华润电力（辽宁）有限公司 辽宁沈阳 110000
摘要：本文以某发电厂地基处理形式选型为例，简要阐述建构筑物的地基处理形式比选、经济性、技术可行性比较等几个方面把控的要点。对同类型地质情况下建设火电厂地基处理形式的选型如何把控有借鉴意义。
关键词：强夯；压灌桩复合地基；PHC管桩 ；预成孔深层水下夯实法；经济对比；把控要点
0引言
在我国倡导“绿色发展”的新形势下，火力发电厂面临市场竞争电价、环保必须达标及煤炭去产能等诸多压力。新建火电厂要在运行后有竞争优势除提高机组效率及降低煤耗外基建期单位造价越低，机组运行后在市场竞争中越有优势。火电厂地基处理根据各自的地质情况不同投资也差异较大，多则上亿元少则几千万元的投资，基建前期的地基处理方案对比尤为重要。本文以某火电厂地基处理方案对比为例，简要说明地基处理方案选取的要点。
1概述
某火电厂位于我国北方地区平原地带，冬季施工对土建施工影响较大，厂址属山前倾斜平原，地势起伏，东高西低，拟建场地内没有大的水域经过。
2工程地质情况
2.1 地层岩性及物理力学性质
场地地基土主要由耕土、粘性土和风化岩组成。由上而下依次为：
①、耕土；②、粉质粘土：呈可塑状态，属中压缩性土；③、粉质粘土：呈可塑-可塑偏硬状态，属中压缩性土；④、全风化花岗岩：属极软岩；⑤、强风化花岗岩：属软岩；⑥中风化花岗岩：属较软岩。
2.2 主要设计技术数据
1)基本风压：0.44kN/m2；(50年一遇) 2)设计基本地震加速度：7度0.10g；
3)建筑场地类别：II类；4)a设计地震动反应谱特征周期为0.35s
3拟选用地基处理形式比选
3.1选用地基处理形式要点把握：
a、地基处理形式比选前必须完成拟建电厂厂址的施工图勘测工作，有评审过的施工图勘测报告，报告的深度满足《岩土工程勘察规范》要求。b、根据勘测报告揭露的土层分布情况及各个土层的力学性能指标，参照《建筑地基基础设计规范》、《建筑地基处理技术规范》等规范尽可能多的选取几种地基处理形式。c、对厂址所在地区的已建成或在建的项目进行调研，了解本地区常规使用的成熟的地基处理形式。
本电厂初步选用：强夯、压灌桩复合地基、CFG复合地基、PHC管桩、钢筋混凝土灌注桩、预成孔深层水下夯实法六种处理形式进行研究、比选。
3.2各种形式分析比较
3.2.1、强夯处理
拟建厂址属山前倾斜平原，场地平整前标高71.7-85.4米，且大部分区域高低不平，挖填交界面多，部分区域回填厚度较深，回填前原状土（①耕土）承载力较低，对回填土进行分层压实或强夯处理。根据勘察研究院初勘报告提供的数据，②粉质粘土承载力为110-150KPa，且呈软可塑状，如主要装置区采用复合地基，则需要对该层土进行强夯预处理，以提高桩间土承载力，减少复合地基桩数量，节省工程造价，本项目适用。
3.2.2、压灌桩复合地基
长螺旋钻孔泵压混凝土桩复合地基（简称压灌桩复合地基），可有效控制噪声或泥浆污染。压灌桩自身刚度大，与土体组成的复合地基具有较好的竖向刚度，可将结构荷载传递至下部持力土层，有效减小地基土受压后产生的变形。由于采用长螺旋钻孔泵压混凝土工艺，其施工工艺简单，桩身完整性易保证，对存在地下水高的场地适用性强。
按500mm直径、间距1.5m布桩，持力层为④层全风化花岗岩层，桩间土为②层粉质粘土承载力特征值为130kPa，复合地基承载力特征值计算如下表所示。由表格可以看出，基底持力层在压灌桩处理后，其复合地基承载力高达328kPa~366kPa，完全可以满足常规350MW机组主厂房区域的承载力要求，本项目适用。
3.2.3、CFG复合地基
CFG桩属高粘结强度桩，与压灌桩复合地基相似，区别仅在于桩体材料的构成不同，在其受力和变形特性方面无什么区别。复合地基性状和设计计算，对其它高粘结强度桩复合地基都适用。利用CFG桩的粘结性、全长范围内受力、桩周摩阻力、端承力和桩间土的垂直和水平承载能力形成复合刚性地基共同受力。有沉降小，稳定快的特点。CFG桩可用于加固填土、饱和及非饱和粘性土、松散的砂土、粉土等，本项目适用。
3.2.4、PHC管桩
PHC管桩桩属于挤土桩，适用于黏性土、粉土、非密实碎石类土等地层。成桩较快、适用于持力层顶面标高起伏变化不大、持力层以上为较软地层且没有坚硬夹层的场地。根据勘察院提供的勘察报告，汽机、煤仓间、锅炉和烟囱基础按埋深-5.0m（暂定），由于预制桩打入全风化花岗岩深度有限，因此桩长约6.0-14.0m，桩长较短。PHC管桩由于桩长受限承载力太低，对较大荷载的建筑物使用会造成桩数过多，基础过大，造成设计不合理和工程量的浪费。
冬季施工接桩工艺复杂，应注意焊接时间，控制过火、烧伤、咬肉和裂纹，焊接后的接头注意保护，严禁碰到冰雪，本项目不适用。
3.2.5、钢筋混凝土灌注桩
钢筋混凝土灌注桩具有在施工过程中无大的噪声和振动，可根据土层分布情况任意变化桩长及穿过各种软、硬夹层，桩长、桩径均可灵活调整的特点。遇到坚硬土层时，成孔及沉桩较容易，可将桩端置于坚实土层和嵌入基岩，单桩承载力高。根据勘察报告，钢筋混凝土灌注桩可嵌入⑤强风化花岗岩层作为持力层，因此单桩承载力较高，可满足工程需求。
3.2.6、预成孔深层水下夯实法
预成孔深层水下夯实法可进行深层水下施工，适用于处理深度大、地下水位高等条件下进行地基处理。在预成孔内分层回填分层夯实，分层厚度与夯击能相匹配，可对夯间土同时产生挤密和夯实的效果。除软弱饱和土外，各种性质的土石料均可用于孔内填料。适用各种性质的土体，即可用于饱和软粘土，也可用于松散粗颗粒土，应用范围广，即可用于高填方地基，也可用于深厚原状土地基。但本项目水位较低，此处理方法本项目不适用。
4主要荷载区域地基处理经济对比
压灌桩复合地基、CFG桩复合地基、PHC管桩、钢筋混凝土灌注桩、预成孔深层水下夯实法复合地基性价比核算，需假设在同一载荷条件和同一地质条件，几种桩基和复合地基均可满足设计要求的前提下，才能做出较为准确的经济性评价，见下表：
注：1.CFG与压灌桩复合地基工艺相同，材料相同情况下，按同一种地基处理方式列项。2.以上单价根据地区不同，时间不同会有差异。
对于钢筋混凝土灌注桩和复合地基，直接费用为施工费和材料费，针对本项目周围材料价格评估，钢筋混凝土灌注桩每立方混凝土价格为408元，CFG和压灌桩材料费为384元。钢筋混凝土灌注桩施工费每立方为480元，CFG和压灌桩施工费为每立方150元。对于工程间接费用和税金等未有较大区别，不再进行分析。需要指出的是钢筋混凝土灌注桩、CFG桩复合地基、压灌桩在冬季施工时需增加混凝土抗冻剂和冬季施工措施费。
5地基处理形式最终确定
综合比较，并且考虑本工程当地施工条件及施工进度等各项因素，主厂房、烟囱、锅炉等主要建筑物采用CFG或压灌桩复合地基。辅助、附属生产建（构）筑物，地基处理方案：荷载较大的建构筑物采用CFG或压灌桩复合地基方案，桩端持力层为第④层全风化花岗岩层为持力层，满足承载力和变形要求。其他建构筑物的柱脚荷载较小，均可采用天然地基，地基持力层为第②层粉质粘土层。
论文作者:李兆白
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年3期
论文发表时间:2019/6/19
标签：地基论文; 承载力论文; 钢筋混凝土论文; 土层论文; 夯实论文; 形式论文; 粘土论文; 《建筑学研究前沿》2019年3期论文;