某國(guó)外燃機(jī)電廠進(jìn)氣平臺(tái)膨脹土地基設(shè)計(jì)及思考

韋中玉 謝麗佳

（廣西鑫盟工程咨詢有限公司 廣西南寧 530022）

1 概述

隨著全球化經(jīng)濟(jì)的持續(xù)推進(jìn)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的飽和，走出去戰(zhàn)略的實(shí)施以及“一帶一路”等政策的出臺(tái)，我國(guó)工程建設(shè)企業(yè)越來(lái)越多參與到國(guó)際工程項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)和建設(shè)。在這些項(xiàng)目中，對(duì)國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)院?jiǎn)为?dú)承擔(dān)設(shè)計(jì)工作或者EPC項(xiàng)目中設(shè)計(jì)部分的工作，通常情況下業(yè)主都會(huì)聘請(qǐng)當(dāng)?shù)鼗蛘邭W洲的工程專家對(duì)設(shè)計(jì)文件進(jìn)行審查。我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)習(xí)慣采用國(guó)內(nèi)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，與審查專家所用的規(guī)范及方法不同，需要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行溝通解釋才能通過(guò)審查，給設(shè)計(jì)工作造成極大困難。膨脹土廣泛分布于世界各地，在國(guó)外設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，不可避免的要涉及膨脹土地基設(shè)計(jì)的內(nèi)容。

本文通過(guò)對(duì)安哥拉某燃機(jī)電廠進(jìn)氣平臺(tái)膨脹土地基的設(shè)計(jì)過(guò)程的思考及總結(jié)，采用設(shè)計(jì)計(jì)算表格的方法進(jìn)行計(jì)算，不僅滿足工程設(shè)計(jì)的要求，且可以方便的使審查專家容易理解、接受?chē)?guó)內(nèi)規(guī)范的計(jì)算方法及結(jié)果，從而通過(guò)設(shè)計(jì)審查。

2 相關(guān)工程資料

2.1 工程概況

安哥拉NC項(xiàng)目重油電站為5000TPD水泥生產(chǎn)線配套項(xiàng)目，為水泥生產(chǎn)線提供電源。項(xiàng)目位于安哥拉羅安達(dá)市Cacuaco區(qū)東南部，到海邊直線距離約6.0km，距離繞城高速公路（Viana-Cacuaco段）1.2km。

本工程規(guī)劃建設(shè)3臺(tái)韓國(guó)現(xiàn)代生產(chǎn)的18H32/40V的重油發(fā)電機(jī)組，總發(fā)電量為23MW。設(shè)計(jì)一次完成，分兩期建設(shè)，一期建設(shè)兩臺(tái)重油發(fā)電機(jī)組，二期建設(shè)一臺(tái)重油發(fā)電機(jī)組，公用設(shè)施在一期全部建成。

2.2 工藝資料

進(jìn)氣過(guò)濾消聲器是燃機(jī)發(fā)電廠的一個(gè)重要設(shè)備，可以對(duì)燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)起到過(guò)濾和降低噪聲的作用。進(jìn)氣平臺(tái)作為支撐進(jìn)氣過(guò)濾消聲器并提供檢修平臺(tái)的結(jié)構(gòu)，也是燃機(jī)發(fā)電廠重要的結(jié)構(gòu)。

2.3 工程地質(zhì)資料

進(jìn)氣平臺(tái)主要地質(zhì)剖面及各土層物理力學(xué)性能見(jiàn)圖1、表1。

圖1 地質(zhì)剖面10-10’

根據(jù)巖土勘察報(bào)告，本工程粉質(zhì)粘土②和粘土③1均為中膨脹潛勢(shì)，局部強(qiáng)膨脹潛勢(shì)，可按強(qiáng)膨脹潛勢(shì)考慮；粘土③2為弱膨脹潛勢(shì)，局部中膨脹潛勢(shì)，可按中膨脹潛勢(shì)考慮，泥巖④為非膨脹巖土（個(gè)別δef＞40%，可不予考慮），大氣影響深度為5.0m。根據(jù)《膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范》（GB 50112—2013），設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮地基膨脹性影響。

表1 地基土承載力特征值與壓縮模量建議值

3 設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1 上部結(jié)構(gòu)布置及荷載計(jì)算結(jié)果

根據(jù)工藝布置資料，結(jié)合結(jié)構(gòu)布置，采用PKPM軟件計(jì)算，得到本工程上部荷載傳到基礎(chǔ)的荷載見(jiàn)表2。

表2 準(zhǔn)永久組合時(shí)上部結(jié)構(gòu)傳到基礎(chǔ)最大豎向力/kN

本工程場(chǎng)平標(biāo)高為82.4m，本結(jié)構(gòu)上部荷載較小，經(jīng)初步計(jì)算，地基收縮時(shí)的收縮量較大，考慮采取加大基礎(chǔ)埋深及換填一定厚度非膨脹土的措施消除膨脹土脹縮性影響，故選取粘土③1層為持力層，基礎(chǔ)埋深2.5m。根據(jù)基礎(chǔ)，基礎(chǔ)大小均按1.7m×1.7m，基礎(chǔ)布置見(jiàn)圖2。

圖2 基礎(chǔ)平面1:100

3.2 基礎(chǔ)沉降計(jì)算

根據(jù)規(guī)范條文，框架結(jié)構(gòu)的地基變形應(yīng)滿足沉降差要求。地基設(shè)計(jì)時(shí)可取荷載差值最大的兩個(gè)臨近基礎(chǔ)分別計(jì)算地基沉降量及漲縮量，再核算沉降差。本工程取②軸上的兩個(gè)基礎(chǔ)分別計(jì)算地基沉降量及漲縮量。沉降量計(jì)算采用《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》式5.3.5計(jì)算，可列表格計(jì)算見(jiàn)表3。

表3 ?軸基礎(chǔ)地基沉降量計(jì)算

△s’=0.195mm≤0.025×11.586=0.290，沉降計(jì)算深度滿足要求，地基沉降量s=0.599×11.586=6.94mm。同樣列表計(jì)算，可得?軸基礎(chǔ)地基沉降量為2.87mm。

3.3 膨脹土計(jì)算

（1）根據(jù)地質(zhì)資料計(jì)算，可得壓力作用下的膨脹率見(jiàn)圖3。

圖3 壓力作用下的膨脹率

（2）根據(jù)公式，可列表計(jì)算地基漲縮量。?軸基礎(chǔ)地基膨脹量、收縮量計(jì)算表分別見(jiàn)表4、表5。

表4 地基膨脹量計(jì)算

表5 地基收縮量計(jì)算

由表計(jì)算可得，?軸基礎(chǔ)地基收縮量Ss=0.8×74.84=59.87mm，大于規(guī)范限制30mm，不滿足規(guī)范要求。采取換填措施，換填1.5m厚非膨脹土，此時(shí)膨脹量Se=1.044mm，收縮量Ss=11.93mm，漲縮量Ses=11.66mm，均滿足規(guī)范要求。

采用相同計(jì)算表格，采取換填1.5m厚非膨脹土的措施后，可計(jì)算得?軸基礎(chǔ)地基膨脹量Se=4.56mm，收縮量Ss=11.93mm，漲縮量Ses=15.76mm，均滿足規(guī)范要求。

4 結(jié)論及建議

?軸基礎(chǔ)地基最終沉降量S=6.94+11.93=18.87mm；?軸基礎(chǔ)地基最終沉降量S=2.87+15.76=18.63mm，基礎(chǔ)沉降差為0.24mm，小于0.001×2585=2.585mm，計(jì)算結(jié)果滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

上文通過(guò)采用表格的方法對(duì)進(jìn)氣平臺(tái)基礎(chǔ)膨脹土地基的計(jì)算，不僅計(jì)算簡(jiǎn)單實(shí)用，且有利于與審圖專家溝通交流，可以加快通過(guò)審圖，推進(jìn)工程進(jìn)度。在當(dāng)前要求國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)公司越來(lái)越多參與到國(guó)際工程項(xiàng)目建設(shè)的趨勢(shì)下，我們?cè)诮窈髮?duì)國(guó)外工程項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采取多種方式的設(shè)計(jì)手段，在滿足工程設(shè)計(jì)的前提下，能夠更快的推進(jìn)設(shè)計(jì)過(guò)程，滿足合同及工程建設(shè)的需求。