某大型火力發電廠地基處理設計

劉斌 李龍

(中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司，山西太原 030001)

某大型火力發電廠地基處理設計

劉斌 李龍

(中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司，山西太原 030001)

針對某大型火力發電廠的工程地質條件及各建(構)筑物的地基特點，對主要建(構)筑物采用預制鋼筋混凝土方樁和高強度預應力混凝土管樁的地基處理方案進行了比較，最終采用高強度預應力混凝土管樁作為該電廠主要建(構)筑物的地基處理方案，對一般附屬建(構)筑物選用了天然地基的地基處理方案。

火力發電廠，地基處理，灌注樁

1 工程概況

本工程建設規模為2×350 MW超臨界直接空冷單抽供熱凝汽式汽輪機，配置2×1 184 t/h超臨界燃煤鍋爐，同步配套脫硫、脫硝設施，冷卻方式采用空冷。該工程由中國華電集團公司下屬華電山西能源有限公司投資建設，場地位于該廠一期場地北側，屬擴建工程，廠址位于忻州市。

2 場地工程地質條件

本期擴建場地位于一期廠區的北側，地貌上屬于沖積平原。主廠房—鍋爐場地地形總體上較平坦，局部由于有人工堆積的粉煤灰、建筑垃圾和生活垃圾而使地表略有起伏，地面標高一般779.0 m～780.0 m。主廠房及鍋爐場地地基土層主要由第四系全新統(Q4al+pl)和上更新統沖洪積層(Q3al+pl)組成，厚度大于80 m，部分地段表層覆蓋人工填土。根據工程地質鉆探和原位測試(標貫、靜力觸探等)及室內試驗結果，在50 m深度范圍內將場地地基土層劃分為4個大層11個亞層。各土層主要物理力學性質指標見表1和表2。

表1 各土層主要物理力學性質指標推薦值表

該廠址勘測范圍內地下水位埋深一般在2.5 m～3.5 m之間，其水位隨季節變化，年變幅1.0 m左右，地下水類型為第四系松散層孔隙潛水，不具承壓性，補給來源主要為大氣降水，地表灌溉和側向逕流補給。廠址場地土判別為非液化土層。場地土類型為中軟場地土，場地類別為Ⅲ類。

表2 場地分層地基土極限摩阻力推薦值

3 地基處理方案比選

3.1 概述

根據大型火電廠地基基礎設計要求和現行國家及行業規程規范，地基處理后必須要滿足基礎的承載力、沉降量和穩定性的要求，即地基滿足基礎的設計要求和上部結構的使用要求。

由于常規350 MW機組廠房等上部結構荷載較大，基礎底部受力層范圍內的地基土承載力特征值較低，因此，需進行地基處理。

為使地基處理做到安全適用，經濟合理，針對廠區內不同性質、類別的建(構)筑物，按其荷載大小、其功能性和重要性，以及地基承載力和地基變形的要求不同，采取不同的地基和地基處理方案。進行多種地基處理方案的優化比選，推薦出最佳地基處理方案。

3.2 主要建筑物地基處理方案比選

1)預制鋼筋混凝土方樁方案。選用400 mm×400 mm的方樁，以③-1層中砂作為樁的持力層，樁長為11 m，根據試樁報告單樁極限承載力為2 540 kN。主要建筑物地基處理方案及數量如表3所示。

表3 主廠房及主要建(構)筑物地基處理方案及數量(一)

2)預應力高強混凝土管樁方案。選用φ500×100 mm的預應力高強混凝土管樁，以③-4層中砂作為樁端持力層，樁長為23 m，根據試樁報告單樁極限承載力為4 800 kN。主要建筑物地基處理方案及數量見表4。

表4 主廠房及主要建(構)筑物地基處理方案及數量(二)

3)預制鋼筋混凝土方樁與預應力高強混凝土管樁經濟比較(見表5)。

表5 選用樁型經濟比較

通過以上經濟比較，管樁比方樁低52萬元。方樁數量比管樁多2 963根，導致方樁基礎承臺混凝土量增大，增加的費用大概300萬元。

3.3 煤場地基處理方案

本工程煤場采用圓形煤場。此煤場需設置高度為20 m左右的擋煤墻，與球形網架共同對基礎產生很大的水平推力。如采用單樁水平承載力比較小的方樁或管樁，布置的樁數比較多，承臺比較大，從經濟性考慮不建議采用。推薦采用鋼筋混凝土灌注樁，樁徑為1.0 m，樁長考慮采用15 m，主要承受水平荷載，樁數為380根。雖然施工較困難，但樁數較少，在嚴格控制施工質量的條件下，能滿足圓形煤場水平推力的要求。

3.4 附屬建筑物地基處理方案

各層土的厚度及承載力特征值見表1，根據巖土工程勘測報告，各層厚度變化較大，性質不均勻。淺層土不具有濕陷性，無液化問題。可作為一般附屬建筑天然地基持力層。天然地基可根據荷載情況選擇獨立基礎、條形基礎及筏板基礎。對于一般建筑物，根據承載力要求選取不同的土層。對于要求基礎持力層不滿足要求的建筑物可采取換填碎石墊層的方式予以處理(如表6所示)。

表6 附屬建筑物地基處理

4 結語

地基處理方案應優先考慮安全可靠的地基處理方案。

根據本階段按現有的巖土勘察資料進行的技術經濟比選，對主要建(構)筑物地基處理推薦φ500×100預應力高強混凝土管樁。

對主要附屬(輔助)建筑物推薦采用天然地基，此方案經濟技術指標低，施工比較簡單。基礎可根據荷載情況選取獨立基礎、條形基礎及筏板基礎，用來滿足承載力要求。

對本工程的儲煤結構——圓形煤場推薦大直徑的混凝土灌注樁，此方案經濟技術指標低，且能滿足圓形煤場水平推力的要求。

［1］ 高大釗.土力學與基礎工程［M］.北京:中國建筑工業出版社，2014.

［2］ JGJ—2014，建筑樁基技術規范［S］.

［3］ 忻州廣宇煤電有限公司二期2×350 MW發電工程巖土工程勘測報告(初步設計階段)［R］.太原:山西省電力勘測設計院，2014.

［4］ 忻州廣宇煤電有限公司二期2×350 MW發電工程綜合試樁報告［R］.太原:山西省電力勘測設計院，2013.

Design of the foundation treatment of the large-scale power-generating plant

Liu Bin Li Long
(China Energy Construction Group Shanxi Power Survey＆Design Institute Co.，Ltd，Taiyuan 030001，China)

In light of the large-scale power-generating plant engineering geology conditions and building foundation characteristics，the paper compares the major building foundation processing schemes of applying prefabricated steel reinforced concrete square pile and high-strength prestressed concrete pipe pile.In the end，it applies high-strength prestressed concrete pipe pile as the power plant building foundation processing scheme，it selects natural foundation processing scheme for general outbuildings.

power-generating plant，foundation treatment，bored pile

TU472

A

1009-6825(2016)35-0065-02

2016-10-09

劉 斌(1979-)，男，碩士，工程師