對發(fā)電廠工程建設中軟弱地基處理方法的探析

李平

摘 要：近年來，發(fā)電廠工程建設項目越來越多，而軟弱地基問題一直是影響工程建設施工的重要因素，要提高發(fā)電廠工程建設質(zhì)量則需要對軟弱地基問題重點關注和研究。本文簡單闡述了軟弱地基的概述和發(fā)電廠工程建筑對地基質(zhì)量的要求，重點結(jié)合案例介紹了發(fā)電廠工程建設中軟弱地基問題的幾種常見處理方法，并提出了一些優(yōu)化發(fā)電廠設計結(jié)構(gòu)的措施，希望對發(fā)電廠工程建設提供必要的幫助。

關鍵詞：發(fā)電廠工程建設；軟弱地基；處理方法

中圖分類號：TU4 文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2017）08-0189-02

Abstract：in recent years， more and more power plant construction project， the soft foundation has always been an important factor affecting the engineering construction， to improve the construction quality of power plant will need to focus on and study the problem of weak foundation. This paper describes the requirements of weak foundation and power plant construction on the foundation of quality， combining with the case introduces several power plant engineering construction of soft foundation problem in common processing methods， and puts forward some measures for structure optimization design of power plant， to provide necessary assistance to the construction of power plant.

Key Words：power plant construction； soft ground； treatment method

隨著我國社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，全國用電總量持續(xù)上漲，為保障用電平衡，各地發(fā)電廠建設項目越來越多。發(fā)電廠工程建設是一個相對特殊和復雜的施工項目，其工程結(jié)構(gòu)較為特殊，比如煙囪水塔等建筑很高，在施工時需要開挖深基坑，因此對地基質(zhì)量要求很高。發(fā)電廠工程項目場地通常由政府選址，特別是五通一平之后，場地地基存在大量不良地基情況，對建筑工程施工有著很大影響。

1軟弱地基的概述

軟弱地基通常指由淤泥質(zhì)土、雜填土、沖填土等構(gòu)成的不良地基，其特點是圖層穩(wěn)定性較差、壓縮性較高，這種地基一般較少受到地質(zhì)變動或者荷載等物理作用影響，在施工過程中容易出現(xiàn)液化、翻漿情況，軟弱地基土質(zhì)相對松軟，沉降量大，對建筑工程的質(zhì)量有著很大影響。在軟弱地基上進行建筑施工時，其地質(zhì)特點往往達不到建筑施工要求，為確保建筑施工質(zhì)量，需要對軟弱地基進行特殊處理，使其地質(zhì)發(fā)生改變，增強地基的強度和穩(wěn)定性，確保地基在不發(fā)生液化和沉降情況下，又能達到建筑的施工要求。

2發(fā)電廠工程建設對地基的要求

發(fā)電廠建筑的特點是上部建筑與設備管道相對較多，對地基質(zhì)量要求較為嚴格，只要地基承載力、穩(wěn)定性和壓縮性達到一定要求才能進行發(fā)電廠工程的施工建設。當遇到承載能力強、穩(wěn)定性高和壓縮性好的天然地基基礎時，一般不需要對地基進行較大處理。與之相反，當遇到軟弱地基時，地基中存在大量雜填土、松散砂石，土層結(jié)構(gòu)松軟，不能滿足發(fā)電廠工程的施工要求，就需要對軟弱地基進行較大程度的處理工作，使軟弱地基的承載力、穩(wěn)定性和壓縮性得到加強，待符合施工要求方可進行下一步施工作業(yè)。

3軟弱土質(zhì)物理力學分析

以某發(fā)電廠為例，根據(jù)勘察報告顯示：場區(qū)內(nèi)埋深大于4 m的軟土層的物理力學性質(zhì)如下：天然含水量為51-59%，天然孔隙比為1.545-1.678，液限為39.7-42.6，塑限為21-26，液性指數(shù)為1.57-1.87，壓縮系數(shù)為0.26 MPa-1―1.47 MPa-1，平均值為1.1749MPa-1，壓縮模量平均值為2.38MPa。據(jù)此，該軟土具有含水量高、孔隙比大、壓縮量大、強度低等特點。軟土層的承載力特征值約為60kPa，表面雜填土承載力特征值約為90kPa，故必須經(jīng)過處理后方可滿足使用要求。

4軟弱地基的處理方法

由于軟弱地基的工程特征給軟弱區(qū)修建的建筑物的穩(wěn)定性帶來了諸多不便，不利于建筑物的正常使用，所以我們要根據(jù)建設區(qū)的實際環(huán)境選擇一種最為適合的處理方法。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，當前我們軟弱地基處理方法主要歸納為以下幾類：

4.1排水預壓法

排水預壓法也叫做排水固結(jié)法，也被稱為自然沉降法，這種方法的應用范圍較廣泛。其工作原理主要是根據(jù)地基排水預壓的特征，經(jīng)過頂壓施加荷載，再增加各種排水設備（砂井、排水墊層等），從而達到軟黏土飽和速度形成固結(jié)的一種軟土地基處理方式。由此得知，粘性土固結(jié)時間決定著排水距離的平方數(shù)，二者之間有著密切聯(lián)系。為此，實現(xiàn)軟土快速固結(jié)的最直接有效的方法便是加強土層排水量，盡最大可能縮短排水間距。其主要有堆載固結(jié)法、超載固結(jié)法、真空與堆載聯(lián)合作用法、真空固結(jié)法、電滲法、降低地下水位法等方法。

4.2換填墊層法

換填墊層法的應用原理是利用物理力學，將性質(zhì)巖土高的材料替換掉天然地基中的軟土層，在通過逐層務實地基的低壓縮性形成持力層，這樣不僅可以有效防止地基出現(xiàn)凍脹，提高地基的承載能力，還可以使軟土層排水固結(jié)速度加快，最大幅度的降低地基的沉降度。

4.3攪拌法

攪拌法是運用水泥、石灰等材料固化劑與原有軟土進行攪拌，通過物理或化學反應使原有軟土得到強化，使其壓縮性、穩(wěn)定性得到大幅度增加，從而實現(xiàn)建筑施工的質(zhì)量要求。這種方法要通過深層攪拌機械將固化劑與原有軟土進行充分攪拌融合，進而發(fā)生物理或化學反應，這種方法基本上適用于各類軟弱基礎，特別是對于黏性較高的土壤有著更為突出的應用效果。

4.4擠密法

擠密法是一種通過往軟弱地基中填充礫石等堅固材料而使地基承載能力更強、結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定的方法。首先在地基中打入樁管成孔，隨后再將孔內(nèi)礫石等堅固材料搞實，通過堅固材料的支撐作用使得軟弱地基強度得到增強，這種方法一般適用于由沙粒、瓦屑等雜填土形成的軟弱地基，但對黏性強的飽和地基起不到明顯的強化作用。

4.5高壓噴射注漿法

這種方法使通過高壓將水泥液注入軟弱地基中，通過水泥液與軟土相互滲透，在自然凝固后形成拌和樁體。通過高壓噴射注漿法使原有軟弱地基的土質(zhì)發(fā)生變化，松軟土質(zhì)與水泥液形成的拌和樁體與地基形成良好的復合地基，在地基質(zhì)量上達到施工要求。

4.6加筋法

這種方法主要是用強度大的皮帶、纖維等土工聚合物埋入土層中，這樣不僅可以加大地基的承載力度、使建筑物的穩(wěn)定性得到提升。針對一些土工合成材料強度較大時，地基需承受過大的抗壓力，盡可能降低地基的斷裂，增強地基的整體性和剛度，加大地基的承載能力，使地基土體得到改善。這種方法一般應用在各種軟土地基和各種高填土作業(yè)中最為合適。

4.7灌漿法

該方法的應用原理是將鉆機成孔，然后根據(jù)灌漿需要的深度，將注漿管緩緩插入孔內(nèi)，再將鉆孔周圍和頂部進行密封，隨后開啟壓力泵，使鉆孔縫隙和巖石的間隙能夠均勻的注入攪拌的水泥漿，待水泥漿干后便起到了固定效果，實現(xiàn)軟地基的有效處理。

4.8強夯法

強夯法也通稱為動力固結(jié)法，為了能夠更好的提升軟弱地基的承載力，可使用起吊設備，將重量在大約20噸左右的重錘起吊至20米左右的高空位置，再將其自由下落，依附重錘垂直下落的強大夯擊力和巨大的沖擊力，實現(xiàn)務實土層的效果。該方法主要運用在砂性土、非飽和粘性土、雜填土地基中最為常用。其中針對非飽和的粘性土地基，通常都要依據(jù)建筑項目在施工現(xiàn)場經(jīng)試驗測試，并采用分布式間歇夯擊法、連續(xù)夯擊法，然后檢測夯實次數(shù)和夯實的有效深度。這種方法是在以前重錘夯實法基礎上進一步發(fā)展而成的，屬于一種全新的地基處理法。

5發(fā)電廠工程建筑如何優(yōu)化設計結(jié)構(gòu)

為了保證建筑工程質(zhì)量，實現(xiàn)建設效益的最大化，不僅僅需要對軟弱地基做到有效的處理，同時也要對發(fā)電廠工程建筑進一步優(yōu)化。在設計過程中，要在滿足建筑物使用要求的同時，盡可能的簡化建筑設計，使建筑設計得到優(yōu)化。主要可以采取幾下幾點措施：

5.1增強建筑物整體剛度

通常建筑的剛度分為兩大類：絕對剛性和相對剛性，其中絕對剛性主要包含鋼筋混凝土筒倉、煙囪等，相對剛性主要包含多層磚石房屋、多層鋼筋混泥土框架等。但相對剛性的輕度要偏高，強度偏低，二者之間出現(xiàn)不一致，就會導致抗拉能力降低，所以在建筑的設計關鍵部位適當增加抗拉強度，這樣在碰到軟土地基時運用建筑鋼性就可以有效調(diào)節(jié)建筑物部分不均勻沉降問題。另外，在建筑物的相應部位可以預留出沉降縫從而避免建筑物的不均勻沉降。

5.2相連建筑物的位置影響

建筑物荷載致使本建筑物的地基產(chǎn)生變形，也會使建筑物以外的土層受壓力擴散影響出現(xiàn)變形。由于軟土地基壓縮性的高特征，在建筑物間距離越來越近的情況下，這種不均勻壓縮變形也會越來越大，往往給周圍相近的建筑物產(chǎn)生一定影響。其中當被影響建筑物的剛度差時，便會產(chǎn)生裂縫；當被影響的建筑物剛度強時，則會出現(xiàn)建筑的傾斜。

5.3減輕建筑物重量

在建筑設計過程中，可以減輕建筑物自重，降低不均勻沉降度。通過預先評估沉降量減輕建筑自重，從而保證建筑質(zhì)量。一方面可以選用輕盈材質(zhì)和改變構(gòu)架減輕部分重量；另一方面可采用架空地面替代填土，這種方法使用效果突出，基礎形式可增加它的使用價值，如做空心基礎、薄殼基礎、沉井、地下室等。

6結(jié)論

綜上所述，發(fā)電廠工程建設過程中經(jīng)常遇到軟弱地基情況，如果地基處理不當，會嚴重影響發(fā)電廠工程質(zhì)量的建設效果。因此，我們必須針對軟弱地基情況進行有效措施，以此提高地基的承載力和穩(wěn)定性，從而達到發(fā)電廠工程的建設要求。在對軟弱地基進行處理時，要結(jié)合地基土層的實際情況，采取最為合理和經(jīng)濟的方法，在保證項目質(zhì)量的同時，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大。

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