越南某燃煤電廠軟土層地基預(yù)處理方案和施工研究

黃承斌，周正一，李金鋒

(中國(guó)華電科工集團(tuán)有限公司，北京 100160)

越南某燃煤電廠軟土層地基預(yù)處理方案和施工研究

黃承斌，周正一，李金鋒

(中國(guó)華電科工集團(tuán)有限公司，北京 100160)

越南某燃煤電廠選址在西南部海邊濱海沖積平原，地勘資料揭示，廠址地基淺層存在厚度10.75～22.00 m的淤泥和淤泥質(zhì)黏土層，由于其分布廣、強(qiáng)度低、變形大，嚴(yán)重影響電廠建筑物的結(jié)構(gòu)安全。在電廠建設(shè)方案論證階段，對(duì)軟土層地基的預(yù)處理方案進(jìn)行專題論證，并根據(jù)廠區(qū)不同部位承載力要求和施工進(jìn)度不同，研究了軟土層預(yù)處理施工方案。介紹了該電廠軟土層地基預(yù)處理方案論證和施工方案研究過(guò)程，供同類問(wèn)題處理時(shí)參考。

燃煤電廠；軟土層；地基預(yù)處理；方案比選；施工研究

1 項(xiàng)目概況及廠區(qū)地質(zhì)條件

1.1項(xiàng)目概況

越南沿海二期2×660 MW燃煤電廠是中國(guó)華電科工集團(tuán)控股投資建設(shè)的最大海外電廠，工程位于越南西南部Tra Vinh省，距離胡志明市約250 km，建設(shè)規(guī)模為2×660 MW超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組。

1.2廠區(qū)地形地質(zhì)條件

電廠廠址處于越南西南部海岸邊緣，場(chǎng)地介于Cung Hau 河口與Cuu Long 河之Dinh An河口之間，屬于濱海沖積平原，地勢(shì)低而平坦，總體地形呈北高南低，地面高程0.40～4.06 m(越南國(guó)家高程系統(tǒng))，設(shè)計(jì)場(chǎng)平高程為+4.20 m。

地勘資料顯示，電廠場(chǎng)地上部為厚度25 m左右的淤泥或淤泥質(zhì)黏土，下部為中密至密實(shí)的砂土、硬塑至堅(jiān)硬的黏土。上部淤泥質(zhì)黏土的工程性質(zhì)差，屬于厚度較大的軟土層，對(duì)電廠建(構(gòu))筑物存在不利影響：一是容易引發(fā)地基不均勻沉降，影響電廠建筑安全。在自重應(yīng)力、場(chǎng)地回填土和施工附加壓力作用下，軟土層產(chǎn)生固結(jié)沉降，不同區(qū)位的軟土層在不同荷載作用下最終沉降量會(huì)有較大的差異。軟土層在時(shí)間和空間上的不均勻沉降，導(dǎo)致電廠場(chǎng)地地面起伏，并出現(xiàn)大量裂縫，不利于電廠建筑結(jié)構(gòu)安全。二是軟土層自然沉降對(duì)樁基礎(chǔ)的樁身產(chǎn)生負(fù)摩阻力，影響樁基礎(chǔ)穩(wěn)定。軟土層在自然沉降過(guò)程中，對(duì)建筑物基礎(chǔ)樁產(chǎn)生的負(fù)摩阻力不利于樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定，增加樁基礎(chǔ)深度。

為避免軟土層地基對(duì)電廠建設(shè)的不利影響，保證電廠建筑物安全，必須針對(duì)淤泥和淤泥質(zhì)軟土層進(jìn)行地基預(yù)處理。

2 軟土層地基預(yù)處理方案比選

2.1電廠軟土層地基處理分區(qū)

按照電廠的總體布置和功能分區(qū)，將場(chǎng)地劃分為4個(gè)區(qū)域：主廠區(qū) Zone A，BOP區(qū)域 Zone B，煤場(chǎng)區(qū) Zone C，施工場(chǎng)地 Zone D。根據(jù)各個(gè)區(qū)域內(nèi)具體布置和對(duì)地基的不同要求，進(jìn)一步細(xì)分若干小區(qū)，具體的劃分如圖1所示。

2.2軟土層地基預(yù)處理方案初選

國(guó)內(nèi)常用軟土層的加固處理措施：置換法(如換土法、換砂法等)、排水固結(jié)法(如塑料排水板法、袋裝砂井和真空聯(lián)合堆載預(yù)壓等)、擠壓法(如強(qiáng)夯法、擠密砂樁等)、固化法(如深層攪拌樁、高壓旋噴樁等)[1]。

沿海二期電廠場(chǎng)地軟土層厚度大、分布范圍廣，需要進(jìn)行大面積、較大深度的地基加固處理。置換法不適宜進(jìn)行大面積、大范圍的地基處理，強(qiáng)夯等擠壓方法地基處理深度有限，固化法處理施工要求較高，大范圍處理成本高。該電廠相鄰的沿海一、三期工程地基處理均采用排水固結(jié)法并已取得良好的效果。綜合考慮，本工程軟土層預(yù)處理方案初步選擇排水固結(jié)法[2]。按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》，排水固結(jié)法主要分為真空(聯(lián)合堆載)預(yù)壓和堆載預(yù)壓 2 種方式。

按照各個(gè)分區(qū)的功能和對(duì)地基承載能力的要求，參照國(guó)內(nèi)類似工程經(jīng)驗(yàn)初步擬定各分區(qū)的2種不同預(yù)處理方式：方案1，真空預(yù)壓或真空堆載聯(lián)合預(yù)壓[3]；方案2，堆載預(yù)壓[4]。擬定預(yù)處理方式和要求見(jiàn)表1。

表1 各區(qū)域擬定預(yù)處理方式和要求

注：堆載高度從場(chǎng)地統(tǒng)一填筑至+3.5 m算起。

圖1 電廠軟土層地基預(yù)處理分區(qū)示意

2.3方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

初步選定的真空預(yù)壓、堆載預(yù)壓和真空堆載聯(lián)合預(yù)壓的處理方式都是比較成熟的施工技術(shù)，具備可操作性[5]，方案比選主要從軟土地基的固結(jié)時(shí)間和施工經(jīng)濟(jì)性方面進(jìn)行比較。

地基處理結(jié)果分析比較：按建筑地基處理技術(shù)規(guī)范中提供的方法計(jì)算各區(qū)域在不同處理方式下軟土層的沉降量和固結(jié)時(shí)間，結(jié)果見(jiàn)表2。

技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較：按照國(guó)內(nèi)沿海地區(qū)類似工程軟基處理的施工費(fèi)用分析，結(jié)合沿海一期、三期工程地基處理成本，綜合分析得到不同處理方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，得到結(jié)果見(jiàn)表2。

2.4推薦預(yù)處理方案

根據(jù)工程的工期要求，綜合考慮軟土層預(yù)處理的經(jīng)濟(jì)性，最終推薦廠區(qū)各區(qū)域預(yù)處理方案見(jiàn)表3(表中塑料排水板打入深度為約數(shù))。

3 軟土層預(yù)處理施工方案

3.1軟土層地基預(yù)處理總進(jìn)度計(jì)劃

按照電廠總體進(jìn)度計(jì)劃，軟土層地基預(yù)處理控制工期 300 d(主廠區(qū) Zone A、BOP區(qū)域 Zone B 控制工期 270 d)，施工安排按照分區(qū)流水作業(yè)的方式推進(jìn)。

3.2軟土層地基預(yù)處理施工順序

根據(jù)電廠總施工進(jìn)度對(duì)場(chǎng)地的要求，綜合考慮施工設(shè)備布置，確定軟土層地基預(yù)處理施工順序?yàn)椋篈1/A2→A3/A4→B1→B2→C1/C5→C2→C4/C6→C3/C6→D1→D2。

3.3軟土層地基預(yù)處理工藝流程

首先對(duì)原始地表進(jìn)行排水、清表，具備場(chǎng)地回填施工條件，然后通過(guò)吹砂回填將廠區(qū)回填至高程+3.5 m。在此基礎(chǔ)上開(kāi)展軟土層地基的預(yù)處理工作。

真空預(yù)壓(A區(qū))處理工藝流程：測(cè)量放線→場(chǎng)地清理、平整→施打塑料排水板→周邊密封墻施工、安裝調(diào)試真空濾管和真空泵、埋設(shè)監(jiān)測(cè)儀器→鋪設(shè)土工布、密封膜→周邊密封處理→試抽氣→正式抽氣→停泵卸載→檢測(cè)驗(yàn)收。

真空堆載聯(lián)合預(yù)壓(B/C區(qū))處理工藝流程：前面同真空預(yù)壓流程，正式抽氣→鋪設(shè)土工布→分層推土加載→聯(lián)合預(yù)壓→停泵、卸載→檢測(cè)驗(yàn)收。

堆載預(yù)壓(D區(qū))處理工藝流程：測(cè)量放線→ 場(chǎng)地清理、平整→施打塑料排水板→埋設(shè)監(jiān)測(cè)儀器 →造價(jià)的情況，與國(guó)內(nèi)類似工程的情況存有差異。

表2 不同處理方案的固結(jié)沉降計(jì)算結(jié)果和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

注：根據(jù)當(dāng)?shù)刭M(fèi)用調(diào)查資料，堆載處理單價(jià)(9美元/m3)與國(guó)內(nèi)單價(jià)相差較大，導(dǎo)致方案對(duì)比中出現(xiàn)真空預(yù)壓造價(jià)低于堆載預(yù)壓

表3 推薦各區(qū)域預(yù)處理方式

排水盲溝施工→一級(jí)堆載→二級(jí)堆載→三級(jí)堆載→卸載→檢測(cè)驗(yàn)收。

3.4軟土層預(yù)處理施工檢測(cè)

施工監(jiān)測(cè)：場(chǎng)地回填和軟土層地基預(yù)處理過(guò)程中，為控制施工質(zhì)量，保證預(yù)處理效果，同時(shí)保證周邊建筑物安全，需要開(kāi)展必要的監(jiān)測(cè)。主要包括地表沉降、膜下真空度、側(cè)向位移、軟土層分層沉降、孔隙水壓力和地下水位等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目[6]。

施工檢測(cè)：為了檢查場(chǎng)地回填和軟土層地基預(yù)處理效果，在場(chǎng)地回填和軟土層地基預(yù)處理前后分別進(jìn)行檢測(cè)。主要包括現(xiàn)場(chǎng)原位強(qiáng)度檢測(cè)、地基承載力檢測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)取樣和室內(nèi)試驗(yàn)檢測(cè)等[6]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜合國(guó)內(nèi)軟土層地基預(yù)處理經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工條件，經(jīng)過(guò)論證分析，最終按照電廠功能分區(qū)分別選取經(jīng)濟(jì)合理、同時(shí)滿足工期要求軟土層地基預(yù)處理方式，并制訂可行的總體施工方案，落實(shí)到項(xiàng)目招標(biāo)文件，為項(xiàng)目先期實(shí)施創(chuàng)造了條件。

[1]解寶安.吹砂回填軟土地基預(yù)處理方案的論證與選取[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),2009,42(S1)：317-320.

[2]趙春曉.填海造地地區(qū)火力發(fā)電廠地基處理設(shè)計(jì)[J].電力建設(shè),2011,32(3):92-95.

[3]真空預(yù)壓加固軟土地基技術(shù)規(guī)程:JTS 147-2—2009[S].

[4]雷鳴,王星華.堆載預(yù)壓法處理軟土地基機(jī)理與實(shí)踐[J].西部探礦工程， 2005,17(7):18-19.

[5]扈勝霞,高明軍,王克宇.堆載預(yù)壓法和真空堆載預(yù)壓法在軟基處理中的應(yīng)用比較[J].施工技術(shù),2007,36(1):9-12.

[6]陳峻峰,張震,王健.軟基預(yù)處理中的堆載預(yù)壓及其監(jiān)測(cè)[J].電力勘測(cè)設(shè)計(jì),2007,11(2):16-19,23.

(本文責(zé)編：白銀雷)

2017-03-29；

:2017-07-19

TU 44

：B

：1674-1951(2017)09-0042-03

黃承斌(1970—)，男，湖北宜都人，高級(jí)工程師，從事項(xiàng)目管理方面的工作(E-mail:huangcb@chec.com.cn)。