某大型火力发电厂地基处理设计

刘斌 李龙

(中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司，山西太原 030001)

某大型火力发电厂地基处理设计

刘斌 李龙

(中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司，山西太原 030001)

针对某大型火力发电厂的工程地质条件及各建(构)筑物的地基特点，对主要建(构)筑物采用预制钢筋混凝土方桩和高强度预应力混凝土管桩的地基处理方案进行了比较，最终采用高强度预应力混凝土管桩作为该电厂主要建(构)筑物的地基处理方案，对一般附属建(构)筑物选用了天然地基的地基处理方案。

火力发电厂，地基处理，灌注桩

1 工程概况

本工程建设规模为2×350 MW超临界直接空冷单抽供热凝汽式汽轮机，配置2×1 184 t/h超临界燃煤锅炉，同步配套脱硫、脱硝设施，冷却方式采用空冷。该工程由中国华电集团公司下属华电山西能源有限公司投资建设，场地位于该厂一期场地北侧，属扩建工程，厂址位于忻州市。

2 场地工程地质条件

本期扩建场地位于一期厂区的北侧，地貌上属于冲积平原。主厂房—锅炉场地地形总体上较平坦，局部由于有人工堆积的粉煤灰、建筑垃圾和生活垃圾而使地表略有起伏，地面标高一般779.0 m～780.0 m。主厂房及锅炉场地地基土层主要由第四系全新统(Q4al+pl)和上更新统冲洪积层(Q3al+pl)组成，厚度大于80 m，部分地段表层覆盖人工填土。根据工程地质钻探和原位测试(标贯、静力触探等)及室内试验结果，在50 m深度范围内将场地地基土层划分为4个大层11个亚层。各土层主要物理力学性质指标见表1和表2。

表1 各土层主要物理力学性质指标推荐值表

该厂址勘测范围内地下水位埋深一般在2.5 m～3.5 m之间，其水位随季节变化，年变幅1.0 m左右，地下水类型为第四系松散层孔隙潜水，不具承压性，补给来源主要为大气降水，地表灌溉和侧向迳流补给。厂址场地土判别为非液化土层。场地土类型为中软场地土，场地类别为Ⅲ类。

表2 场地分层地基土极限摩阻力推荐值

3 地基处理方案比选

3.1 概述

根据大型火电厂地基基础设计要求和现行国家及行业规程规范，地基处理后必须要满足基础的承载力、沉降量和稳定性的要求，即地基满足基础的设计要求和上部结构的使用要求。

由于常规350 MW机组厂房等上部结构荷载较大，基础底部受力层范围内的地基土承载力特征值较低，因此，需进行地基处理。

为使地基处理做到安全适用，经济合理，针对厂区内不同性质、类别的建(构)筑物，按其荷载大小、其功能性和重要性，以及地基承载力和地基变形的要求不同，采取不同的地基和地基处理方案。进行多种地基处理方案的优化比选，推荐出最佳地基处理方案。

3.2 主要建筑物地基处理方案比选

1)预制钢筋混凝土方桩方案。选用400 mm×400 mm的方桩，以③-1层中砂作为桩的持力层，桩长为11 m，根据试桩报告单桩极限承载力为2 540 kN。主要建筑物地基处理方案及数量如表3所示。

表3 主厂房及主要建(构)筑物地基处理方案及数量(一)

2)预应力高强混凝土管桩方案。选用φ500×100 mm的预应力高强混凝土管桩，以③-4层中砂作为桩端持力层，桩长为23 m，根据试桩报告单桩极限承载力为4 800 kN。主要建筑物地基处理方案及数量见表4。

表4 主厂房及主要建(构)筑物地基处理方案及数量(二)

3)预制钢筋混凝土方桩与预应力高强混凝土管桩经济比较(见表5)。

表5 选用桩型经济比较

通过以上经济比较，管桩比方桩低52万元。方桩数量比管桩多2 963根，导致方桩基础承台混凝土量增大，增加的费用大概300万元。

3.3 煤场地基处理方案

本工程煤场采用圆形煤场。此煤场需设置高度为20 m左右的挡煤墙，与球形网架共同对基础产生很大的水平推力。如采用单桩水平承载力比较小的方桩或管桩，布置的桩数比较多，承台比较大，从经济性考虑不建议采用。推荐采用钢筋混凝土灌注桩，桩径为1.0 m，桩长考虑采用15 m，主要承受水平荷载，桩数为380根。虽然施工较困难，但桩数较少，在严格控制施工质量的条件下，能满足圆形煤场水平推力的要求。

3.4 附属建筑物地基处理方案

各层土的厚度及承载力特征值见表1，根据岩土工程勘测报告，各层厚度变化较大，性质不均匀。浅层土不具有湿陷性，无液化问题。可作为一般附属建筑天然地基持力层。天然地基可根据荷载情况选择独立基础、条形基础及筏板基础。对于一般建筑物，根据承载力要求选取不同的土层。对于要求基础持力层不满足要求的建筑物可采取换填碎石垫层的方式予以处理(如表6所示)。

表6 附属建筑物地基处理

4 结语

地基处理方案应优先考虑安全可靠的地基处理方案。

根据本阶段按现有的岩土勘察资料进行的技术经济比选，对主要建(构)筑物地基处理推荐φ500×100预应力高强混凝土管桩。

对主要附属(辅助)建筑物推荐采用天然地基，此方案经济技术指标低，施工比较简单。基础可根据荷载情况选取独立基础、条形基础及筏板基础，用来满足承载力要求。

对本工程的储煤结构——圆形煤场推荐大直径的混凝土灌注桩，此方案经济技术指标低，且能满足圆形煤场水平推力的要求。

［1］ 高大钊.土力学与基础工程［M］.北京:中国建筑工业出版社，2014.

［2］ JGJ—2014，建筑桩基技术规范［S］.

［3］ 忻州广宇煤电有限公司二期2×350 MW发电工程岩土工程勘测报告(初步设计阶段)［R］.太原:山西省电力勘测设计院，2014.

［4］ 忻州广宇煤电有限公司二期2×350 MW发电工程综合试桩报告［R］.太原:山西省电力勘测设计院，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

刘 斌(1979-)，男，硕士，工程师