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      攸縣電廠10000m2冷卻塔地基處理設(shè)計(jì)

      2016-08-10 03:08:05俞劍
      大科技 2016年28期
      關(guān)鍵詞:層底粉質(zhì)冷卻塔

      俞劍

      (中能建湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司湖南長(zhǎng)沙410007)

      攸縣電廠10000m2冷卻塔地基處理設(shè)計(jì)

      俞劍

      (中能建湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司湖南長(zhǎng)沙410007)

      本文介紹了湖南株洲攸縣電廠冷卻塔地基處理設(shè)計(jì),根據(jù)冷卻塔各部位的重要性及受力特點(diǎn),采用人工挖孔樁和水泥土攪拌樁相結(jié)合的處理方案,為大型冷卻塔地基基礎(chǔ)處理提供了一個(gè)工程實(shí)例,可供類似工程參考。

      冷卻塔;地基處理;挖孔樁;水泥土攪拌樁

      1 工程概況及冷卻塔區(qū)域地質(zhì)情況

      1.1 工程概況

      湖南株洲攸縣電廠一期工程位于攸縣網(wǎng)嶺鎮(zhèn)荷葉塘村,廠址以西lkm為106國(guó)道,以南1km為網(wǎng)嶺至酒埠江公路,西北方2km為長(zhǎng)茶鐵路,與湖南省502監(jiān)獄緊鄰,在網(wǎng)嶺鎮(zhèn)北東方向3km,交通便利。本期工程建設(shè)規(guī)模2×600MW,規(guī)劃容量為4×600MW機(jī)組。本期工程建設(shè)2座10000m2自然通風(fēng)冷卻塔。

      1.2 工程地質(zhì)條件

      1.2.1 地形地貌

      廠址區(qū)區(qū)域上位于湘東醴攸盆地境內(nèi),處羅霄山脈之西側(cè)。區(qū)域地勢(shì)東南高、西北低,由于盆地地層構(gòu)成主要為白堊系碎屑巖,故形成紅色低丘盆地地貌景觀,海拔100~200m。

      冷卻塔地段也為寬緩的沖溝地貌;沖溝一般被開辟為水塘或農(nóng)田,丘陵一般多為荒地及監(jiān)獄的茶園。一期工程地表高程在115~145m之間。

      1.2.2 地層巖性

      根據(jù)鉆探資料,場(chǎng)地內(nèi)的地層按其成因類型分為:人工填土、第四系全新統(tǒng)沖洪積,第四系全新統(tǒng)殘坡積,第四系中更新統(tǒng)沖積,殘積層,基底為白堊系泥質(zhì)粉砂巖。

      ①層:主要為素填土,屬第四系全新統(tǒng)人工堆積物,主要由粘性土組成,呈硬塑~可塑狀,松散堆積,在廠區(qū)內(nèi)零星分布。鉆孔揭示該層最大厚度4.0m,平均厚度1.91m,層底高程117.26~137.76m,該層在勘察區(qū)內(nèi)分布不穩(wěn)定。

      ②-1層;粘土:灰褐色、灰黃色,軟塑,很濕或飽和狀態(tài),主要在沖溝一帶及其水塘、水田內(nèi)分布,厚度較小,除魚塘地帶外,鉆孔揭示最大厚度2.6m,平均厚度1.25m,層底高程101.49~122.80m,該層在區(qū)內(nèi)分布不穩(wěn)定。

      ②-2層;粘土:黃褐色、紅褐色,可塑,濕,粘性較好,主要分布在沖溝內(nèi),鉆孔揭示最大厚度2.8m,平均厚度1.38m,層底高程115.12~123.58m,該層在區(qū)內(nèi)分布不穩(wěn)定。

      ②-3層;粘土:黃褐色、紅褐色,硬塑,稍濕,零星在沖溝內(nèi)分布,鉆孔揭示最大厚度6.6m,平均厚度2.47m,層底高程115.85~122.50m,該層在區(qū)內(nèi)分布不穩(wěn)定。

      ②-4層;卵石:灰黃色,中密~密實(shí),稍濕,一般粒徑為2~10cm,最大粒徑為14cm,卵石主要成分為砂巖、石英、石英砂巖、硅質(zhì)巖,磨圓度中等,多呈亞圓形,分選性較差,含20~25%的砂和粘性土,混雜較多漂石,厚度為0~2.4m不等,層底高程111.2~117.32m,該層在區(qū)內(nèi)分布不穩(wěn)定。

      ③-1層;粘土:局部為粉質(zhì)粘土,褐紅色、棕紅色,可塑,稍濕,主要在剝蝕丘陵邊坡及坡腳分布,層厚一般為0.3~4.1m,層底埋深0.3~4.9m,相應(yīng)層底高程100.29~114.25m,該層在區(qū)內(nèi)分布穩(wěn)定。

      ③-2層;粘土:局部為粉質(zhì)粘土,褐紅色、棕紅色,硬塑,稍濕,要在剝蝕丘陵邊坡及坡腳分布,層厚一般為0.2~4.0m,層底埋深0.2~4.2m,相應(yīng)層底高程124.61~144.17m,該層在區(qū)內(nèi)分布較穩(wěn)定。第四系中更新統(tǒng)沖積層(Q2al):

      ④層;粘土:桔紅色、棕紅色,硬塑,稍濕,含灰白色高嶺土,具明顯網(wǎng)紋結(jié)構(gòu),在廠區(qū)內(nèi)普遍分布,厚度變化大,一般在0.8~9.0m之間,平均厚度4.05m,項(xiàng)部高程123.13~144.25m,層底埋深1.0~10.8m,相應(yīng)層底高程121.85~140.42m,底板有向東北方向逐漸抬升的趨勢(shì),該層在區(qū)內(nèi)分布穩(wěn)定。

      ⑤-1層;粉質(zhì)粘土,局部有粘土透鏡體:黃間紅色,硬塑,稍濕,含大量灰白色高嶺土,網(wǎng)紋結(jié)構(gòu)不明顯,厚度變化大,在0.5~7.8m之間,平均厚度2.94m,層頂高程114.32~142.84m,層底埋深0.5~14.8m,相應(yīng)層底高程在113.52~138.82m之間。該層在區(qū)內(nèi)分布穩(wěn)定,廠區(qū)內(nèi)普遍分布,并且層底有向東北方向逐漸抬升的趨勢(shì)。

      ⑤-2層;粉質(zhì)粘土:淺黃色、黃間紅色,可塑,濕,含大量灰白色高嶺土,層厚0.40~2.70m,平均厚度1.16m,層頂高程116.46~132.10m,層底埋深1.0~15.3m,相應(yīng)層底高程116.06~131.OOm。該層在區(qū)內(nèi)分布較不穩(wěn)定,在廠區(qū)內(nèi)零星分布。

      ⑥層;卵石:灰黃色,中密,稍濕,一般粒徑為6~15cm,最大粒徑為35cm,卵石主要成分為砂巖、石英、石英砂巖、硅質(zhì)巖,磨圓度中等,多呈亞圓形,分選性差,含20~25%的砂和粘性土,混雜較多漂石。該層在區(qū)內(nèi)分布較不穩(wěn)定,層厚一般為0.4~8.6m,平均厚度4.6m,層項(xiàng)高程113.52~138.68m,層底埋深1.30~18.5m,相應(yīng)層底高程110.82~135.10m。

      ⑦-1層;粘土,局部為粉質(zhì)粘土:褐紅色,可塑,濕,粘性較好,切面平整光滑,土質(zhì)細(xì)膩,層厚一般為0.4~6.5m,平均厚度2.95m,層項(xiàng)高程110.82~138.82m,層底埋深0.60~21.OOm,相應(yīng)層底高程109.78~133.3lm。該層在區(qū)內(nèi)分布穩(wěn)定,工程性質(zhì)較差。

      ⑦-2層;粘土,局部為粉質(zhì)粘土:褐紅色,硬塑,稍濕,粉質(zhì)含量偏高,野外局部表現(xiàn)為近粉土狀,粘性較差,零星成透鏡體分布。層厚度變化較大,一般為0.2~4.3m,平均厚度2.16m,頂部高程101.49~139.OOm,層底高程100.39~135.65m,該層在區(qū)內(nèi)分布不穩(wěn)定。

      ⑧層;強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖:白堊系斷陷盆地沉積,暗紅色、紫紅色,原巖結(jié)構(gòu)依稀可辨,原礦物成份(除石英外)大部份已風(fēng)化成粘土。該層層厚一般為0.3~4.5m,平均厚度1.4m,層頂高程100.29~135.65m,層底埋深0.30~22.OOm,相應(yīng)層底高程99.79~134.45m。該層在廠區(qū)內(nèi)廣泛分布。

      ⑨層;中等風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖:白堊系斷陷盆地沉積,紫紅色,主要礦物為長(zhǎng)石、石英,巖層層理近水平,中厚層~厚層狀為主。在廠區(qū),中風(fēng)化巖體層項(xiàng)高程一般為117.48~127.28m。該層在廠區(qū)內(nèi)廣泛分布。

      冷卻塔區(qū)域的各土層物理力學(xué)指標(biāo)詳見表1。

      表1 各土層物理力學(xué)指標(biāo)表

      2 冷卻塔基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)

      2.1 環(huán)板基礎(chǔ)處理

      本工程采用10000m2鋼筋混凝土雙曲線自然通風(fēng)冷卻塔,冷卻塔塔頂標(biāo)高160.0m,采用環(huán)板式基礎(chǔ)型式,環(huán)板基礎(chǔ)外側(cè)半徑65.558m;環(huán)基斷面為5.0m×2.0m,環(huán)基底面標(biāo)高為-4.3m。冷卻塔地段地面高程在121.82~133.75m,整平標(biāo)高為129.0m。整平后填土最大厚度為7.2m左右。為保證冷卻塔安全,控制冷卻塔的不均勻沉降,根據(jù)勘測(cè)報(bào)告及當(dāng)?shù)厥┕で闆r,通過方案比較確定對(duì)冷卻塔環(huán)板基礎(chǔ)采用φ1000人工挖孔樁,人工挖孔灌注樁單樁承載力特征值為5000kN。樁端均須嵌入至中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖中,樁身入巖深度不小于1.5m且單樁長(zhǎng)度不小于6m,相鄰樁的樁底標(biāo)高應(yīng)小于3m,環(huán)基處挖孔樁布置形式見圖1。

      圖1 環(huán)基挖孔樁布置示意圖

      2.2 冷卻水池及淋水裝置構(gòu)架基礎(chǔ)處理

      冷卻塔地段地面高程在121.82~133.75m,整平標(biāo)高為129.0m,整平后填土最大厚度為7.2m左右。冷卻水池及淋水裝置構(gòu)架基礎(chǔ)大部分位于填土之上,填土地基的不均勻沉降易引起基礎(chǔ)沉降,導(dǎo)致底板開裂,產(chǎn)生漏水現(xiàn)象,必須進(jìn)行地基處理。通過方案比較確定冷卻水池及淋水裝置構(gòu)架基礎(chǔ)采用水泥土攪拌樁復(fù)合地基處理,固化劑選用強(qiáng)度等級(jí)為32.5MPa級(jí)普通硅酸鹽水泥,水泥摻量15%,水泥漿水灰比為0.5。水泥土攪拌樁復(fù)合地基的承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)確定,本工程按180kN/m2設(shè)計(jì)。攪拌樁的長(zhǎng)度應(yīng)穿透回填土及軟弱土層到達(dá)硬塑粘土層1m。樁徑:φ700mm:采用方型布置。水泥攪拌樁布置為樁間距2.0m、排距2.0m。水泥土攪拌樁布置形式見圖2。

      圖2 水泥土攪拌樁布置圖

      3 結(jié)論

      通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,結(jié)合工程實(shí)際情況,根據(jù)冷卻塔各部位的重要性及受力特點(diǎn),將冷卻塔環(huán)板基礎(chǔ)及中央豎井基礎(chǔ)和冷卻水池及淋水裝置構(gòu)架基礎(chǔ)分開進(jìn)行不同的地基處理方案,實(shí)踐證明,本工程采用的方案有效的降低了工程投資,加快了施工進(jìn)度,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

      TM621

      A

      1004-7344(2016)28-0145-02

      2016-9-21

      俞劍(1964-),男,工程師,本科,大專,主要從事電力設(shè)計(jì)工作。

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