某核電廠BOP工程基礎選型探討

戚伊軒

摘要：本文根據(jù)某核電廠兩個子項（分別為子項一、子項二）基礎選型及現(xiàn)場施工為依據(jù)，分析了基礎選型對成本、工期、及現(xiàn)場施工的影響，旨在為其他核電站BOP子項基礎選型及施工提供良好經(jīng)驗反饋。

關鍵詞：基礎選型 地基處理 基礎施工

【中圖分類號】TU47

1. 基礎選型的重要性

任何建筑物都是建在地層上，因此，建筑物的全部荷載都由它下面的地層來承擔，受建筑物影響的那一部分地層稱為地基；建筑物向地基傳遞荷載的下部結構稱為基礎。地基基礎是保證建筑物安全和滿足使用要求的關鍵之一。

基礎選型正是連接地基與基礎的紐帶，基礎選型合理與否直接影響地基、基礎及上部結構空間協(xié)調作用效果；一般情況下基礎工程造價占工程總造價的20%左右，工期占總工期的20～30%，當?shù)刭|條件復雜時，其造價和工期占的比重還會增加，因此選擇合理的基礎形式是保證建筑結構安全，降低工程造價，縮小工程周期的一個有效措施。

2. 基礎選型的影響因素

2.1 地質水文報告

由設計單位提出要求，勘察部門提供的擬建工程場地范圍的工程地質、水文地質報告，必須詳細提供地質構造和持力層范圍內土層的物理力學性能及勘查結論意見，據(jù)以作為基礎選型的基本依據(jù)。

2.2 基礎選型與地基處理相結合

對于雜填土地基或軟弱地基，因其承載力較低，且地基變形較大，一般應進行地基處理。不能只靠加大基礎斷面、增強基礎剛度來承擔上部結構荷載，因為基礎再大，相對于上部結構還是較柔的。所以地基處理要與基礎選型結合起來進行設計。

2.3 基礎選型要考慮整個建筑體系

基礎選型要根據(jù)建筑結構平面布置、結構類型、上部結構荷載大小及其分布，以及建筑物所處的抗震設防區(qū)，結合建筑場地地基實際情況，將地基、基礎與上部結構視為一個整體，綜合進行考慮。

2.4 基礎選型要考慮周圍緊鄰建筑物

建筑物所在場地周圍緊鄰建筑物情況，臨近建筑物基礎與新構建工程基礎干擾，即新建工程基礎放不下去，被迫改變基礎形式。

2.5 基礎選型要考慮施工隊伍水平

當?shù)氐氖┕ち晳T做法，承建工程的施工隊伍的施工經(jīng)驗，施工隊伍的裝備和技術水平，這些條件也是基礎選型應考慮的因素。考慮了這些條件，可以使基礎設計符合實際，可加快施工進度。

2.6 其他因素

基礎選型除了考慮以上因素之外，建筑物的使用要求，可能提供的建筑材料，以及工期要求，都有可能影響基礎形式的選擇，必須結合實際情況和技術經(jīng)濟分析，妥善對基礎進行選型，以求選擇的基礎形式既經(jīng)濟合理、技術先進，又符合客觀實際。

3. 常見的基礎形式及其特點

3.1 獨立基礎

當建筑物上部結構采用框架結構或單層排架結構承重時，基礎常采用方形或矩形的獨立基礎，這類基礎稱為獨立式基礎。常見的有階型基礎、坡型基礎、杯型基礎。該基礎是工業(yè)廠房常用的基礎形式之一，也是該核電廠BOP子項使用最多的基礎形式，約占BOP子項總數(shù)的54%。

3.2 條形基礎

基礎長度遠大于寬度（≥10）的一種基礎形式。按上部結構分為墻下條形基礎和柱下條形基礎。布置在一條軸線上且與兩條以上軸線相交，有時也和獨立基礎相連，但截面尺寸與配筋不盡相同。條形基礎形式在該核電廠BOP子項中也有應用，約占BOP子項總數(shù)的54%。。

3.3 滿堂基礎

用板、梁、墻、柱組合澆筑而成的基礎，稱為滿堂基礎。一般有板式（也叫無梁式）滿堂基礎、梁板式（也叫片筏/筏板基礎）和箱型基礎三種。其中板式、梁板式筏板基礎占該核電廠BOP子項的19%。

3.4 樁基礎

當建造比較大的工業(yè)與民用建筑時，若地基的軟弱土層較厚，采用淺埋基礎不能滿足地基強度和變形要求，常采用樁基。樁基的作用是將荷載通過樁傳給埋藏較深的堅硬土層，或通過樁周圍的摩擦力傳給地基。該核電廠有四個子項采用了樁基礎。

4. 基礎選型對現(xiàn)場施工的影響

根據(jù)現(xiàn)場子項一、子項二的實際施工情況，基礎選型對工程進度、造價有著很大的影響。

首先以子項一為例，子項一的基礎為墩基或者樁基與筏板相結合的復合地基形式，持力層為④-3中風化花崗巖，通過沖孔觀測④-3層中風化巖界面標高，界面標高在-11.200m以上的做墩基礎，以下的做樁基礎。由于基礎形式要根據(jù)現(xiàn)場實際的地質情況自由選擇，這就給施工過程的工期、成本控制帶來了很多不確定性。

子項一基礎施工流程：①為了確認哪些部位是墩基礎、哪些部位是樁基礎，首先，進行試樁施工。根據(jù)地質剖面圖，最先在A1、A1/2及A10三個巖層最深處布置了三臺樁基，結果A10不具備成樁條件，為了進一步試樁，又在B1、B1/2及B10處進行試樁，最后只有B1具備條件。但C1處從剖面圖上看還是在成樁范圍之內，所以就又在C1處進行了試樁，結果不具備成樁條件。樁基施工暫時告一段落，總共試了七根樁，成了三根樁。接下來要進行礅基大開挖。②墩基礎開挖之后的基坑，因受潮汐影響，基坑高潮位時有一半浸泡在海水中，因此墩基礎無法施工。同時因為基底原始地貌高低不平，特別是B2處，因為是一個陡峭的斜面，需要對巖石面進行爆破處理。考慮到保護樁基和爆破樁基的費用相差無幾，加之如果保護樁基還影響了后續(xù)施工，所以經(jīng)過各方商討決定廢除已經(jīng)施工了的樁基。③為了能夠順利進行地基驗槽和墩基礎施工，首先考慮的是用抽水機抽水，結果子項一和大海相通，水無法排出。最后幾方確定在海水中澆注混凝土，將最深處的基坑填平補齊，以便能夠騰出工作面，從而進行后續(xù)墊層施工。墊層共用去混凝土1000多立方。④另外對于底板為梁板結構的地下室，子項一的梁在板的下方，這樣給不僅給施工帶來了很大的難度，同時又使防水效果大打折扣。endprint

從以上可以看出，子項一基礎選型未充分考慮到現(xiàn)場地質條件變化引起施工難度的增加，從而導致子項一基礎施工持續(xù)了半年時間，給現(xiàn)場工期及成本造成了較大影響。

其次以子項二子項為例，其因為處于整個廠區(qū)的西北角，下部地基全部為回填區(qū)，且回填區(qū)厚度達20m，因此勘探院給的建議是樁基礎。子項二最初的設計圖紙也是樁基礎，但是現(xiàn)場根據(jù)以下幾點，與設計積極溝通，最終將子項二基礎改為強夯處理之后的柱下獨立基礎：

① 考慮到樁基礎的樁徑僅有600mm，長度達20m，加之回填區(qū)下部存在大量大力勁的塊石孤石，這將給施工單位造成了很大的施工困難和難以預料的質量缺陷。

② 子項二子項為試劑庫，上部結構荷載不大，同時對沉降要求不高，因此不需要采用樁基礎。

③ 根據(jù)施工單位上報的費用粗略估算，樁基施工約需100多萬，而強夯處理僅需20萬，而且施工難度小，質量易控制。

綜合以上幾點，設計人員積極與現(xiàn)場溝通，最終同意了現(xiàn)場的意見，將基礎改為了獨立基礎。

因此子項二子項基礎變更對工程質量、進度、費用及施工單位都是有益的。

5. 分析與建議

針對子項一和子項二基礎施工的分析，可以看出基礎形式與現(xiàn)場實際情況是否吻合，對工期、造價以及施工難易有著很大的影響。

對于大多數(shù)情況，設計按照勘探的建議，采用相應的基礎形式無可厚非，但是遇到地質條件比較復雜，尤其是在地質條件有劇烈突變處，就要多加考慮，本人從現(xiàn)場幾個子項基礎施工中總結出幾點建議：

首先，在選擇基礎形式的時候要綜合考慮上部荷載和建筑的使用功能，結合勘探建議之后，選擇合適的基礎形式。例如子項二放棄使用樁基，而改為強夯后的獨立基礎；子項一因其上部荷載不大，可以考慮在地基處理后，通過加大梁板截面和配筋來避免水下施工。

其次，在選擇基礎形式的時候要考慮現(xiàn)場實際施工的難易及其施工后的效果，例如子項一的底板可以采用地梁梁肋上翻的形式，既有利于施工，又有利于底板防水。

最后，在遇見現(xiàn)場地質條件復雜，地形突變比較多的情況下設計單位、施工單位、業(yè)主公司等多方要積極配合，共同選擇安全、可靠、經(jīng)濟的基礎形式。

參考文獻：

1.GB50007-2011 建筑地基基礎設計規(guī)范

2.《土力學及地基基礎》 顧曉魯?shù)戎骶?中國建筑工業(yè)出版社endprint