發電廠地基處理及優化設計分析

■馮云霞 ■國核電力規劃設計研究院，山東 濟南 100095

隨著我國社會經濟的發展，我國對于電的需求越來越大，為了滿足我國對電力資源的需求，越來越多的發電廠正在投入建設。然而，符合建設發電廠的土地資源有限，發電廠的建設只能對不完全符合要求的地基進行處理，使其達到電廠建設的標準。由于地質條件、氣候以及土層分布等條件的不同，需要不同的地基處理方法，要做到因地制宜，充分考慮成本、質量以及工期等因素，選擇科學的地基處理方案，確保發電廠的安全穩定運行。

1 發電廠地基處理的必要性

地基是建筑物的基礎，由于發電廠大多位于地震帶，地基處理的好壞直接關系到發電廠的正常運行，而且在地基處理中問題比較多，存在不確定性因素，處理難度也相對較大，如果不能徹底解決好發電廠的地基問題，就會嚴重威脅到發電廠的安全，造成不可估量的損失。只有處理好發電廠的地基問題，才能保證發電廠建筑的安全，保證發電廠正常的運轉，所以地基對于發電廠建筑來說顯得尤為重要。對發電廠地基進行處理的主要目的就是采取科學的措施提高發電廠地基的性能，使其達到建筑地基要求的標準，避免軟地基出現沉降、滲漏以及承載力較小等問題，保證發電廠建筑的安全。［1］

2 強夯法原理和適用范圍

地基處理的基本目的就是采取措施提高土層的密實度，改善地基排水性能，提高基地的抗液化能力。強夯法是一種常見的地基處理方法，這種方法是利用重錘升高的勢能使其自由下落夯擊地基，利用其強大的沖擊力將地基土層強制壓縮、振密，使地基土層顆粒更加穩固，以達到地基處理的目的。強夯法是一種簡單、高效、成本較低的地基處理方法，適用于沙土、碎石土以及雜填土等，一般情況下，可液化的沙土地基和黃土地基也可以采用強夯法進行處理。強夯法不僅可以增加地基土層的密實度，減少地基的壓縮性，還能明顯提高地基的抗震動、抗液化能力。然而，強夯法也需要在一定的條件下才能進行，要充分考慮地基土層特性、土層含水量以及土顆粒大小，對于淤泥地等惡劣地質條件是不能使用強夯法進行地基處理的。［2］

3 換土法原理和適用范圍

在進行地基處理時，如果軟土地基無法滿足電廠建筑的強度要求時，可以采用換土法來增加地基載荷性性能，提高地基的強度和抗液化能力。換土法指的是在軟土地基處理時，將地基比較淺范圍內的土層替換成質地堅硬、壓縮性低、抗侵蝕性等良好性能的碎石、灰土、砂礫石等無粘性材質，進行分層的鋪墊、加固，改變地基的土層結構，提高地基的性能。如果地基上部載荷較小，在使用換土法后可以采用強夯法將地基進行分層夯實、振動等處理，建立高強度、低壓縮性的人工地基，滿足電廠建筑建設的標準。在換土法中要充分考慮換土材料的顆粒大小和性質，在進行加固時要按照一定的配比和含泥量，并按照一定的順序進行碾壓加固，在加固時還要進行定量的噴水，減小土層顆粒間的摩擦力，提高加固效果。換土法適用于淤泥、松散土層、雜填土等淺層軟土，對于暗溝、暗塘等也可以利用換土法進行處理。［3］

4 振沖碎石樁法原理和使用范圍

振沖碎石樁法是利用振沖器的強力震動改變地基土層顆粒的排列順序，使其更加有序的排列并進行振動加固，在振沖器添加碎石的情況下還可以利用其強力震動將土層進行擠壓、加固，通過振沖碎石樁法進行處理可以將地基土層和碎石樁形成完全融合的整體，提高地基的強度和承載力。采用振沖碎石樁法進行處理對于增加承載力、提高穩定性以及提高抗震能力有著顯著的效果，而且這種方法施工便利、施工成本相對較低，而且工期較短，在實際地基處理中有著廣泛的應用。振沖碎石樁法適用于沙土、粘土、淤泥等，如果土層中有較多的硬質石塊則不適用這種方法，此外，土層軟土強度太低的話也達不到地基的處理效果，所以在施工前要進行地質勘探，具體了解土層情況，不可盲目施工。［4］

5 擠密法原理和適用范圍

擠密法就是將打樁擠密、膨脹擠密以及脫水擠密三者相結合，打樁擠密就是將利用人工和機械將樁孔處的土料夯擊到周圍的土層，這樣可以大大降低樁孔周圍土層之間的空隙，提高周圍土層的強度和承載力。脫水擠密就是向樁孔中添加生石灰，生石灰遇到樁孔土層中的水分而變成熟石灰，而且伴隨著大量熱量的產生，這就會使樁孔周圍土層的水分蒸發，含水量降低，起到了加固土層的效果，提高了樁孔周圍土層的承載力。膨脹擠密就是在進行脫水擠密后樁體受熱會發生膨脹現象，會大大增強樁體周圍土層的強度，并且在樁的表面形成硬層，有效提高了地基的性能。擠密法適用于濕陷性黃土、雜填土以及素填土等，擠密法能夠有效增強地基的承載力，而且該方法比較經濟，在實際施工中有著廣泛的應用。［5-6］

6 結語

隨著我國電力行業的不斷發展，我國發電廠建設也在如火如荼的進行，發電廠的地基處理是工程建設的基礎，也是發電廠安全穩定運行的重要保障。現階段發電廠建設都需要選擇合適的地基處理方案對地基進行不同程度處理，以達到發電廠建設的要求，保證發電廠的安全穩定運行。本文介紹了幾種發電廠地基處理方案，相關工作人員要結合發電廠實際情況，因地制宜，充分考慮工程成本、造價以及工期等因素，選擇合適的地基處理方案，保證發電廠的安全穩定運行。

［1］顧曉魯，錢洪縉，劉惠珊等.地基與基礎［M］.北京:中國建筑工業出版社，1993(4):17-19.

［2］徐永福，傅德明.結構性軟土中打樁引起的超孔隙水壓［J］.巖土力學，2000，21(1):1-9.

［3］盧肇鈞，曾國熙等.地基處理新技術［M］.北京:中國建筑工業出版社，1989(15):42-45.

［4］劉杰，張可能.碎石樁復合地基樁土應力比及承載力計算［J］.工程勘察，北京:光盤國家工程研究中心學術電子出版物編輯部，2002(3):35-39.

［5］張芳芑，程克華.西柏坡電廠主廠房地基處理方案的確定［J］.水利水電技術，1995(6):21-25.

［6］地基處理手冊編委會.地基處理手冊［M］.北京:中國建筑工業出版社，2005(05):11-19.