广东地区火力发电厂软基处理方法的探讨

摘要：随着我国经济建设的快速发展，电力基础建设蓬勃兴起，特别是大型能源基地。火力发电厂做为我国主要的电源点，在建设过程中会遇到各种不同的地质情况。文章主要针对广东地区火力发电厂软基处理方法进行探讨。

关键词：火力发电厂；软基处理；方法

中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：

火电厂地基处理就是对软弱地基上可能发生的问题，如沉降、承载力偏低和渗漏等，采取一定的方法和措施加以改善地基条件，以满足火力发电厂各建(构)筑物对地基的要求。目前，广东省部分电厂如珠海电厂、江门新会电厂、珠海横琴岛电厂等，厂区内都或多或少有软弱地基的存在，这就要求工程建设不仅要针对不同的地质条件、不同的建（构）筑物特征来选择最合适的基础型式、尺寸和布置方案，而且如何选择最恰当的地基处理方案，己成为关系到整个火电厂工程质量、投资和进度的重点和难点问题。

1 火力发电厂进行软基处理的必要性

任何建筑物的荷载最终将通过基础传递到地基上，地基在荷载作用下将产生应力和变形。为确保建筑物的安全及稳定，地基的强度和沉降必须保持在规范容许的范围内。根据工程厂区的地质钻探资料，人工填土层以下广泛分布淤泥层，在这种具有软弱土层地基上建造建筑物或构筑物时将遇到以下几个问题：

（1）强度及稳定问题：当地基土的抗剪强度不足以支持结构自重或堆载所引起的剪应力时，地基就会产生局部或整体滑动，使建筑物遭到破坏。

（2）压缩及不均匀沉降问题：当地基土层为高压缩土层时，在荷载作用下将产生过大变形和不均匀沉降，会影响结构物的正常使用。特别是超过建筑物所能容许的不均匀沉降时，建筑物将倾斜、开裂及至破坏。

广东地区部分电厂淤泥层较厚，抗剪强度低，压缩性高，并处于欠固结状态。在淤泥面上回填约4~6米厚回填土层，将会增加附加荷60~90KN/m2 。如再加上建筑物基础传来荷载或堆载，该层淤泥质土将因为自身抗剪强度低而产生破坏及至于整体滑动，从而使建筑物遭到破坏。

由于淤积淤泥层为高压缩土层，在荷载作用下，其沉降量很大，估计在吹填土附加荷载和使用荷载共同作用下，即可产生最终固结沉降200~250cm左右。如此大的沉降，一切建筑场地、道路、管沟、设备、基础将会由此而下沉、破坏、从而不能满足使用要求。

电厂主厂房及附属生产建筑物、构筑物荷重大，对地基沉降、沉降差要求比一般民用与工业建筑高，因此电厂主要建筑物柱基础、大型动力设备基础均按桩基设计。因为主厂房A排外建构筑物至锅炉段有电缆沟、电缆隧道、直埋管道、管道沟道、管道支架，为使其不因软土地基的固结沉降，而影响电厂正常运行，必须进行软土地基的处理，以预先大部分消除对应于正常使用荷载下的固结沉降。

根据广东地区软土层的特性及工程实践经验，大面积软基处理可以使用真空预压及堆载预压法进行处理使软土排水固结，提高其承载力、稳定性，从而使软土变成满足使用要求的工程性质较好的土层，根据使用需要调整堆载大小，可使经处理后软土的承载力由原来的20~50Kpa提高至80~120Kpa。对软土进行固结排水处理后，可减少因基坑开挖的不平衡堆载而推歪已施工好的桩基的可能性；可减少或消除由于淤泥的沉降对桩产生的负摩擦力，提高桩的承载力。可为个别的小基础、小构筑物采用浅基础，为基桩施工提供有利条件。

2 广东火力发电厂选用地基处理方案

广东地区的电厂根据工程厂区地质状况可选的处理方案有以下几种

方案I. 真空联合堆载预压法

方案Ⅱ. 堆载预压法

方案Ⅲ. 水泥搅拌桩法

3 真空联合堆载预压法

3.1 原理

真空预压法是在需要加固的软土地基面先铺设砂垫层，然后打设垂直排水通道（塑料排水板），用不透气的密封膜使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设排水管道，用抽真空设备进行抽气，使其形成真空。此时，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压，使土体内部与排水通道、垫层之间形成压差，即在土体中产生渗流力。强度随之增长。膜内真空度一般可维持在600mm汞柱左右，相当80Kpa的压力，也即对土体施加了80Kpa的预压荷载。在真空预压施加后，待真空压力稳定后，即可分级施加堆载。

3.2 真空联合堆载预压法用于加固本区软土的可行性

真空联合堆载预压法：已在全国广泛推广应用，在广东港区、码头、电厂有较多工程实例，例如采用真空联合堆载预压法加固的，珠海电厂软基处理面积约23万m2 ，，新会电厂软基处理面积约21万m2，珠海横琴岛电厂第一期软基处理面积约11万m2

淤泥属高压缩性超软土，加固后的承载力要求一般为80~120Kpa，采用真空联合堆载预压排水固结法是特别适宜的。该施工工艺不复杂，只要合理的选择排水通道参数、真空工艺，其加固处理后的承载力、变形、稳定性等指标均能达到预定要求。真空预压可一次加至80Kpa，可使工期缩短，且真空预压法以大气压力代替实物堆载，堆载物大幅度减少。这样省去堆、卸载的费用，从而降低工程造价。

3.3 施工流程

1）按每1~3万m2 分一个小区，对已吹填砂层，先清除填砂层中集物、石块、树木、杂草等，然后用推土机整平。

2）考虑一般砂层含泥量大，一般不宜作为水平排水垫层，另用粘粒含量不大于3%，渗透系数大于1x10-2cm/s的中粗砂作水平排水砂垫层。垫层厚取50cm。

3）插塑料排水板（b=100mm，δ=4mm，相当于直径7cm砂井，间距d=1.0m，方形布置，平均长度约22米）。

4）在砂垫层中埋设真空管道及出膜装量。

5）在砂垫层上铺真空膜，膜上覆尼龙编织布，其上再覆水或细砂层。

6）连接各抽真空系统抽真空预压，预压荷载达80Kpa，在真空预压80Kpa的基础上增加荷载即分层回填开山土或砂料至厂区地坪标高。

7）待固结度达到≥85%后卸载。

8）每分区均按1）~7)流程进行。

4 堆载预压法

4.1 原理

饱和软土在分级预压荷载作用下，软土中孔隙水压力逐渐上升沿排水通道（塑料排水板）被排出，土中孔隙体积慢慢地减少，软土发生固结变形。同时随着超静水压力逐渐消散，有效应力逐渐提高，淤泥的强度逐渐增长，从而满足在使用荷载作用下减少沉降，提高地基的稳定性和强度。

4.2 堆载预压固结法用于加固软土的可行性

堆载预压是现在国内外传统应用的软基加固的方法，施工工艺不复杂。但该法需要大量压载材料，而且在堆载预压过程中，为保证软基的稳定性，需分级施加，预压加固完成后，所用堆载材料需要卸除运走。因此，堆载预压加固所需时间较长。

4.3 施工流程

1）分施工小区，对已吹填砂层，先清除填砂层中杂物、石块、树木、杂草等，然后用推土机整平。

2）铺50cm厚中粗砂垫层（粘粒含量不大于3%，渗透系数大于1x10-2cm/s）。

3）插塑料排水板（间距1米，方形布置，长约22米）。

4）分层填筑荷载，每层厚度不宜大于1.0~1.5m，加荷速度7天一层，恒载8~10天后，可连续加载（加荷速度可由竖向及水平位移检测值监控，每级加荷均严格控制加荷速度，待前一级荷载达到70~80%固结度后再加下一级荷载，直至满载。

5）固结度达到要求后，卸除预压荷载，平整场地。

5水泥搅拌桩处理

水泥土搅拌桩适用于正常固结的淤泥与淤泥质土，对于本工程的软基处理是可用的。水泥土搅拌法施工速度较快，但淤泥层具有短时间内体积不可压缩的特点，特别是塑性指数大于20的淤泥，施工质量较难控制，其强度难以保证，厂区淤泥厚度很大，水泥搅拌桩桩长较长，处理费用昂贵。

6 方案技术经济比较

上述几种方案的技术经济比较见表3-1，以某电厂为例进行比较分析，该电厂需处理面积260002（从A排外建构筑物至锅炉）。

7 结束语

综上所述，火力发电厂的地基处理是电厂建设与电力设计非常重要的内容，是保证火力发电厂建（构）筑物上部结构安全的根本。因此，必须要对软土地基进行科学的处理，使其强度要求和沉降要求都能够满足工程的需要，避免安全事故的发生。

参考文献

[1] 肖昌仁;;沿海地区软土地基处理浅析[J];山西建筑;2010年17期

[2] 高昊嘉  浅析火力发电厂软土地基处理方案[J] 科技资讯 2009年22