发电厂地基处理及优化设计分析

■冯云霞 ■国核电力规划设计研究院，山东 济南 100095

随着我国社会经济的发展，我国对于电的需求越来越大，为了满足我国对电力资源的需求，越来越多的发电厂正在投入建设。然而，符合建设发电厂的土地资源有限，发电厂的建设只能对不完全符合要求的地基进行处理，使其达到电厂建设的标准。由于地质条件、气候以及土层分布等条件的不同，需要不同的地基处理方法，要做到因地制宜，充分考虑成本、质量以及工期等因素，选择科学的地基处理方案，确保发电厂的安全稳定运行。

1 发电厂地基处理的必要性

地基是建筑物的基础，由于发电厂大多位于地震带，地基处理的好坏直接关系到发电厂的正常运行，而且在地基处理中问题比较多，存在不确定性因素，处理难度也相对较大，如果不能彻底解决好发电厂的地基问题，就会严重威胁到发电厂的安全，造成不可估量的损失。只有处理好发电厂的地基问题，才能保证发电厂建筑的安全，保证发电厂正常的运转，所以地基对于发电厂建筑来说显得尤为重要。对发电厂地基进行处理的主要目的就是采取科学的措施提高发电厂地基的性能，使其达到建筑地基要求的标准，避免软地基出现沉降、渗漏以及承载力较小等问题，保证发电厂建筑的安全。［1］

2 强夯法原理和适用范围

地基处理的基本目的就是采取措施提高土层的密实度，改善地基排水性能，提高基地的抗液化能力。强夯法是一种常见的地基处理方法，这种方法是利用重锤升高的势能使其自由下落夯击地基，利用其强大的冲击力将地基土层强制压缩、振密，使地基土层颗粒更加稳固，以达到地基处理的目的。强夯法是一种简单、高效、成本较低的地基处理方法，适用于沙土、碎石土以及杂填土等，一般情况下，可液化的沙土地基和黄土地基也可以采用强夯法进行处理。强夯法不仅可以增加地基土层的密实度，减少地基的压缩性，还能明显提高地基的抗震动、抗液化能力。然而，强夯法也需要在一定的条件下才能进行，要充分考虑地基土层特性、土层含水量以及土颗粒大小，对于淤泥地等恶劣地质条件是不能使用强夯法进行地基处理的。［2］

3 换土法原理和适用范围

在进行地基处理时，如果软土地基无法满足电厂建筑的强度要求时，可以采用换土法来增加地基载荷性性能，提高地基的强度和抗液化能力。换土法指的是在软土地基处理时，将地基比较浅范围内的土层替换成质地坚硬、压缩性低、抗侵蚀性等良好性能的碎石、灰土、砂砾石等无粘性材质，进行分层的铺垫、加固，改变地基的土层结构，提高地基的性能。如果地基上部载荷较小，在使用换土法后可以采用强夯法将地基进行分层夯实、振动等处理，建立高强度、低压缩性的人工地基，满足电厂建筑建设的标准。在换土法中要充分考虑换土材料的颗粒大小和性质，在进行加固时要按照一定的配比和含泥量，并按照一定的顺序进行碾压加固，在加固时还要进行定量的喷水，减小土层颗粒间的摩擦力，提高加固效果。换土法适用于淤泥、松散土层、杂填土等浅层软土，对于暗沟、暗塘等也可以利用换土法进行处理。［3］

4 振冲碎石桩法原理和使用范围

振冲碎石桩法是利用振冲器的强力震动改变地基土层颗粒的排列顺序，使其更加有序的排列并进行振动加固，在振冲器添加碎石的情况下还可以利用其强力震动将土层进行挤压、加固，通过振冲碎石桩法进行处理可以将地基土层和碎石桩形成完全融合的整体，提高地基的强度和承载力。采用振冲碎石桩法进行处理对于增加承载力、提高稳定性以及提高抗震能力有着显著的效果，而且这种方法施工便利、施工成本相对较低，而且工期较短，在实际地基处理中有着广泛的应用。振冲碎石桩法适用于沙土、粘土、淤泥等，如果土层中有较多的硬质石块则不适用这种方法，此外，土层软土强度太低的话也达不到地基的处理效果，所以在施工前要进行地质勘探，具体了解土层情况，不可盲目施工。［4］

5 挤密法原理和适用范围

挤密法就是将打桩挤密、膨胀挤密以及脱水挤密三者相结合，打桩挤密就是将利用人工和机械将桩孔处的土料夯击到周围的土层，这样可以大大降低桩孔周围土层之间的空隙，提高周围土层的强度和承载力。脱水挤密就是向桩孔中添加生石灰，生石灰遇到桩孔土层中的水分而变成熟石灰，而且伴随着大量热量的产生，这就会使桩孔周围土层的水分蒸发，含水量降低，起到了加固土层的效果，提高了桩孔周围土层的承载力。膨胀挤密就是在进行脱水挤密后桩体受热会发生膨胀现象，会大大增强桩体周围土层的强度，并且在桩的表面形成硬层，有效提高了地基的性能。挤密法适用于湿陷性黄土、杂填土以及素填土等，挤密法能够有效增强地基的承载力，而且该方法比较经济，在实际施工中有着广泛的应用。［5-6］

6 结语

随着我国电力行业的不断发展，我国发电厂建设也在如火如荼的进行，发电厂的地基处理是工程建设的基础，也是发电厂安全稳定运行的重要保障。现阶段发电厂建设都需要选择合适的地基处理方案对地基进行不同程度处理，以达到发电厂建设的要求，保证发电厂的安全稳定运行。本文介绍了几种发电厂地基处理方案，相关工作人员要结合发电厂实际情况，因地制宜，充分考虑工程成本、造价以及工期等因素，选择合适的地基处理方案，保证发电厂的安全稳定运行。

［1］顾晓鲁，钱洪缙，刘惠珊等.地基与基础［M］.北京:中国建筑工业出版社，1993(4):17-19.

［2］徐永福，傅德明.结构性软土中打桩引起的超孔隙水压［J］.岩土力学，2000，21(1):1-9.

［3］卢肇钧，曾国熙等.地基处理新技术［M］.北京:中国建筑工业出版社，1989(15):42-45.

［4］刘杰，张可能.碎石桩复合地基桩土应力比及承载力计算［J］.工程勘察，北京:光盘国家工程研究中心学术电子出版物编辑部，2002(3):35-39.

［5］张芳芑，程克华.西柏坡电厂主厂房地基处理方案的确定［J］.水利水电技术，1995(6):21-25.

［6］地基处理手册编委会.地基处理手册［M］.北京:中国建筑工业出版社，2005(05):11-19.