山地電廠建設規劃的特點

目前，中國大部分電廠安裝場地都基于電源點、電源點和現有土地條件，因此建設場地的基本條件很少。場地選擇呈現出三個特點：山、海、近、近、近；大海是填充大海，用作建筑材料。附近是拆除現有工廠，并進行擴建。新工廠的柱距和立柱運營能力大于原工廠，但拆除現有工廠的柱基是不可能的。本文系統地論證了原樁基，并提出了一套完整的土地利用方案。1廠區建設概況陳塘莊熱電廠一期裝機容量100MW,1臺50MW雙抽凝汽供熱機組,1臺25MW雙抽凝汽供熱機組,1臺25MW背壓供熱機組,4臺220t/h高壓液態排渣燃煤旋風爐.一期工程于1991年5月開工,1996年全部建成投產.二期工程擴建1臺135MW超高壓抽凝式汽輪發電機組,配1臺440t/h循環流化床燃煤鍋爐,預留1臺135MW機組的擴建場地,2臺機組公用設施二期一次建成.三期工程為2×300MW抽汽供熱凝汽式機組,配2臺1025t/h亞臨界燃煤鍋爐.四期擴建工程,廠區采用四列式布置格局,由東向西依次為配電裝置、主廠房、鐵路和煤場.主廠房固定端朝北,擴建端朝南,主廠房A列朝東.根據總圖布置,四期主廠房布置在原一期主廠房區域,主廠房A列外道路以及脫硫場地外道路仍沿用一期已有道路,主廠房擴建端仍保留二期已有道路.2地質條件。場地工程的地質條件2.1地面自然地貌擬建陳塘莊熱電廠“上大壓小”四期擴建工程場地位于河西區陳塘工業區南端、陳塘熱電一期場地內,場地內人工填土填墊年限大于10年.地貌類型屬平原地區,擬建場地地勢平坦,地面標高3.00～4.00m.2.2地層巖性根據勘察資料,該場地埋深60.00m范圍內,地基土按成因年代可分為地下9層,按力學性質可進一步劃分為15個亞層,現自上而下分述之.1地層厚度.3.3細全場地均有分布,厚度1.90～4.50m,底板標高為1.46～-0.75m,該層從上而下可分為2個亞層.第一亞層,雜填土(力學分層號1a):厚度為0.40～3.00m,呈雜色,松散狀態,由磚塊、爐灰渣、石子組成.第二亞層,素填土(力學分層號1b):厚度為0.50～1.90m,呈褐黃～褐灰色,可塑狀態,粘土、粉質粘土質,含磚渣、石子,屬高壓縮性土.土質結構性差,欠均勻,填墊年限大于10年.水平方向上分布不連續.2水平分層.層序.排土層壓厚度0.90～3.50m,頂板標高為1.46～-0.75m,該層從上而下可分為2個亞層.第一亞層,粘土(力學分層號2a):厚度為0.60～1.50m,呈灰黃色,可塑狀態,無層理,含鐵質,屬中壓縮性土.水平方向上分布不連續,局部缺失.本亞層土水平方向上土質較均勻,分布欠穩定.第二亞層,粉質粘土(力學分層號2b):厚度為0.90～2.90m,呈黃灰色,軟塑狀態,無層理,含鐵質,屬中壓縮性土.本亞層土水平方向上土質較均勻,分布較穩定.3粉質粘土層土厚度8.90～10.60m,頂板標高為-1.34～-2.40m,主要由粉質粘土(力學分層號3)組成,呈灰色,流塑狀態,有層理,含蚌殼,屬中壓縮性土.局部夾有粉土薄層透鏡體.本層土水平方向上土質較均勻,分布較穩定.4粉質粘土層土厚度1.80～2.00m,頂板標高為-10.65～-12.23m,主要由粉質粘土(力學分層號4)組成,呈黑灰～淺灰色,軟塑～可塑狀態,無層理,含腐植物、有機質,屬中壓縮性土.本層土水平方向上土質較均勻,分布較穩定.5粉質粘土、中土、粉土、粉土、粉土、粉土、粉土、粉土、粉土、粉土分層見表2厚度5.30～7.50m,頂板標高為-12.55～-14.23m,該層從上而下可分為2個亞層.第一亞層,粉質粘土(力學分層號5a):厚度為0.50～3.70m,呈灰黃色,可塑狀態,無層理,含鐵質,屬中壓縮性土.局部夾有粉土薄層透鏡體.第二亞層,粉土(力學分層號5b):厚度為2.70～5.90m,呈黃褐色,中密～密實狀態,無層理,含鐵質,屬中(偏低)壓縮性土.本層土水平方向上土質較均勻,分布較穩定,各亞層土厚度變化較大.6亞層土傳統亞層厚度6.00～8.60m,頂板標高為-19.08～-20.64m,該層從上而下可分為2個亞層.第一亞層,粘土(力學分層號6a):厚度為2.00～3.90m,呈灰黃色,可塑狀態,無層理,含鐵質,屬中壓縮性土.本亞層土水平方向上土質較均勻,分布欠穩定.第二亞層,粉質粘土(力學分層號6b):厚度為4.50～7.00m,呈灰黃色,可塑狀態,無層理,含鐵質,屬中壓縮性土.本亞層土水平方向上土質較均勻,分布較穩定.7粘土質粘土層土厚度4.00～5.80m,頂板標高為-26.34～-27.90m,主要由粘土及粘性大粉質粘土(力學分層號7)組成,呈黃灰色,可塑狀態,無層理,含鐵質,屬中壓縮性土.本層土水平方向上土質較均勻,分布較穩定.8粉質粘土層土厚度8.90～9.50m,頂板標高為-31.10～-32.99m,主要由粉質粘土夾粘土(力學分層號8)組成,呈褐黃色,可塑狀態,無層理,含鐵質,屬中壓縮性土.局部地段夾有粉土、粉砂薄層.本層土水平方向上土質較均勻,分布較穩定.9工林土層土的種類本次勘察鉆至最低標高-56.90m,未穿透此層,揭露最大厚度15.00m,頂板標高為-41.47～-41.90m,該層從上而下可分為3個亞層.第一亞層,粉質粘土(力學分層號9a):厚度為4.50～6.00m,呈黃灰色,可塑狀態,無層理,含鐵質,屬中壓縮性土.第二亞層,粉砂(力學分層號9b):厚度為6.50～7.00m,呈灰黃色,密實狀態,無層理,含鐵質,屬中偏低壓縮性土.第三亞層,粉質粘土(力學分層號9c):呈灰黃色,可塑狀態,無層理,含鐵質,屬中壓縮性土.本層土水平方向上土質較均勻,分布較穩定.2.3現場地震影響評價根據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001),本場地抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度為0.15g,屬設計地震第一組.3主要設備的基礎處理方案的選擇3.1主開發層地基的強度主廠房作為主要建筑物,結構形式復雜、荷載大,地基變形控制要求嚴格.上述地層條件表明,各層的天然承載力特征值fak=110～180kPa,強度較低,不宜直接作為天然地基持力層.因此,主廠房地基必須進行處理,采用樁基處理,樁基參數見表1.主廠房±0.00m相當于標高4.00m,基礎埋深在-5.0m左右.3.2樁基礎樁端持力層在埋深約45.00m范圍內,有二個樁端持力層可供選擇.第一樁端持力層為全新統下組陸相沖積層(Q1441al)粉質粘土(力學分層號5a).該層頂板埋深約16.00m.該層土天然含水量w算術平均值約為24.70%,孔隙比e算術平均值約為0.68,壓縮模量Es(1-2)算術平均值約為7.50MPa,標準貫入試驗實測錘擊數N算術平均值約為14.7擊,土質較好,強度較高,分布尚穩定,可用作樁基礎樁端持力層.第二樁端持力層為全新統下組陸相沖積層(Q1441al)粉土(力學分層號5b).頂板埋深起伏較大,為17.50～20.00m,底板埋深約22.50～24.00m.該層土天然含水量w算術平均值約為22.40%,孔隙比e算術平均值約為0.64,壓縮模量Es(1-2)算術平均值約為16.20MPa,標準貫入試驗實測錘擊數N算術平均值約為32.0擊,土質好,強度高,亦可作為樁基礎樁端持力層.3.3前三個階段的基本處理3.3.1樁樁結構及施工一期建設規模為安裝4臺220t/h高壓液態排渣燃煤鍋爐和1臺50MW雙抽冷凝式汽輪發電機組、2臺25MW背壓式汽輪發電機組.主廠房結構采用鋼筋混凝土框架、樓層板現澆,主廠房圍護采用鋼筋混凝土空心墻板,內隔墻采用磚墻.基礎埋深-4.0m.1991年開工建設.主廠房及主要附屬設備基礎、鍋爐基礎采用400mm×400mm預制方樁,樁身混凝土為C35.主廠房基礎、鍋爐基礎采用條形基礎.樁采用打入式施工,錘重45kN.樁長18.4m,錨入基礎50mm,樁端持力層為5a粉質粘土層.根據試樁報告,單樁允許承載力為1200kN.3.3.2樁身混凝土基基礎二期工程擴建1臺135MW超高壓抽凝式汽輪發電機組,配1臺440t/h循環流化床燃煤鍋爐.主廠房圍護采用保溫型復合壓型鋼板,內隔墻采用加氣混凝土砌塊.基礎埋深-4.0m.2003年開工建設.主廠房及主要附屬設備基礎、鍋爐基礎采用400mm×400mm預制方樁,樁身混凝土為C40.主廠房基礎、鍋爐基礎采用條形基礎.樁采用打入式施工,錘重45kN.樁長17.5m,錨入基礎100mm,樁端持力層為5b粉土層.本期未進行試樁,單樁承載力按一期試樁結果.根據沉降觀測資料,自2004年4月至2007年4月主廠房最大沉降量16.55mm,且已沉降穩定.3.3.3樁端持力層及樁端持力層正在建設的三期工程為2×300MW抽汽供熱凝汽式機組,配2臺1025t/h亞臨界燃煤鍋爐.本工程2臺機組計劃分別在2007年年底和2008年3月投產.主廠房圍護采用保溫型復合壓型鋼板,內隔墻采用加氣混凝土砌塊.基礎埋深-5.0m.從三期地質勘察報告看,場地地基土的分布情況及物理力學特性、地基承載力等指標與一、二期場地是基本相近的,從上而下土質漸好,強度漸高.但是一、二期場地粉土層(5b)的分布比較穩定,并采用5b亞層(fak=180kPa)作為樁端持力層,而三期場地粉土層(5b)的分布不穩定,主廠房部位的5b亞層缺失或厚度很薄.因此,本期主廠房基礎不考慮5b亞層作為樁端持力層,而考慮采用6b亞層(fak=170kPa)作為樁端持力層.綜合比較三期推薦采用了Φ500的管樁.樁型號為PHC-AB500(100)-23a,根據試樁報告,單樁豎向抗壓承載力特征值為1395kN.主廠房基礎、鍋爐基礎采用條形基礎.3.3.4突出期主開發樁基方案建議四期建設場地為一期位置,一期除廠前區外所有建(構)筑物全部拆除,本期主廠房A列與一期一致.從本廠三期建設地基處理應用及使用效果看,采用預制方樁和預應力管樁均是可行的.從本期主廠房布置位置看,本期工程是建設在原一期廠房范圍,鍋爐間布置在一期主廠房位置,原有樁基不可能拔出.因此本期樁基方案選擇必須考慮一期已有樁基的情況,做到既利用原有樁基又須滿足主廠房及鍋爐承載力及變形要求.通過二期主廠房的沉降觀測可看出,原樁基方案及持力層選擇正確,最大沉降僅為16.55mm,且沉降已穩定,因此原有樁基是可以再利用的.四期地基處理方案有:1)預制樁基;2)利用原有樁做復合地基.44號主房等重要建筑的樁基方案技術的比較4.1原有樁補樁方案樁型、樁徑及持力層均與一、二期一致,承載力特征值按一期試樁報告.采用此方案是柱基礎利用原有樁,對基礎下沒有樁或樁承載力不夠的位置進行補樁.此方案可充分利用原有樁基.但原有樁基已基本沉降完畢,新樁型在受力狀態下會有不同程度的沉降,同一基礎下既有新樁又有舊樁,對基礎的沉降控制不利.因此該方案不適用于同一建(構)筑物下既有新樁又有舊樁的情況.4.2基地式樁復合地基剛性樁復合地基的概念是在樁上部鋪設褥墊層,使樁和樁共同工作.當基礎承受垂直荷載時,樁和樁間土都要發生沉降變形.樁的承載力(模量)遠比土樁間大,樁比土的變形小,由于基礎下設置了一定厚度的褥墊層,樁可以向上刺入,伴隨這一變化過程,墊層材料不斷調整補充到樁間土上,以保證在任意荷載下樁和樁間土始終參與工作.基于上述復合地基原理,本方案是利用原有樁或補樁(基礎下沒有樁時),上鋪碎石墊層,形成復合地基.此地基處理方案類同于CFG復合地基,它克服了同一