探討新形勢下電力工程中土建地基設計與處理

楊樂

【摘 要】電力建筑地基處理技術是一門實踐性很強的應用技術。采用先進的技術進行合理的地基方案選型，能有效降低電力土建工程造價。不同地區土類型不同，地基處理應綜合考慮土質條件、建筑結構、荷載特征、施工技術條件及場地周圍環境、檢測條件等因素確定安全可靠、技術先進、經濟合理、施工方便的地基處理方案，以達到節省投資、加快進度的目的，取得良好的技術、經濟和社會效益。

【關鍵詞】電力工程；土建地基；地基處理

一 我國電力土建地基發展現狀

在電力土建工程項目建設中，地基處理技術得到了快速發展并取得了卓越的成績，包括從國外引進的地基處理技術。如采用人工挖孔大直徑擴底灌注樁法處理山區地基；采用振沖法和強夯法相結合的方法處理沿海地基；采用預應力高強混凝土管樁（PHC樁）法或大功率振沖碎石樁法處理液化地基；采用支盤灌注樁法處理軟土及膨脹土地基等等。這些技術水平已經達到國內外地基處理技術的先進水平。

我國電力建設已經進入單機600 MW級甚至1000 MW級大型機組為電網主力機組和核能發電技術高速發展時期，電力土建工程建（構）筑物高、大、重、深的特點越來越突出，對建筑地基承載力和變形要求越來越高，特別是設備及管道對地基不均勻沉降要求更加嚴格。在以后的電力工程建設中，會有大量的沿海軟土地區、內地山區、濕陷性黃土地區、膨脹土地區、液化土地區和其他特殊土地基被用作發電廠的建設用地，將會采取多種地基處理措施來滿足設備功能建設的需要。由地基處理產生的費用也會越來越高，因此我們研究先進的地基基礎設計技術和選用合理的地基處理方案，對電力建設控制工程造價是一個十分重要的課題，存在技術創新的廣闊天地。

二 電力工程中土建地基處理設計

在地基設計中，最重要的兩個部分包括強度設計以及變形設計，在這其中有一個需要遵循的重要原則：對于設計強度來說，可以提高使用也可以降低使用，但是建筑變形值不應該小于地基變形的容許值。地基的變形結果可以對基礎設計的合理性進行檢驗，這也對變形控制理論的基本思想加以體現。電力工程土建不同于民用建筑以及一般工業建筑，它的地基處理設計在滿足其結構對地基變形所提出的要求，同時還要滿足工程中高壓管道和設備等對地基變形所提出的要求。對地基設計中推廣變形設計理論影響最大的因素就是計算中較大的誤差，所以，提高電力工程中土建工程的變形精準度是必須要做好的。但即使是這樣，巖土工程師們還是對計算沉降中的問題有所忽略，進而導致新的誤差產生。因此在實際工程的設計計算中，工程師們需要注意在變形計算中應該進行附加應力值的采用，這是因為自重應力不會隨著不斷增大的深度而生成沉降量，是自然形成的；同時還需要注重分析所計算的沉降點地質資料，并加強分析因為不均勻性的土層分布對地基差異沉降所產生的影響；在進行沉降荷載的計算時，只對標準荷載以及準永久荷載進行考慮，并且不對瞬間荷載進行考慮，例如風和地震等。

三 電力工程中土建地基處理樁基的選擇

對于當前的技術條件來說，無論是哪一種人工地基樁的作用都是具有一定限制的。所以，對同一種地基應該提前做出多種的處理方案，在實際工程建設中再結合具體情況對眾多處理方案施以對比和篩選，最大限度的找到既能夠對其技術含量加以體現，又能實現節約環保的處理設計方案。

（1）正確選擇人工地基處理深度

在人工地基深度選擇中，變形和控制的原則是其設計思想。當大型建筑計算變形值的結果比15cm還要大，那么就需要在實施人工地基處理方案的基礎上，對設計和施工加以嚴格要求。因為都成正比，為了防止低效的資產以及原料的浪費的出現，必須要在一定的范圍內進行深度處理的限制，保證深度合理，其地基變形值的合理范圍應該在5cm～7cm范圍內。這樣既能夠實現資金的節約，還保證工程與技術要求相符合。

（2）人工與天然地基

天然地基的采用情況是：在壓縮范圍中具有比較均勻的土層，并且其計算變形值是在14cm～17cm范圍內。當在基礎底層面上的10cm左右的地方出現低壓縮性下臥土層的時候，就需要對天然地基實施效果和人工地基進行比較，再結合以往的施工經驗可以發現，在這種情況中，與天然地基相比，人工地基短樁處理會更有優勢，例如具有加快的速度，質量較高，還能有一定的節約效果。

（3）人工地基樁類型的正確選擇

在擁有豐富的材料以及勞動力廉價的情況下，需要實際的工況進行樁型的選擇。其一，當地基處理深度在10cm以下的時候，并且地基下沒有地下水，首要選擇應該是水泥土夯實樁，在對地基進行繼續處理的時候就需要采用強夯處理法。其二，當地下水存在于地基下，并且地基深度在10cm～20cm范圍內，就需要防止地基液化現象的出現，然后在采用振沖碎石樁進行處理。水泥攪拌樁振沖樁，才加上混凝土灌注樁，對地基強度有著較為明顯的提高作用，同時還能夠有效減少地基變形。

四 復合地基理論的應用

復合地基理論的處理技術以及設計思想已在世界的前列。首先需要考慮的因素就是樁間土的承載能力，對這一因素必須要加以全面而充分地利用，并且在必要的時候，可以用樁來對那些不夠的部分加以分擔，其具體的做法是在樁的頂部加一層砂性土褥墊，這樣可以提升其90%的承載能力，進而很好地解決了承載能力的問題，同時還能夠節約資源。

（1）確保樁和土共同承擔地基負荷

相比于樁之間的土，樁所產生的沉降量會比較小。在壓密的過程中，褥墊會讓樁刺進墊層，這樣就能讓建筑工程上部的荷載量全部向處于地基樁之間的土上轉移。這時候就能夠將樁之間土的承載能力加以提前發揮，而延后了樁的承載力發揮，進而充分保護了樁。

（2）墊層褥重要作用分析

墊層的厚度可以對在水平方向樁與土之間所承受的負載加以有效分擔和調整。當具有較大墊層厚度的時候，樁頂和樁間土表面上的作用力不會有較大差別，樁所承受的壓力也只在總面積的小部分上，基礎總面積和褥墊之間的摩擦度也會在0.2～0.4的范圍內，與天然地基相比，其在對水平承載力進行抵抗的能力上會比較強。在實際中，如果墊層厚度比10cm大的情況下，樁間土可以將超前的承載效力加以發揮，進而起到更好的效果。而且對于剛柔性樁復合來說，墊層具有十分重要的意義，還能夠對樁基工程的投資金額起到明顯的節約作用。

結束語

綜上所述，電力工程中土建地基處理設計和施工技術，但還需要不斷的研究，使其更完善、更成熟，進而保證電力土建地基處理技術的長久的穩定發展，并促進更科學、節約以及環保的電力土建工程建設的實現，從而保證電力土建質量。

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（作者單位：中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司）