長春市城區(qū)河谷地區(qū)CFG樁的節(jié)能減排分析

（長春建筑學(xué)院，吉林 長春 130607）

1 工程概況

1.1 場地巖土工程特性

該工程位于河谷—漫灘階地區(qū)，地勢較為平坦，地面高程基本在197.54—199.60m，高差2.06m。其中間有一層粉質(zhì)粘土夾層并混有有機(jī)質(zhì)，局部夾軟塑薄層，飽和富含有機(jī)質(zhì)，中等壓縮，局部高壓縮性，底部混中砂本層。場地土巖性特征自上而下分述如下見表1。

2 采用不同方法設(shè)計(jì)與計(jì)算

2.1 采用CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)

CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)參數(shù)分別是樁徑、樁距、樁長、樁體強(qiáng)度、墊層厚度的設(shè)計(jì)及樁的布置。根據(jù)本工程巖土工程特性和場地條件取樁徑d=400mm，樁距s=1200mm，樁長ml0.6=，樁體強(qiáng)度可由公式確定，得出滿足JGJ79-2002中的要求。墊層為中粗砂級配碎石，厚度是200mm。CFG樁的布置在基礎(chǔ)范圍內(nèi)布樁，數(shù)量按下式確定：

經(jīng)計(jì)算pn為335根。

2.2 采用靜壓管樁

按照吉林省內(nèi)的技術(shù)規(guī)范要求，和以上相關(guān)的資料求得需要的，靜壓管樁樁徑為400mm，樁長12.0m，以第六層強(qiáng)風(fēng)化泥巖作為持力層，求得需約300根。

3 從節(jié)能減排的角度考慮

水泥單位能耗的計(jì)算方法由以下三個公式綜合得出：

式中：x—每千瓦時電力折合的標(biāo)準(zhǔn)煤量，單位為千克標(biāo)準(zhǔn)煤每千瓦時（kgCe/kW·h）這里取x=0.404；heq—統(tǒng)計(jì)期內(nèi)余熱電站總發(fā)電量，單位為千瓦小時（kW·h）； 0q—統(tǒng)計(jì)期內(nèi)余熱電站自用電量，單位為千瓦小時（kW·h）。

表1 場地各土層的地基承載力

表2 土層狀況及其巖性的分布樁基承載力的估算值

表3 十一五計(jì)劃中我國火電供電煤耗、水泥綜合能耗指標(biāo)

表4

式中：Ecl—可比熟料綜合能耗，單位為千克標(biāo)準(zhǔn)煤每噸（kg/t）；h—每千瓦時電力折合標(biāo)準(zhǔn)煤量，單位為千克標(biāo)準(zhǔn)煤每千瓦小時（kg/kW·h）這里取0.1229；Ekcl—可比熟料綜合煤耗，單位為千克標(biāo)準(zhǔn)煤每噸（kg/t）；Qkcl—可比熟料綜合電耗，單位為千瓦小時每噸（kW·h/t）。

式中：Eks—可比水泥綜合能耗，單位為千克標(biāo)準(zhǔn)煤每噸（kg/t）；q—統(tǒng)計(jì)期內(nèi)水泥企業(yè)水泥中水泥熟料平均配比（%）；he—統(tǒng)計(jì)期內(nèi)烘干水泥混合材所消耗燃料折算的單位水泥標(biāo)準(zhǔn)煤量，單位為千克標(biāo)準(zhǔn)煤每噸（kg/t）；Qks代表水泥綜合電耗，單位為千瓦小時每噸（kW·h/t）。

由公式（6-1）、（6-2）和（6-3）可以算出電力折算標(biāo)準(zhǔn)煤指標(biāo)為0.370千克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時（kg標(biāo)準(zhǔn)煤/kW·h）。綜合上述圖表及公式對工程一當(dāng)l取8.5m，d取500mm時，一根水泥土攪拌樁所產(chǎn)生的能耗轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算時約為45.015kg，總共用樁數(shù)為1010根，所以工程一當(dāng)使用水泥土攪拌樁復(fù)合地基時所產(chǎn)生的能耗轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)煤的質(zhì)量共為45465.15kg。根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土樁的技術(shù)參數(shù)，和樁長l和樁徑d及鋼材的能耗約為8000kW·h/t，計(jì)算出一根預(yù)應(yīng)力混凝土管樁所產(chǎn)生的能耗轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)煤約為54819.77kg。

二氧化碳排放量計(jì)算：

式中：E—二氧化碳排放總量（t）；W—各種能源轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)煤后的能源消耗總量（t）；d—國家發(fā)改委能源研究所推薦值，指1 t標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒后釋放的二氧化碳量為2.493 t。

由二氧化碳的排放總量來計(jì)算碳的排放總量計(jì)算：

式中：E—二氧化碳排放量（t）；F—碳排放總量（t）；l—二氧化碳的碳排放系數(shù)，國家發(fā)改委能源研究所推薦取l=0.67。

由公式（3-4）和（3-5）計(jì)算出水泥攪拌樁復(fù)合地基的二氧化碳排放總量；E=113344.62t；碳排放總量F=75940.90t。預(yù)應(yīng)力混凝土樁管樁的二氧化碳排放總量E=136665.70t；碳排放總量F=91566.0t。

4 對結(jié)果的分析與結(jié)論

4.1 在經(jīng)濟(jì)方面上復(fù)合地基基礎(chǔ)比預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的造價是節(jié)省大約15-40%，有非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 在碳排量上也較預(yù)應(yīng)力混凝土管樁減少了10-30%以上，在節(jié)能減排的意義重大。

[1]能源發(fā)展“十一五規(guī)劃”（國家發(fā)展改革委）[Z]，2007.