新疆某電廠特殊性土工程性質(zhì)研究

趙 羽，孫茂前，葉長峰

(國核電力規(guī)劃設(shè)計研究院，北京 100094)

新疆某電廠特殊性土工程性質(zhì)研究

趙 羽，孫茂前，葉長峰

(國核電力規(guī)劃設(shè)計研究院，北京 100094)

新疆某電廠場地土為特殊性土，該場地土既是濕陷性黃土又是鹽漬土，文章對該特殊性土的工程性質(zhì)進(jìn)行了深入研究，并對該特殊性土的地基處理方式提出建議。

濕陷性黃土；鹽漬土；濕陷系數(shù)；溶陷系數(shù)；地基處理。

1 工程概況及水文地質(zhì)條件

某電廠位于新疆，廠區(qū)及其周圍是空曠的荒漠區(qū)域。南部遠(yuǎn)處為丘陵山區(qū)，該電廠一期建設(shè)規(guī)模為2 ×150MW。二期工程建設(shè)規(guī)模為2×300MW凝汽式空冷燃煤機(jī)組。

根據(jù)鉆探揭露該場地地層主要為雜填土、黃土狀粉土、粉土。

①雜填土：灰色、灰黃色，含少量卵石及建筑垃圾，松散，稍濕。層厚0.30m～2.10m。廠址區(qū)內(nèi)普遍分布。

②黃土狀粉土：褐黃色，可見大量孔隙及白色線狀鈣質(zhì)結(jié)核，稍密為主，局部中密，稍濕～濕。層厚6.10m～11.80m。該層具有濕陷性，且廠址區(qū)內(nèi)普遍分布。

③粉土：灰黃色，土質(zhì)均勻，稍密為主，局部中密，濕～很濕。層厚5.30m～10.50m，層底埋深13.50m～18.60m。該層廠址區(qū)內(nèi)普遍分布。

地下水類型第四系孔隙潛水。地下水補(bǔ)給來源主要為河流的側(cè)向補(bǔ)給、大氣降水和雪山融水，以人工取水和蒸發(fā)為其主要排泄方式，地下水主要賦存在粉土中?？睖y期間地下水穩(wěn)定水位埋深為11.60m～12.40m。據(jù)調(diào)查，常年最高地下水水位埋深約9.00m。

2 黃土狀土的濕陷性評價

在工程場地開挖3個探井，以調(diào)查黃土狀土分布情況，該層土垂直節(jié)理及孔隙發(fā)育。并在該層黃土狀粉土地層中采取原狀試樣23件，均作了室內(nèi)濕陷性試驗分析，試驗結(jié)果為：該黃土狀粉土地層中共13件土試樣的濕陷系數(shù)δs大于或等于0.015，其范圍值為0.019～0.058。根據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》(GB 50025-2004)第4.4.1條、第4.4.2條判定，該層黃土狀粉土為濕陷性黃土，濕陷程度為輕微～中等。詳見表1。

表1 黃土狀粉土濕陷量計算

根據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》(GB 50025-2004)第4.4.7條要求：自重濕陷量Δzs和濕陷量Δs的計算結(jié)果，自重濕陷量Δzs均小于70mm，判定場地土為非自重濕陷黃土；而濕陷量Δs為96.8mm～378.0mm，濕陷等級為Ⅰ～Ⅱ級(輕微～中等)。最大濕陷深度為8.50m。

根據(jù)室內(nèi)試驗該層黃土狀粉土濕陷起始壓力范圍值為32.0kPa～168.0kPa，濕陷起始壓力平均值為78.0kPa。

3 鹽漬土的評價

在廠區(qū)范圍內(nèi)依據(jù)規(guī)程、規(guī)范的要求，現(xiàn)場在4個探井中，豎向取樣間距按1.5m控制，取樣深度按9.0m控制，分別取擾動土樣18件進(jìn)行了易溶鹽化驗分析。見表2。

表2 易溶鹽分析成果

根據(jù)易溶鹽試驗成果、結(jié)合區(qū)域資料和地表特征，按《巖土工程勘察規(guī)范》(2009版)(GB50021-2001)6.8.1條判定：該層黃土狀粉土為鹽漬土，根據(jù)表6.8.2-1按含鹽化學(xué)成分分類判定為亞硫酸鹽漬土和氯酸鹽漬土為主，局部硫酸鹽漬土；按表6.8.2-2按含鹽量分類判定屬弱鹽漬土。

本次在3個探井中布置取樣，并進(jìn)行溶陷性分析。根據(jù)試驗結(jié)果，試驗區(qū)域場地中的黃土狀粉土6個土樣中，有2個溶陷系數(shù)δ為0.011，大于0.01，這說明該場地土具有溶陷性，為溶陷性土。

根據(jù)《鹽漬土地區(qū)建筑規(guī)范》(ST/T 0317-97)公式4.2.5計算分級溶陷量Δ值。

式中：δi為第i層土的溶陷系數(shù)；hi為第i層土的厚度(cm)；計算結(jié)果見表3。

表3 鹽漬土溶陷量計算

分析表3結(jié)果，鹽漬土的溶陷量Δ均小于7cm，根據(jù)《鹽漬土地區(qū)建筑規(guī)范》(ST/T 0317-97)第4.2.6條要求，當(dāng)溶陷量Δ均小于7cm，可不考慮地基的溶陷性。場地土中硫酸鈉含量普遍小于1%，可以不考慮其鹽脹危害。因此，該場地地基除考慮防腐外，可按一般地基進(jìn)行處理。

4 地基處理方案綜合評價

4.1 地基土的評價

由于本場地上層土即黃土狀粉土，又是鹽漬土，具有濕陷性，無鹽脹，最大濕陷深度達(dá)8.50m。根據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》(GB50025-2004)第6.1.4條可按照建筑物分類進(jìn)行地基處理，其地基處理深度見表4。

表4 建筑物地基處理深度的確定

對于擬建電廠一般附屬(輔助)建構(gòu)(筑)物甲類建筑物需要消除地基的全部濕陷量。而乙類建筑物由于場地黃土狀粉土的濕陷起始壓力平均值為78.0kPa小于100.0kPa，因此，也需要消除地基的全部濕陷量。

4.2 地基方案的評價

對于擬建電廠一般附屬、輔助建(構(gòu))筑物，可以采用強(qiáng)夯、強(qiáng)夯置換方法、灰土擠密樁、夯實水泥土樁進(jìn)行地基處理，以消除黃土狀粉土的濕陷性。

(1)強(qiáng)夯、強(qiáng)夯置換方法：

優(yōu)點：強(qiáng)夯對地基土處理效果較好，場地表層黃土濕陷性全部消除，夯后地基土主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)較夯前均有較大幅度的改善，地基土承載力有較大幅度的提高。處理后的地基承載力和地基變形都能滿足設(shè)計要求，并可完全消濕陷性。

強(qiáng)夯法地基處理經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)成為一種比較成熟的地基處理方法，是一種施工速度快、工期短、工藝比較成熟以及經(jīng)濟(jì)效益比較好的地基處理方法。

缺點：由于一期和二期相距較近，強(qiáng)夯會對一期原有建筑物產(chǎn)生影響，需采取防振措施，開挖防震溝， 而現(xiàn)場不具備開挖防震溝的條件。

(2)灰土擠密樁：

優(yōu)點：通過擠密達(dá)到消除地基土濕陷性和提高承載力的目的，對一期原有建筑物不會產(chǎn)生影響。

缺點：根據(jù)規(guī)范的要求灰土的回填材料不得使用含有凍土塊、生活垃圾以及有機(jī)質(zhì)含量大于5%的耕土、淤泥質(zhì)土、膨脹土和鹽漬土。由于場地內(nèi)的土為鹽漬土，無法滿足回填材料的要求，無法施工。

(3)夯實水泥土樁：

優(yōu)點：通過擠密達(dá)到消除地基土濕陷性和提高承載力的目的，對一期原有建筑物不會產(chǎn)生影響，并且不受回填材料的限制。

缺點：施工技術(shù)要求較高，否則難以保證質(zhì)量。

當(dāng)采用復(fù)合地基時，施工前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場試驗，施工后需進(jìn)行現(xiàn)場地基檢測(如靜載荷試驗等)以確定其處理性能及設(shè)計參數(shù)等。

4.3 地基方案的確定

通過上述地基處理方案的比較，認(rèn)為在本場地內(nèi)采用夯實水泥土樁最適合，夯實水泥土樁不但可以消除濕陷性，而且不會對一期原有建筑物產(chǎn)生影響，不受回填材料的限制。

施工后通過復(fù)合地基的靜載荷試驗，確定該場地的復(fù)合地基承載力特征值達(dá)到：fspk＝230kPa；復(fù)合地基變形模量為：E0＝24MPa；滿足設(shè)計的要求。

5 結(jié)論

(1)判定該場地土為黃土狀粉土，并且具有濕陷性。

(2)判定該場地土為鹽漬土，無溶陷性、鹽脹性，只考慮對地基的腐蝕性。

(3)地基處理方式本場地適宜采用夯實水泥土樁，消除了黃土狀土的濕陷性。通過復(fù)合地基靜載荷試驗確定其復(fù)合地基的承載力特征值，并滿足了設(shè)計的要求。

[1]GB 50021-2001，巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)[S]．

[2]GB 50025-2004，濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范[S]．

[3]JGJ 79-2002，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S]．

[4]DL/T5024-2005，電力工程地基處理技術(shù)規(guī)程[S]．

[5]ST/T 0317-97，鹽漬土地區(qū)建筑規(guī)范[S]．

Study on Engineering Properties of Special Soil in Electric Power Plant Xinjiang

ZHAO Yu, SUN Mao-qian, YE Chang-feng
(State Nuclear Electric Power Planning Design & Research Institute, Beijing 100094, China)

The soil of one electric power plant in Xinjiang is particular soil. This kind of soil is collapsible loess, and it is saline soil at the same time. The engineering properties of this particular soil is researched in this paper. At last, we make the suggestions of foundation treatment form of this particular soil.

collapsible loess; saline soil; collapsible coef fi cient; dissolve trapped coef fi cient; foundation treatment.

TU4

B

1671-9913(2011)03-0008-03

2011-4-28

趙羽(1979- )，男，山東泰安人，工程師。