電廠軟地基處理方法比較

[摘 要] 近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展，我國(guó)能源基地的建設(shè)在逐漸興起。其中主要的電源點(diǎn)火力發(fā)電廠發(fā)展迅速。在這些能源基地的建設(shè)工程中，地質(zhì)工程是非常重要的基礎(chǔ)工程，它涉及到工程造價(jià)的控制，安全生產(chǎn)的保證。 怎樣從各種地基處理的辦法中，找到適合火電廠的地基處理的方法？文章首先介紹火力發(fā)電廠中其構(gòu)建物的結(jié)構(gòu)特征和要求，然后分析幾種常用的軟地基處理辦法，進(jìn)行相互比較。

[關(guān)鍵詞] 火電廠；軟地基；強(qiáng)夯法； 換土法；碎石樁法；擠密法

[作者簡(jiǎn)介] 羅志云，中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院工程師，研究方向：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，廣東 廣州，510663

[中圖分類號(hào)] TU447 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1007-7723（2012）09-0099-0003

我國(guó)電力事業(yè)發(fā)展迅速，越來(lái)越多的火力發(fā)電廠（利用煤、天然氣、石油等燃料轉(zhuǎn)化成電的工廠）工程在投入建設(shè)。由于土地資源有限，比較好的地質(zhì)場(chǎng)地已經(jīng)幾乎被利用，要繼續(xù)工程的建設(shè)，只有對(duì)其他不完全符合要求的地基進(jìn)行處理?；鹆﹄姀S機(jī)組的規(guī)模在逐漸擴(kuò)大，難度也逐漸加大，這就要求地基具有相當(dāng)強(qiáng)的承載力和變形。而且，火力發(fā)電廠的生產(chǎn)工藝越來(lái)越先進(jìn)，其內(nèi)部組織日趨復(fù)雜，加大了火電廠構(gòu)建物的荷載，并且一些構(gòu)建物對(duì)變形的要求需要達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，就是原始的良好地基已不能直接用于工程建設(shè)。另外，由于建設(shè)基地地區(qū)性的差異，地基土層的分布也給工程提出了更高的要求。工程建設(shè)除了要對(duì)不同的地基狀況選擇最適合的處理辦法，而且要因地制宜，考慮到工程整體質(zhì)量、造價(jià)以及工期等等重要問(wèn)題。并且要確?；鹆Πl(fā)電廠投入生產(chǎn)后的安全運(yùn)作。

一、進(jìn)行火力發(fā)電廠地基處理的目的

由于地基具有不確定性、處理起來(lái)問(wèn)題較多、難度較高，因此，如果地基的問(wèn)題不能被有效地解決，電廠構(gòu)建物的安全就會(huì)受到影響，甚至?xí)斐蓢?yán)重的后果。只有有效處理好火電廠的地基才能使火電廠安全得到保障，才能使經(jīng)濟(jì)效益得到保證。 對(duì)火力發(fā)電廠地基進(jìn)行處理，主要是為了避免軟地基會(huì)出現(xiàn)的狀況，就是避免沉降、承載力偏低和滲漏等問(wèn)題，采用適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)地基進(jìn)行處理可以使地基的性能增強(qiáng)，達(dá)到火力發(fā)電廠中構(gòu)建物的地基要求標(biāo)準(zhǔn)。

二、火力發(fā)電廠的構(gòu)建物

1.火力發(fā)電廠主要構(gòu)建物有：主廠房、鍋爐、集中控制樓、爐后構(gòu)建物、電氣構(gòu)建物、燃料構(gòu)建物、除灰構(gòu)建物、空冷構(gòu)建物、化學(xué)建構(gòu)物。

2.火力發(fā)電廠各構(gòu)建物對(duì)地基承載力和變形的要求標(biāo)準(zhǔn)：

主廠房、鍋爐：具有較大荷重，通常基礎(chǔ)埋深為-5m，對(duì)于主廠房和鍋爐，相鄰柱基沉降差應(yīng)該是0.002L，L是相鄰柱基中心距，容許沉降量對(duì)于天然地基應(yīng)該小于或等于200mm，對(duì)于樁基應(yīng)該小于或等于150mm。

汽輪發(fā)電機(jī)：通?；A(chǔ)埋深為-5m，有十分嚴(yán)格的沉降要求，沉降差不應(yīng)該超過(guò)0.0015L，L是汽機(jī)基礎(chǔ)的邊長(zhǎng)，容許沉降量對(duì)于天然地基應(yīng)該小于或等于150mm，對(duì)于樁基應(yīng)該小于或等于100mm。

火電廠煙囪：通常其高度大于200m，豎向荷載應(yīng)大致為130000kN，一般將基礎(chǔ)建設(shè)成環(huán)形。

三、強(qiáng)夯法的加固原理以及適用范圍

強(qiáng)夯法的原理是把重錘提起然后使其自由落下夯擊地基，重復(fù)進(jìn)行這一動(dòng)作，來(lái)增加地基的強(qiáng)度。對(duì)于碎石土、砂土、粉土、粘性土、雜填土和素填土的地基，比較適合用這種方法進(jìn)行處理。對(duì)于可液化砂土地基和濕陷性黃土地基等等，也常用強(qiáng)夯法進(jìn)行處理。因?yàn)樗耸沟鼗膹?qiáng)度增加、使其壓縮性減小，強(qiáng)夯法還可以去除地基土的濕陷性，并且使地基抗振動(dòng)液化的能力增強(qiáng)。對(duì)于飽和度較高的粘性土，強(qiáng)夯法的處理效果不是很明顯，對(duì)于淤泥地基，起不到什么效果。

對(duì)于強(qiáng)夯法的使用，需要在一定的要求和范圍內(nèi)進(jìn)行。對(duì)于火電廠的地基處理，使用強(qiáng)夯法來(lái)加固軟土地基，土的粒徑、土層特性和土層含水量是所要考慮的重要因素。從軟地基處理的經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，除了厚度淤泥質(zhì)和淤泥外，對(duì)其他類的軟土加固，通常強(qiáng)夯法還是能夠起到效果的。從軟土的性質(zhì)角度研究，地基土層的含水量、粒徑等決定著強(qiáng)夯加固效果。另一個(gè)重要因素是地基的土層性質(zhì)。

對(duì)于強(qiáng)夯法的使用條件，國(guó)家相關(guān)技術(shù)規(guī)范有明確的規(guī)范規(guī)定。

四、換土法的加固原理以及適用范圍

換土法的原理是，當(dāng)軟土地基無(wú)法滿足上部荷載對(duì)地基的強(qiáng)度或變形要求時(shí)，就挖掉地基以下較淺范圍內(nèi)的土層，置換成具有高強(qiáng)度、低壓縮性，堅(jiān)硬質(zhì)地，良好性能以及抗侵蝕性的砂礫石、碎石、卵石、灰土、煤渣等無(wú)腐蝕性的材質(zhì)分層充填，而且結(jié)合機(jī)械的或人工的方法分層壓、夯、振動(dòng)，建造成較好的人工地基，使其符合一定標(biāo)準(zhǔn)。如果軟土地基上部荷載較小，地基土層也不深，就可以采取機(jī)械的，或人工的方法進(jìn)行壓、夯或振動(dòng)等處理，增強(qiáng)地基的密實(shí)度，達(dá)到地基加固的目的。換土法常常是選取一些具有良好壓實(shí)性能的無(wú)粘性材料，然后根據(jù)一定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)配比置換材料，進(jìn)行分層鋪墊，再采用振動(dòng)方法一層一層地碾壓。我國(guó)北部地區(qū)擁有比較多這類換土法原材料。

換土材料的顆粒級(jí)配是換土法中的重要因素，這種方法加固地基需要一定標(biāo)準(zhǔn)的顆粒配比和一定的含泥量，另外需要有效的碾壓工序，而且碾壓過(guò)程中有一定的噴水量，才能夠達(dá)到減小顆粒間的摩擦阻力，增強(qiáng)壓實(shí)效果。對(duì)于淺層軟土地基的處理，比如，淤泥、淤泥質(zhì)土、松散素填土、雜填土等地基處理以及暗塘、暗洪、暗溝等淺層處理，可以采用這類方法加固。對(duì)于換土法的使用條件，國(guó)家相關(guān)技術(shù)規(guī)范有明確的規(guī)定。另外，對(duì)于濕陷性黃土，可以去除土的濕陷性；對(duì)于凍土地基，可以去除凍脹力以防地基受到損壞；對(duì)于膨脹土地基，可以使用置換法去除地基的脹縮。

五、碎石樁法的加固原理以及適用條件范圍

振沖碎石樁法的原理是使用振沖碎石樁的方法進(jìn)行處理，使松土、軟土加固，成為復(fù)合地基。對(duì)于承載力的增加、穩(wěn)定性的提高、沉降量的降低、抗震性能力的加強(qiáng)等方面，碎石樁法的加固可以起到明顯的效果。振沖碎石樁加固法便于施工、工期短，經(jīng)濟(jì)性好，是軟地基處理中使用比較多的一種方法。

碎石樁法的適用范圍有飽和砂土、雜填土、粘土、淤泥等等，對(duì)于可以使用振沖碎石樁加固法的，事先需要嚴(yán)格研究土層情況，進(jìn)行必要的地況勘測(cè)。進(jìn)行比選處理方法時(shí)，需要注意三個(gè)問(wèn)題：第一，這類方法在工程建設(shè)中會(huì)出現(xiàn)很多泥漿，從而影響到市容市貌，涉及到環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，操作中要考慮到相關(guān)的排污工程，注意文明施工。第二，如果土層中有較多的建筑垃圾，就是硬質(zhì)石塊一類，會(huì)影響到成孔，不適合采用這類地基加固辦法。第三，加固的軟土強(qiáng)度必須達(dá)到一定的要求。如果軟土的強(qiáng)度太弱的話，在制樁過(guò)程中，樁體是無(wú)法形成的。

六、擠密法的加固原理以及適用條件范圍

擠密法的加固原理是把打樁擠密，脫水?dāng)D密和膨脹擠密結(jié)合在一起，起到加固地基的效果。打樁擠密是就是采用夯擊使得樁孔處的土料擠向樁周圍的土層，減小了孔隙，使軟土變得密實(shí)，從而提高了承載力。脫水?dāng)D密就是在樁孔中填進(jìn)生石灰，熟石灰因生石灰吸水產(chǎn)生，并且有大量熱量產(chǎn)生，這些熱量使樁間的土脫水，其含水量減小，進(jìn)而固結(jié)地基，提高了承載力。膨脹擠密就是在生石灰吸水后，樁體產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象，并且使硬層在樁的表面形成。

對(duì)于地下水位以上的濕陷性黃土、素填土、雜填土等，可以使用灰土擠密法進(jìn)行處理。除了去除土的濕陷性，灰土擠密法還能夠使?jié)裣菪渣S土和人工填土地基的承載力增強(qiáng)。擠密法是比較經(jīng)濟(jì)適用、合理有效的軟地基基礎(chǔ)加固法，在實(shí)際工程建設(shè)中被普遍地應(yīng)用。

七、結(jié) 語(yǔ)

火電廠的地基基礎(chǔ)處理技術(shù)在不斷進(jìn)步。地基基礎(chǔ)處理工程是火力發(fā)電廠重要的基礎(chǔ)建設(shè)工作，影響著以后的工程建設(shè)。目前，對(duì)于火力發(fā)電廠的地基處理，具有各種各樣的備選方法，需要綜合土質(zhì)和環(huán)境的差異，結(jié)合構(gòu)建物的荷載特點(diǎn)和地基要求等等實(shí)際情況，進(jìn)行分析對(duì)比，從而確定出最適合的處理方法。重視總結(jié)火電廠軟地基處理的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用和發(fā)展各種地基處理方法，對(duì)火力發(fā)電廠的工程建設(shè)工期，工程造價(jià)控制，后期投入生產(chǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益，都將起到很大的幫助。

[參考文獻(xiàn)]

[1]李彰. 淺談濕軟地基的處理[J].山西建筑，2006，（12）.

[2]張華明，李彰.淺談濕軟地基的處理[J].河北工業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，（3）.

[3]王秋和，馬道柱，李景利. 淺談濕軟地基處理的幾種方法[J].黑龍江交通科技，2002，（8）.