簡議地基技術(shù)在電力工程中的運(yùn)用

【摘要】當(dāng)今，隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電力基建工程也隨之發(fā)展起來，故在電力工程中，地基技術(shù)相對而言運(yùn)用的是國內(nèi)外的都比較先進(jìn)的規(guī)范要求，其對工程造價以及成本控制也有一些關(guān)聯(lián)，下文主要針對地基技術(shù)進(jìn)行簡要分析，提出相關(guān)意見。

【關(guān)鍵詞】地基技術(shù)；基建工程

【abstract】 today, along with the social economy development, electric power construction engineering is then developed, so in power engineering, foundation technique relative to character is the use of home and abroad are advanced standard requirement, the cost of the project and cost control and some association, below mainly aimed at the foundation technique is simply analyzed and put forward relevant advice.

【 keywords 】 foundation technology; Infrastructure projects

中圖分類號：F407.61文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

伴隨著當(dāng)今電力基建工程的日益發(fā)展，建設(shè)工程作為主力機(jī)組也飛速發(fā)展起來，電力土建工程建筑物高、大、重、深的特點(diǎn)必將更為突出，對地基承載力和變形要求更高，特別是設(shè)備及管道對地基差異沉降要求更嚴(yán)。

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一、地基變形的控制

地基設(shè)計包括兩部分：強(qiáng)度設(shè)計和變形計算，設(shè)計強(qiáng)度即可提高也可降低使用的，但是要求注意的是建筑物變形值要小于或等于地基變形的容許值。地基變形結(jié)果主要用來檢驗基礎(chǔ)設(shè)計，這就是變形控制理論的基本理論。土建設(shè)計對地基變形的要求與一般工業(yè)與民用建筑不同，其主要特點(diǎn)是要滿足結(jié)構(gòu)對地基變形的要求，同時也要滿足設(shè)備以及高溫、高壓管道對地基變形的要求。故控制好地基的變形，對于電力工程至關(guān)重要。主廠房變形計算應(yīng)控制好以下 3個特別重要的部位:

1． 主廠房煤倉間在煤斗跨的柱基礎(chǔ)的計算總沉降量是決定主廠房是否需要地基處理的關(guān)鍵部位，宜控制在(15～20) cm。

2． 為滿足高溫、高壓管道對變形的要求，減少管道因地基不均勻下沉引起的調(diào)整，建議對鍋爐基礎(chǔ)、鍋爐平臺柱基礎(chǔ)、BC 列基礎(chǔ)、汽輪機(jī)平臺柱基礎(chǔ)、汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)行地基沉降協(xié)調(diào)計算，使他們之間的沉降量計算值接近，各相鄰基礎(chǔ)沉降差控制在0．0015 L 到0．002 L。

3． 汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)主要控制縱向彎曲變形值，特別是當(dāng)汽輪發(fā)電機(jī)軸

系在被調(diào)直后，不應(yīng)再發(fā)生新的沉降差，這是汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)是否應(yīng)進(jìn)行地基處理的決定因素。加大汽輪發(fā)電機(jī)底板厚度和將持力層設(shè)置在低壓縮性土層上，是減少汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)縱向彎曲變形的有效辦法。電力土建工程變形計算還應(yīng)提高準(zhǔn)確度。過去計算沉降誤差太大，是阻礙地基設(shè)計按變形控制理論推廣的主要原因，如今由于“規(guī)范”沉降計算公式引起的誤差，已由新“規(guī)范”通過經(jīng)驗修正系數(shù)調(diào)整了。盡管如此，巖土工程師們還有可能忽視沉降計算中以下4個問題，而產(chǎn)生新的誤差，本文提示如下:

3． 1 計算沉降時要對不同深度分別按其自重應(yīng)力加上附加應(yīng)力的應(yīng)力范圍取Es值，對于深部土層就要取較大應(yīng)力范圍內(nèi)的模量值，其模量值提高了。

3． 2 計算沉降的荷載只考慮標(biāo)準(zhǔn)荷載及準(zhǔn)永久荷載( 如煤重)，而不考慮風(fēng)、地震等瞬間荷載，所以計算地基承載力與計算變形的荷載組合不同，這一區(qū)別往往在設(shè)計中被忽視。

3． 3 注重對計算沉降點(diǎn)的地質(zhì)資料分析，更要注意分析土層分布不均勻性對地基差異沉降帶來的影響。

3． 4 變形計算中應(yīng)力值是采用附加應(yīng)力值，因自重應(yīng)力隨深度增大是自然形成的，不產(chǎn)生沉降量。

二、巖土工程一體化

巖土工程作為近代科學(xué)在國際上僅(30～40) 年時間，我國引入巖土工程僅10多年時間。在電力土建工程中巖土工程地位也非常重要，目前電力系統(tǒng)巖土專業(yè)將勘察、設(shè)計、試驗、監(jiān)理、監(jiān)測、施工分為勘察、設(shè)計、施工、科研四部分，但沒有電力系統(tǒng)巖土科研和施工專業(yè)隊伍。我國每年要對巖土工程投資近10億元，因此電力工程建立一體化巖土工程機(jī)構(gòu)是很重要的。

巖土工程是一門綜合性很強(qiáng)的科學(xué)，在理論和方法上需要工程地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)、土力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土工試驗、工程機(jī)械多學(xué)科的相互滲透; 在工程實踐中需要勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)測、監(jiān)理、科研等各方面的密切配合。根據(jù)國際經(jīng)驗和我國電力現(xiàn)代化建設(shè)的需要，巖土工程應(yīng)盡快成立2種類型的機(jī)構(gòu)。一是咨詢機(jī)構(gòu)，承擔(dān)巖土工程勘察、設(shè)計、監(jiān)測、監(jiān)理、科研等工作; 二是建立綜合性巖土工程施工公司，來滿足我國正在逐漸形成的社會主義市場經(jīng)濟(jì)的需要，這對節(jié)約投資、控制工程造價是一項具有實際意義的舉措。

三、推廣復(fù)合地基理論在工程中的應(yīng)用

復(fù)合地基理論是近10年來在國內(nèi)外發(fā)展起來的新的地基理論。其設(shè)計思想是先充分發(fā)揮樁間土的承載力，不足的部分由樁來承擔(dān)。其方法是在樁基的頂部加1層砂性土褥墊，它比不加褥墊的地基，樁間土的承載力發(fā)揮從20%提高到90%以上，這就解決了長期以來樁基理論中樁間土承載力取多少的爭論，解決了以往“規(guī)范”中規(guī)定剛性樁基、樁間土承載力不考慮而造成很大浪費(fèi)的問題。作者

在邯鄲電廠進(jìn)行了有、無褥墊水泥攪拌樁對比試驗，單樁復(fù)合地基承載力從160 kN/m2提高到240 kN/m2，獲得意想不到的效果。為什么加了褥墊后復(fù)合地基承載力能提高這么多呢? 原因有4點(diǎn):

1． 保證樁、土共同承擔(dān)荷載。由于樁的模量高于樁間土，樁產(chǎn)生的沉降量比樁間土小，設(shè)置褥墊在壓密過程中樁刺入墊層，將上部荷載傳到樁和樁間土上，此時樁間土承載力超前發(fā)揮而樁的承載力滯后發(fā)揮。

2． 一定厚度的墊層可調(diào)整樁、土荷載分擔(dān)比。試驗表明，當(dāng)墊層厚度大于10cm時可確保樁間土承載力超前發(fā)揮。

3． 墊層厚度調(diào)整可使樁、土水平荷載分擔(dān)變化。當(dāng)墊層厚度較大時，作用在樁頂和樁間土表面的應(yīng)力相差不大，樁頂受的剪力僅占基礎(chǔ)總面積被置換的那部分，所以樁頂承擔(dān)水平力很小，水平荷載主要由樁間土來承擔(dān)，基礎(chǔ)與褥墊材料之間的摩擦系數(shù)一般在0．25～0．45 之間，故比天然地基抵抗水平力的能力更強(qiáng)。

4． 減少基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中。試驗表明，墊層厚度大于10cm 時樁使基礎(chǔ)應(yīng)力集中變得很小。總之，墊層作用對剛、柔性樁復(fù)合地基具有普遍意義，對節(jié)省樁基工程投資有顯著的效果。

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四、合理應(yīng)用地基承載力使用值

有些巖土工程師不能合理應(yīng)用地基承載力，造成工程較大的浪費(fèi)和出現(xiàn)一些不必要的風(fēng)險。地基承載力分基本值、標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計值、使用值，他們之間有著密切的關(guān)系。地基承載力基本值系指現(xiàn)場原位測試，如單個荷載試驗所確定的承載力值。當(dāng)3個荷載試驗地基承載力基本值的極差不超過30% 時，3個基本值的平均值為地基承載力的標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)設(shè)計某具體工程的某項基礎(chǔ)時，其地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值經(jīng)過基礎(chǔ)寬度和基礎(chǔ)埋置深度修正后，確定的地基承載力為設(shè)計值。當(dāng)設(shè)計值通過變形計算后，其計算變形值比容許變形值偏大或偏小，此時應(yīng)把地基承載力的設(shè)計值降低或提高，即為地基承載力的使用值。

應(yīng)當(dāng)指出，計算的承載力不超過地基承載力設(shè)計值，不等于說把地基承載力用足，究竟用多少要根據(jù)地基變形計算結(jié)果來確定。當(dāng)變形計算結(jié)果遠(yuǎn)小于變形的容許值，地基的承載力使用值可以超過設(shè)計值使用，但超過的值不宜太大，應(yīng)滿足國家“地基規(guī)范”按抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定的地基承載力; 當(dāng)變形計算結(jié)果大于變形的容許值，地基承載力設(shè)計值應(yīng)降低使用。所以，同一地基的地基承載力設(shè)計值是不同的，使用值也是不同的，合理使用地基承載力是一個非常重要的設(shè)計指導(dǎo)原則。

五、人工地基樁型的選擇

任何一種人工地基都不是萬能的，因此同一種地基處理應(yīng)做多方案的人工地基技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。

1． 天然地基與人工地基的界限�；痣姀S地基是否需要處理，主要取決于主廠房 BC 列沉降計算結(jié)果，當(dāng)計算變形值在( 15 ～20) cm以內(nèi)，而且在壓縮層范圍內(nèi)土層較均勻時應(yīng)優(yōu)先采用天然地基方案。在基礎(chǔ)底面( 10～15) m 以下有低壓縮性的下臥土層時，應(yīng)進(jìn)行人工地基與天然地基的比較。實踐證明，上述情況采用人工地基短樁處理比天然地基又快、又省、又好。

2． 人工地基處理深度選定�？偟脑O(shè)計思想是以變形控制為原則。當(dāng)大型電廠主廠房計算變形值超過15cm時應(yīng)進(jìn)行人工地基處理，而處理深度不要太深，使變形值減少到0是沒有必要的，投資也太大，是浪費(fèi)的。合理的地基處理深度是經(jīng)地基處理后的地基計算變形值仍留有(5～8) cm。這個設(shè)計指導(dǎo)原則的推廣對減少樁基工程投資是有現(xiàn)實意義的。

六、結(jié)語

總而言之，地基處理技術(shù)是實踐性比較強(qiáng)的一項技術(shù)，目前，我國在電力基建工程中的地基處理、巖土工程方面都有比較好的成就，從國外引進(jìn)的地基處理技術(shù)也隨之發(fā)展起來。有效的推動了基建工程在地基技術(shù)的的發(fā)展。