長春市城區河谷地區CFG樁的節能減排分析

（長春建筑學院，吉林 長春 130607）

1 工程概況

1.1 場地巖土工程特性

該工程位于河谷—漫灘階地區，地勢較為平坦，地面高程基本在197.54—199.60m，高差2.06m。其中間有一層粉質粘土夾層并混有有機質，局部夾軟塑薄層，飽和富含有機質，中等壓縮，局部高壓縮性，底部混中砂本層。場地土巖性特征自上而下分述如下見表1。

2 采用不同方法設計與計算

2.1 采用CFG樁復合地基設計

CFG樁復合地基的設計參數分別是樁徑、樁距、樁長、樁體強度、墊層厚度的設計及樁的布置。根據本工程巖土工程特性和場地條件取樁徑d=400mm，樁距s=1200mm，樁長ml0.6=，樁體強度可由公式確定，得出滿足JGJ79-2002中的要求。墊層為中粗砂級配碎石，厚度是200mm。CFG樁的布置在基礎范圍內布樁，數量按下式確定：

經計算pn為335根。

2.2 采用靜壓管樁

按照吉林省內的技術規范要求，和以上相關的資料求得需要的，靜壓管樁樁徑為400mm，樁長12.0m，以第六層強風化泥巖作為持力層，求得需約300根。

3 從節能減排的角度考慮

水泥單位能耗的計算方法由以下三個公式綜合得出：

式中：x—每千瓦時電力折合的標準煤量，單位為千克標準煤每千瓦時（kgCe/kW·h）這里取x=0.404；heq—統計期內余熱電站總發電量，單位為千瓦小時（kW·h）； 0q—統計期內余熱電站自用電量，單位為千瓦小時（kW·h）。

表1 場地各土層的地基承載力

表2 土層狀況及其巖性的分布樁基承載力的估算值

表3 十一五計劃中我國火電供電煤耗、水泥綜合能耗指標

表4

式中：Ecl—可比熟料綜合能耗，單位為千克標準煤每噸（kg/t）；h—每千瓦時電力折合標準煤量，單位為千克標準煤每千瓦小時（kg/kW·h）這里取0.1229；Ekcl—可比熟料綜合煤耗，單位為千克標準煤每噸（kg/t）；Qkcl—可比熟料綜合電耗，單位為千瓦小時每噸（kW·h/t）。

式中：Eks—可比水泥綜合能耗，單位為千克標準煤每噸（kg/t）；q—統計期內水泥企業水泥中水泥熟料平均配比（%）；he—統計期內烘干水泥混合材所消耗燃料折算的單位水泥標準煤量，單位為千克標準煤每噸（kg/t）；Qks代表水泥綜合電耗，單位為千瓦小時每噸（kW·h/t）。

由公式（6-1）、（6-2）和（6-3）可以算出電力折算標準煤指標為0.370千克標準煤/千瓦時（kg標準煤/kW·h）。綜合上述圖表及公式對工程一當l取8.5m，d取500mm時，一根水泥土攪拌樁所產生的能耗轉換成標準煤計算時約為45.015kg，總共用樁數為1010根，所以工程一當使用水泥土攪拌樁復合地基時所產生的能耗轉換成標準煤的質量共為45465.15kg。根據預應力混凝土樁的技術參數，和樁長l和樁徑d及鋼材的能耗約為8000kW·h/t，計算出一根預應力混凝土管樁所產生的能耗轉換成標準煤約為54819.77kg。

二氧化碳排放量計算：

式中：E—二氧化碳排放總量（t）；W—各種能源轉換成標準煤后的能源消耗總量（t）；d—國家發改委能源研究所推薦值，指1 t標準煤燃燒后釋放的二氧化碳量為2.493 t。

由二氧化碳的排放總量來計算碳的排放總量計算：

式中：E—二氧化碳排放量（t）；F—碳排放總量（t）；l—二氧化碳的碳排放系數，國家發改委能源研究所推薦取l=0.67。

由公式（3-4）和（3-5）計算出水泥攪拌樁復合地基的二氧化碳排放總量；E=113344.62t；碳排放總量F=75940.90t。預應力混凝土樁管樁的二氧化碳排放總量E=136665.70t；碳排放總量F=91566.0t。

4 對結果的分析與結論

4.1 在經濟方面上復合地基基礎比預應力混凝土管樁的造價是節省大約15-40%，有非常可觀的經濟效益。

4.2 在碳排量上也較預應力混凝土管樁減少了10-30%以上，在節能減排的意義重大。

[1]能源發展“十一五規劃”（國家發展改革委）[Z]，2007.