小于30%)。这一数值基本上颠覆了我们沿用了很久的传统经验值，并且与标准贯入试验指标计算值(fk=557 kPa)和土工试验指标计算值(fk=276 kPa)相差甚远。也违背了设计考虑采用层作天然地基的初衷，如主厂区建筑物全部改用桩基，基础投资提高的成本将按数量级增加。

3 岩土工程分析

查表2已有载荷试验成果，似无明显变化规律，但排序分析，按承载力特征值取高值(S2、S4、S7)平均值为297 kPa，深度主要分布在1.2～1.5 m，成果与标贯和土工试验计算地基承载力特征值基本匹配；取低值(S3、S6、S8)平均值为193 kPa，深度主要集中在2.0～2.3 m，成果与前述差异则较大。

现场反复勘察、对比各试坑地层情况，一般表层0.5～1.0 m为可塑粉质粘土，其下至2.0 m左右土质坚硬，土层中微裂隙发育，氧化作用较明显，铁锰质含量较多，判断为地表水淋滤带；往下挖穿铁锰质富集层时，土质变软，土层中含水量增加，不含或少含铁锰质，判断为地表水渗漏带，是地表水影响末端。因试验值异常点均落在该相对软层上，并未挖穿，故不能判断该相对软层的厚度。

为查明该相对软层厚度，并排除经验因素，决定先在载荷试验特征值最低点S6附近做静力触探，以探查该相对软层的分布特征。根据静探数据，该相对软层分布深度在2.0～2.7 m，比贯入阻力值在2.35～4.51 MPa，其余段数值均在5.5 MPa以上。再用钻机在侧旁按每米一次做标贯试验，该段标贯试验值相较正常值低4击以上。

将静力触探和标贯试验手段扩展到S3、S8，测试数据均具有类似特征。

图3 S6(S9)岩土测试成果对比图

根据现场勘察情况分析， S3、S6、S8处载荷试验承载力特征值偏低，主要是因为该相对软层与下部硬层形成上软下硬双层地基，试验时应力在相对软层集中，故而试验所得承载力特征值偏低。如果挖除这一相对软层并进入其下一定深度，再做载荷试验，承载力特征值应能恢复至正常范围。

4 载荷试验验证

为较好地对比印证，仍决定先在S6侧旁静探点附近避开影响距离后，开挖试坑，深度穿越静探数据2.35～4.51 MPa段，进入其下5.5 MPa以上数据段不少于30 cm，并经检验合格之后，再放承压板，装载反力装置进行试验。试验承载力特征值为315 kPa，说明分析思路基本正确。为便于对比，将S6(再次试验点命名为S9)载荷试验点前后两次试验和测试数据成果集中绘制于图3。

同样，再将载荷试验扩展在S3、S8，试验深度2.9～3.3 m，承压板面积0.5 m2。试验成果见表3。

表3 浅层平板载荷试验成果

根据表3成果，该层硬塑粉质粘土承载力特征值在300～320 kPa之间，平均值为310 kPa，极差小于30%，满足规范要求。但毕竟前后两次载荷试验成果差距较大，为慎重起见，决定施工图设计阶段在主要建筑物建基面附近模拟实际受力情况进行大型承压板深层载荷试验。

表4 大型承压板深层载荷试验成果

根据表4，主厂房、烟囱、锅炉房地基承载力特征值分别为346 kPa、369 kPa、366 kPa，但根据地区经验，实用中硬塑粘性土取承载力特征值大于300 kPa的情况还较少。综合浅层和深层载荷试验的成果，推荐本层承载力特征值为320 kPa，以便积累经验，这一成果也较好地满足了设计要求。

5 总结

(3)洞庭湖周边地区遇到该套地层时，因肉眼分别容易形成误判，建议采取静力触探手段将上部比贯入阻力值变异较大，承载力特征值较弱地层单独划出，并尽可能采用载荷试验验证。

[1]常士骠.工程地质手册[K].北京：中国建筑工业出版社，1992.

[2]林宗元.岩土工程试验监测手册[K]. 北京：中国建筑工业出版社，2005.

The Clay Subsoil Bearing Capacity Discussion of Power Plant

LIU Lian-bing
(Hunan Electric Power Design Institute, Changsha 410007, China)

This article introduces high terrace the clay subsoil bearing capacity values abnormality results treat process, use plate loading testing, static sounding, standard penetration test, soil test result to analyzed and compared, find out the cause, to for dealing with similar issues to provide experience and learn.

cohesive soil; ground bearing capacity; loading test; static sounding; standard penetration test.

TU4

B

1671-9913(2016)06-0025-04

2015-09-08

刘练兵(1972- )，男，湖南衡山人，注册岩土工程师。