高能级强夯在火力发电厂中的应用

章武胜

【摘要】本专题通过对焦作龙源电厂土层的描述，论述了厂区分别采用12000kN.m和8500kN.m能级的强夯对地基土进行处理，并通过不同的检测方法判定处理的效果，并最终在电厂建成后的沉降观测数值判断强夯方案在本工程是可行的。

【关键词】强夯 .能级 .检测. 观测

焦作龙源电厂（2x600MW机组）位于焦作市博爱县柏山镇司窑村南，场地位于太行山南麓与山前冲洪积扇的过渡带上。工程场地西半部分位于山前岗丘上，东半部分位于大石河的一、二级阶地上。场地内地形落差较大，总体西高东低，呈陡坎台阶状分布。场地地层相对复杂，地基土主要由第四系黄土、冲洪积粉质粘土、卵石和石炭系灰岩、泥岩组成。各土层分布如下：

层①杂填土：色杂，主要成分为建筑垃圾、卵石及混凝土块等。该层均匀性差，未经处理不宜作建筑物持力层。

层②黄土状粉质粘土：黄褐、褐色、褐黄等色，含少量卵、砾石和钙质结核，局部地段卵石胶结。硬塑为主（局部可塑），具中压缩性。该层具轻微～中等湿陷性，层厚0.50～7.50m，层底埋深0.50～8.00m。

层③卵石：灰白色为主，主要成分为灰岩，微风化。一般粒径3～25cm，局部地段中～强胶结。该层仅在部分区域存在，主厂房区仅○A列有部分涉及，○A列往后此层缺失。

层○4黄土（粉质粘土）：褐黄、浅黄、黄褐等色，含少量白色钙质网纹、姜石，部分地段姜石富集并强胶结成层状，夹卵石透镜体，局部地段卵石胶结。硬塑为主（局部可塑），具中压缩性。该层上部具轻微～中等湿陷性，层厚2.30～19.50m，层底埋深2.30～22.20m。

层○5黄土（粉质粘土）：浅黄～褐黄色，含网状白色钙质、姜石及少量卵、碎石，部分地段姜石富集并强胶结成层状，局部地段夹卵石透镜体，部分卵石透镜体中～强胶结。硬塑（局部可塑），具中压缩性。该层上部具轻微～中等湿陷性，层厚2.00～19.70m，层底埋深9.20～36.60m。

层○6卵石：灰色为主，主要成分为灰岩，微风化。一般粒径3～25cm，局部地段卵石中～强胶结。该层层厚0.50～18.20m，层顶埋深13.20～35.00m。

本工程地下水穩定水位埋深23.00m，对场地湿陷性的评价为：湿陷等级为轻微到中等，湿陷等级为II级非自重性湿陷。本工程地震烈度为7度。

根据以上土层特性并结合工程机组的重要性，一般工程设计人员多数会首选灌注桩方案进行地基处理。灌注桩的优势是适应地层变化能力强，施工工艺比较成熟，施工方法较简单，缺点是施工过程中会产生大量泥浆，泥浆排放不好处理，对环境影响大。同时因桩基施工是一个相对独立的阶段，须先施工，故要求业主尽早进行设备招标给土建提供荷载，以便土建进行桩基设计。在满足业主对工期要求紧，同时本着节约工程造价的原则，通过对各土层的分析和结合我院以往工程的经验，推荐采用强夯来进行地基处理。考虑到电厂主厂房基础荷载大，对地基土的承载力要求高，最终选定主厂房及烟囱采用强夯能级为12000kN.m的，炉后及其它须处理区域采用强夯能级为8500kN.m的。

2012年11月开始进行进行地基处理，主厂房及烟囱12000kN.m能级的分3遍进行，第一遍为主夯，夯击能为12000kN.m，夯点间距为6.25m，呈正三角形布置，有内向外隔行跳行方式，收锤标准以最后两击平均夯沉量不大于200mm控制；第二遍为复夯，夯击能为6000kN.m，夯点间距为6.25m，呈正三角形布置，有内向外隔行跳行方式，一般不宜小于8击，收锤标准以最后两击平均夯沉量不大于200mm控制；复夯施工完毕后，先整平场地，最后采用3000 kN.m夯击能满夯一遍，每点2～3击，要求夯印搭接1/3。强夯处理后，要求400kPa压力下处理湿陷深度为12m，且完全消除该深度内土层的湿陷性。炉后及其它须处理区域8500kN.m能级的分3遍进行，第一遍为主夯，夯击能为8500kN.m，夯点间距为6.25m，呈正三角形布置，有内向外隔行跳行方式，收锤标准以最后两击平均夯沉量不大于200mm控制；第二遍为复夯，夯击能为4500kN.m，夯点间距为6.25m，呈正三角形布置，有内向外隔行跳行方式，一般不宜小于8击，收锤标准以最后两击平均夯沉量不大于100mm控制；复夯施工完毕后，先整平场地，最后采用2500 kN.m夯击能满夯一遍，每点2～3击，要求夯印搭接1/3。强夯处理后，要求300kPa压力下处理湿陷深度为10m，强夯面往下10m深度范围内土的湿陷性应全部消除，且下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量不应大于150mm。

强夯结束后，按规范要求进行选点检测，分别采用探井取样，标准贯入，静力触探试验和静载荷试验以上几种检测方法进行检测。检测结果表明强夯处理后，对应120000kN.m能级的区域经过强夯处理后，该区域地基土湿陷系数明显减小，地面以下12m深度范围内湿陷系数标准值≤0.005，已完全消除湿陷性。从干密度数据可以看出，12m内强夯处理后地基土的干密度标准值≥1.45g/cm3，从干密度判定，该场地经过强夯处理后，有效加固深度不小于12m。从夯前、后室内土工试验压缩模量数据可以看出，该区域地基土经试夯处理后，土体压缩模量增大，土体压缩性大大降低，达到了中等程度压缩土的指标要求。对应8500kN.m能级的区域经过强夯处理后，该区域地基土湿陷系数明显减小，地面以下10m深度范围内湿陷系数标准值≤0.009，已完全消除湿陷性。从干密度数据可以看出，10m内强夯处理后地基土的干密度标准值≥1.45g/cm3，从夯前、后室内土工试验压缩模量数据可以看出，该区域地基土经试夯处理后，土体压缩模量增大，土体压缩性大大降低，达到了中等程度压缩土的指标要求。

结束语；由以上数据可以看出基础沉降均在规范要求范围内，强夯在本工程的运用是适合的，并给以后类似工程提供一定的工程经验。