发电厂地基处理方案

发电厂地基处理方案

蒙文庆

中国能源建设集团广东火电工程有限公司510700

摘要：随着我国电力行业的快速发展，发电厂建设也逐渐兴起。在发电厂工程建设中，地基处理是重中之重，它不仅关系到工程造价的控制，还关系到发电厂的有效运行。本文首先分析了发电厂地基处理的几种常见处理方案和适用范围。再针对某发电厂工程中遇到的复杂回填土工况，阐述了多种处理方法相结合的地基处理方案，并分析了发电厂地基处理的几种常见处理方案和适用范围。

关键词：地基处理；回填土；复合地基；强夯法；灌注桩

引言

随着我国社会经济的发展，我国对于电的需求越来越大，为了满足我国对电力资源的需求，越来越多的发电厂正在投入建设。然而，符合建设发电厂的土地资源有限，发电厂的建设只能对不完全符合要求的地基进行处理，使其达到电厂建设的标准。由于地质条件、气候以及土层分布等条件的不同，需要不同的地基处理方法，要做到因地制宜，充分考虑成本、质量以及工期等因素，选择科学的地基处理方案，确保发电厂的安全稳定运行。

一、发电厂地基处理的几种常见处理方案和适用范围

1.1强夯法原理和适用范围

地基处理的基本目的就是采取措施提高土层的密实度，改善地基排水性能，提高基地的抗液化能力。强夯法是一种常见的地基处理方法，这种方法是利用重锤升高的势能使其自由下落夯击地基，利用其强大的冲击力将地基土层强制压缩、振密，使地基土层颗粒更加稳固，以达到地基处理的目的。强夯法是一种简单、高效、成本较低的地基处理方法，适用于沙土、碎石土以及杂填土等，一般情况下，可液化的沙土地基和黄土地基也可以采用强夯法进行处理。强夯法不仅可以增加地基土层的密实度，减少地基的压缩性，还能明显提高地基的抗震动、抗液化能力。然而，强夯法也需要在一定的条件下才能进行，要充分考虑地基土层特性、土层含水量以及土颗粒大小，对于淤泥地等恶劣地质条件是不能使用强夯法进行地基处理的。

1.2换土法原理和适用范围

在进行地基处理时，如果软土地基无法满足电厂建筑的强度要求时，可以采用换土法来增加地基载荷性性能，提高地基的强度和抗液化能力。换土法指的是在软土地基处理时，将地基比较浅范围内的土层替换成质地坚硬、压缩性低、抗侵蚀性等良好性能的碎石、灰土、砂砾石等无粘性材质，进行分层的铺垫、加固，改变地基的土层结构，提高地基的性能。如果地基上部载荷较小，在使用换土法后可以采用强夯法将地基进行分层夯实、振动等处理，建立高强度、低压缩性的人工地基，满足电厂建筑建设的标准。在换土法中要充分考虑换土材料的颗粒大小和性质，在进行加固时要按照一定的配比和含泥量，并按照一定的顺序进行碾压加固，在加固时还要进行定量的喷水，减小土层颗粒间的摩擦力，提高加固效果。换土法适用于淤泥、松散土层、杂填土等浅层软土，对于暗沟、暗塘等也可以利用换土法进行处理。

1.3振冲碎石桩法原理和使用范围

振冲碎石桩法是利用振冲器的强力震动改变地基土层颗粒的排列顺序，使其更加有序的排列并进行振动加固，在振冲器添加碎石的情况下还可以利用其强力震动将土层进行挤压、加固，通过振冲碎石桩法进行处理可以将地基土层和碎石桩形成完全融合的整体，提高地基的强度和承载力。采用振冲碎石桩法进行处理对于增加承载力、提高稳定性以及提高抗震能力有着显著的效果，而且这种方法施工便利、施工成本相对较低，而且工期较短，在实际地基处理中有着广泛的应用。振冲碎石桩法适用于沙土、粘土、淤泥等，如果土层中有较多的硬质石块则不适用这种方法，此外，土层软土强度太低的话也达不到地基的处理效果，所以在施工前要进行地质勘探，具体了解土层情况，不可盲目施工。

二、工程案例

某发电厂地处华北丘陵地带，其原始地貌复杂多变，原始地形北高南低、沟壑纵横。厂区大部分区域已进行过简单的挖填、整平处理，厂区内填方区回填土厚度最深处达26m；施工图设计时，回填土沉积时间约为8年。上部回填土以杂填土和黄土状粉土为主，下部原土以粉质粘土和粉土居多，持力层较好的是埋深较深的泥岩层和砂岩层。经过对地质勘探报告的分析和归纳，回填区域的土体存在以下特点：

1）受场地整平时回填厚度及土质情况等的影响，土体孔隙比和压缩系数差异性较大；

2）受季节性雨水影响及原始地貌下渗水渠道的影响，土体天然含水量变化较大；

3）局部区域土体存在湿陷性；

4）与同厂区处于挖方区的天然土体相比，地基承载力特征值较低，且差值很大。

根据勘探结果，结合场地原始地形及整平时挖填方情况，厂区总平面布置时，将电厂主厂房、烟囱等重要性程度高、荷重大、对沉降敏感的主要建（构）筑物尽量布置于挖方区域，该区域土体特性较好，地基承载力高，可直接利用天然地基作为基础持力层，避免或降低了后期电厂运行期间产生的不均匀沉降等风险。厂区其他辅助生产建（构）筑物，结合其重要性程度、所处位置地质情况、上部结构荷载等情况，选择不同的地基处理方式。此外，处于高回填土区的厂区道路、地下管沟以及直埋管道等也应进行必要的地基处理，避免出现因沉降而引起道路塌陷、管沟裂缝甚至管道断裂等影响安全生产的现象。

通过分析及现场试验，适用于该场地的地基处理方法主要包括：分层碾压法、强夯法、灰土挤密桩法、碎石桩法和混凝土灌注桩深基础等。

空冷架构是厂区重要性程度较高的构筑物，对承载力及沉降都有较高要求，因其局部处于高回填土区域，回填土厚度最深处约25.0m，经过计算和对比，采用了钢筋混凝土灌注桩深基础。灌注桩为端承摩擦桩，直径为0.8m，桩端进入持力层泥岩层深度不小于3.0m，受持力地层起伏的影响，桩长34.0m~44.0m不等。根据柱荷载分布情况，分为柱下7桩及9桩两种承台。

一级碎煤机室属于厂区荷重较大的建筑物，地下部分为钢筋混凝土箱形结构，埋深-9.0m；其位置处基底回填土厚度8.0m～15.0m不等，土体有湿陷性，采用了灰土挤密桩的复合地基。设计成桩直径600mm，正三角形布置，桩间距1.0m，顶部设置0.5m厚的三七灰土褥垫层。对局部地下水位较高的区域，孔底先以砂卵石作为填料夯填，上部以灰土夯填。

空压机房属于电厂里具有代表性的单层建筑，基础埋深较浅，上部荷载较小，采用换填的方法进行地基处理即可满足要求。换填材料选用了三七灰土，换填厚度2.0m～3.0m为宜，压实系数0.96～0.97。管道支架类构筑物，其特点是数量多，但较为分散，不适宜大面积采用灰土挤密桩，视上部荷载及基底土质分布情况采用换填灰土或灌注桩深基础。

处于回填土区域的厂区道路及地下管沟，处理面积较大，对承载力没有太高要求，解决沉降问题是其关键，因而采用强夯的地基处理方式。选用强夯单击夯击能为4000kN•m，有效的解决了回填土的后期沉降问题。

对于现场有较大面积的区域需要新填方的高回填时，采用了分层碾压+强夯法或分层碾压+碎石桩的处理方式。受强夯影响深度及桩机具钻孔深度的限制，分层碾压施工不能一次到顶，而应碾压到一定厚度后即采用强夯或碎石桩对已碾压土层进行二次加固处理，如此依次自沟底向上逐步推进施。

三、结束语

该电厂场地地质条件复杂，通过前期大量细致的选择、对比、试验、优化等工作，最终确定采取了多种地基处理方法相结合的方案。工程实践证明，该工程中应用到的各类地基处理方法均很好的发挥了各自的优势，处理后的地基均满足上部结构的需要，达到了预期的效果，取得了一定的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]发电厂地基处理方案的选择和优化（J）.孟照亮.山西建筑.2016（10）

[2]某火力发电厂地基处理方案对比（J）.王岩峰；李桂庆；朱思慧；张建光.广东建材.2011（09）

[3]火力发电厂地基处理方案比选（J）.董尧.门窗.2013（06）