火力发电厂主厂房地基处理方案.docx

火力发电厂主厂房地基处理方案(内蒙古电力勘测设计院,内蒙古,呼和浩特 010020)摘 要： 文章对几个大型火力发电厂主厂房在液化土、湿陷性黄土处地基处理方案进行了技术经济分 析，确定了该方案的可行性。关键词：主厂房；地基处理；液化土；湿陷性黄土中图分类号：TU475.3 文献标识码：A 文章编号：10076921(XX)02009402根据地基损坏造成建筑物破坏后果的严重性，在以下条件时，火电厂主厂房区域应进行地 基处理：天然地基承载力或变形不能满足建筑物使用要求；发现地基有暗沟、隐埋湖塘 、土洞或溶洞；地震区存在可液化土层的地基，不能满足抗液化要求；经技术经济比较 ，处理的地基比天然地基更为合理；在软土地基上，建筑物各单元的高度、荷载、刚度或 基础埋深相差悬殊或对地基具有特殊工艺设计要求时。针对内蒙古自治区已实施的几个大型火电厂工程，其地基土性状各不相同，地基处理方案 也有所区别 。综合几个工程的情况，地基土主要有液化土；湿陷性黄土。地基处理方案主要有：对液化 土地基主要有钻孔灌注桩，碎石振冲桩；对湿陷性黄土地基主要有强夯法，换土垫层法，桩 基础等。1 可液化土层地基处理方案论述根据火力发电厂土建结构设计技术规定中第9.1.3.3条及建筑抗震设计 规范中第4.3.6条规定，主厂房、烟囱及主要生产建筑物为乙类建筑物，对于其地基需进行全部消除液化沉陷处理，或部分消除液化沉 陷且对基础和上部结构处理。消除地基液化沉陷的措施。方案一：采用钻孔灌注桩；方案二：采用碎石振冲桩。两方案各有优缺点，现已完成地基处理的乌拉山电厂三期工程为例，对其技术经 济比较如下：1.1 技术比较1.11 地质概况。根据乌拉山电厂三期工程地质勘测报告，乌拉山抗震设防烈度为7，场地土-1层在主厂 房地段按中等液化考虑。良好的持力层为-3层细砂层。1.12 钻孔灌注桩。主厂房基础采用中等直径的混凝土灌注桩，是以摩擦为主的端承摩擦桩基础，桩承台底标高 -5.0m-6.5m。由于本工程场地液化土层厚度较大，且为中等液化，桩身穿越各土层分 别为 粉土层、粉质粘土层及细砂层，桩以桩身侧阻为主，桩尖端承为辅，而液化土层以上土层侧 阻力又只计其值的1/3，故桩身较长。选用钻孔灌注桩，桩径选为800mm，成桩工艺选择为 泥浆护壁反循环钻孔灌注桩。经估算，灌注桩长34m时，桩端进入细砂层中约19m，单桩竖向 承载力约为R=2 240kN。1.13 碎石振冲桩。主厂房处地基处理采用碎石振冲桩，处理深度16m左右。碎石桩采用等边三角形布置，布桩 间距1.8m，桩体材料选用碎石。由于可液化土层厚度较大，振冲深度应穿透整个可液化土层 。经估算，当置换率为0.34，碎石桩直径为1 100mm时，地基处理后复合地基承载力能达 到280kPa。740)this.width=740 border=undefined1.3 结论从以上分析不难看出，两方案各有优缺点，方案一：基础采用中等直径的灌注桩基础，施工 相对简单，经验成熟，易保证质量。但工期较长，质量、技术性要求高，施工复杂，机具复 杂，除基坑内作业外，需要料场和钢筋制作场地，且砂土中施工，成孔较困难。方案二：地 基处理采用碎石振冲桩，可缩短工期，且费用相对较低，但承载力提高不大。对于相应的工 程采用哪种处理方式，主要取决于对应工程的实际地质情况，遇到地层中有可液化土层时， 不外乎采用此两种地基处理。以上方案在内蒙古自治区电力建设中均已应用，主厂房地基处理采用钻孔灌注桩，桩径 800mm，桩 承载力特征值Ra=25004000 kN，主要应用在海勃湾电厂三期工程，达拉特电厂四期工程等 。主厂房地基处理采用碎石振冲桩，碎石振冲桩采用等边三角形布置，布桩间距1.8 m，桩 体材料选用碎石。桩径1100mm，承载力特征值fak=250 300kPa，主要应用在乌拉山电厂 三期工程，临河热电厂工程等。2 湿陷性黄土地基处理方案论述根据火力发电厂土建结构设计技术规定中第4.5.24.5.4条及湿陷性 黄 土地区建筑规范中第3.0.1条规定，主厂房、烟囱、集控楼及水塔均属 湿陷性黄土场地上的甲类建筑物。需要消除其基础下部土的全部湿陷量。消除地基湿陷性的措施主要有：方案一，地基处理采用换土垫层法；方案二，地基处理采用 强夯法；方案三，桩基础。对于湿陷性黄土地基处理，采用桩基础是最有保障的一种方案， 但桩基础的造价比前两种方案高很多，故笔者不考虑桩基方案，仅对前两种方案进行论述 。 在这里以已实施的包头东华热电有限公司2300MW供热机组工程为例，其技术经济比较如下 ：2.1 技术比较2.1.1 地质概况。根据包头东华热电有限公司2300MW供热机组工程岩土工程勘测报告，场地土地层结构主要 有3层：第1层为冲洪积相的次生黄土状粉土和粗粒砂类土的交互层；第2层为冲洪积相的砾 石夹粉土；第3层为第四纪晚更新世湖相沉积的黄绿色粉土和灰黑色粉粘土为主。2.1.2 换填垫层法。包头东华热电有限公司2300MW供热机组工程主厂房基础埋深约-5.0m6.5m，根据岩 土工程 勘测报告，主厂房基底下部-1黄土状粉土厚度约为2.1m3.0m，采用换填垫层法进行地基 处理，换填材料采用天然级配砂砾石，垫层应分层回填，并经振密或压实，压实系数不小于 0.97。2.1.3 强夯法。强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土 等地基，其作用可降低地基土的压缩性和渗透性，提高承载力或稳定性。用强夯加固地基后 ，其压缩性可降低200%1000%，强度可提高到200%500%，强夯加固的深度一般可达到10m 。本工程主厂房基础埋深约-5.0m6.5m，主厂房区域强夯采用30t的夯锤，夯锤的落距为-2 0m，单击夯击能-6 000kNm，夯击的有效加固深度可达到8.5m10.0m。夯击点位置采用 等 边三角形布置，强夯处理范围应大于建筑物基础范围，每边超出基础外缘的宽度宜为基底下 设计处理深度的1/22/3，并不宜小于3.0m。740)this.width=740 border=undefined2.3 结论从以上分析不难看出，两种方案各有优缺点，方案一：地基处理采用换填垫层法，施工相对 简单，但质量控制难，工期较长，受季节的局限，冬季施工困难，费用较高。除基坑内作业 外，需要堆土场地及外运场地。方案二：地基处理采用强夯法，施工简单、速度快、节省材 料。但振动大、噪音大，影响附近建筑物。对于相应的工程采用哪种处理方式，主要取决于 对应工程的实际地质情况，遇到地层中有湿陷性黄土土层时，且土层分布较浅，采用此两种 地基处理方案即经济实用，又能节省工期。以上方案在内蒙古自治区电力建设中均已应用，主厂房地基处理采用换填垫层法，承载力 特征值fak= 250 350kPa，主要应用在达拉特电厂三期工程、丰镇工业园区自备电厂工程等。主厂房 地基处理采用强夯法，承载力特征值fak=250300kPa，主要应用在包头东华热电有限公司 2300MW供热机组工程，准