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【摘 要】 电力建筑地基处理技术是一项实践性很强的应用技术。采用先进的技术进行合理的地基方案选型，能有效降低电力土建工程造价。不同地区土类型不同，地基处理应综合考虑土质条件、建筑结构、荷载特征、施工技术条件及场地周围环境、检测条件等因素确定安全可靠、技术先进、经济合理、施工方便的地基处理方案，以达到节省投资、加快进度的目的，取得良好的技术、经济和社会效益。
【关键词】 地基处理；电力建设；夯实水泥土桩；CFG桩；支盘灌注桩
1 概述
建筑地基处理技术是一门综合性技术，我国在电力建设中的建筑地基处理方面取得了巨大成就，从国外引进的地基处理技术也得到迅速发展。采用8000kN·m高能级强夯法或夯实水泥土桩法处理20m厚自重湿陷性黄土地基；采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）法处理上部较浅较软地基；采用支盘灌注桩法处理软土及膨胀土地基；采用预应力高强混凝土管桩（PHC桩）法或大功率振冲碎石桩法处理液化地基；采用人工挖孔大直径扩底灌注桩法处理山区地基；采用振冲法和强夯法相结合的方法处理沿海地基等等；这些技术水平已经达到国内外地基处理技术的先进水平。
我国电力建设已经进入单机600MW级甚至1000MW级大型机组为电网主力机组和核能发电技术高速发展时期，电力土建工程建（构）筑物高、大、重、深的特点越来越突出，对建筑地基承载力和变形要求越来越高，特别是设备及管道对地基不均匀沉降要求更加严格。今后越来越多的发电厂址分布在沿海软土地区、内地山区、湿陷性黄土地区、膨胀土地区、液化土地区和其他特殊土地基上，不得不采取各种地基处理措施来满足设备功能建设的需要。建筑地基处理费用也越来越高，2×300MW级发电机组工程平均地基处理费用约5000万元～6000万元，2×600MW级发电机组工程平均地基处理费用约7000万元～8000万元，2×1000MW级发电机组工程平均地基处理费用更高些。地基处理费用占建筑工程总造价的比例，已由以往的1/5上升到1/3左右。因此我们研究先进的地基基础设计技术和选用合理的地基处理方案，对电力建设控制工程造价是一个十分重要的课题，存在技术创新的广阔天地。
2 用变形控制方法进行地基计算
地基计算主要分承载力计算和变形计算两部分。设计师依据勘测报告中的工程地质条件，地基承载力计算可以按常规的宽深修正后使用也可略显保守使用，但建筑物的沉降不应大于地基变形允许值，即基础设计的合理性是根据地基变形来检验的。我们要正确理解控制地基变形计算满足生产工艺和建筑功能要求的基本思路。对于地基计算的平均承载力不超过地基承载力、最大压力值不超过地基承载力的1.2倍的设计要求，并不等于说非把地基承载力用足，用多少合适，应根据地基变形计算结果而定。在GB50007-2002建筑地基基础设计规范中也充分体现了这个原则。当地基变形计算结果大于地基变形允许值时，应降低基底附加应力，亦即地基承载能力指标应降低使用。在选择地基处理方案时，应充分考虑地基变形的协调性，尤其是扩建工程，应优先考虑扩建工程地基方案与前期的协调一致性。只有这样，我们在确定地基设计方案时才有可能与国际先进理论和技术接轨，在结构安全方面与国际先进水平具有相同的起点。
3 地基处理新技术
我国工程技术人员认真总结近年来建筑地基处理技术方面的经验，形成了更多适合于中国国情和特有资源的新方法。在JGJ 79-2002建筑地基处理技术规范中新增加了五种新的地基处理方法：1）强夯置换法；2）水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）法；3）夯实水泥土桩法；4）石灰桩法；5）柱锤冲扩桩法。在JGJ 94-2008建筑桩基技术规范中提出注重概念设计，新增加了减少差异沉降和承台内力的变刚度调平设计；后注浆灌注桩承载力计算与施工工艺，最近十几年在电力建筑工程中推广使用的支盘灌注桩法。这些都是在建筑领域原有方法基础上发展的创新成果。
我们应从具体工程的实际出发，研究和掌握上述地基处理新技术，在新建电力建筑地基处理和既有建筑地基基础加固方面不断总结经验，按照技术先进、经济合理和就地取材的原则，优选适宜的地基处理方案，提高地基处理水平。
4 地基处理新技术应用实例
4.1某地火电厂工程二期案例
在火电厂二期（2×600MW机组）工程中，主厂房地基处理中采用了夯实水泥土桩法。
一期工程主厂房按4×300MW机组区域进行了整片强夯处理，主厂房范围内为8000kN·m强夯能级。二期主厂房距离一期扩建端24m，A列向南移12.6m。为尽可能利用一期工程已有的地基土处理成果，节省处理时间，节约处理费用，将扩建端局部置于非夯区，其余部分布置在已整片处理过的8000kN·m强夯能级土上。
通过对已强夯处理过的主厂房建筑地基的地基承载力特征值、压缩模量等物理力学指标的分析，主厂房基础可直接坐在已强夯过的地基土上，但需对扩建端非夯区进行局部处理，节省3个月～4个月的地基处理时间。
在非夯区，地基处理采用夯实水泥土桩。夯实水泥土桩通过冲击或沉管挤土成孔，用机械夯实填料，改变了原土体受力结构，形成新的密实体受力结构，达到消除湿陷、提高地基承载力的目的，适宜在本工程中使用。夯实水泥土桩法是以土治土，与一期强夯法处理的地基土工程特性指标相近，地基变形容易协调。经计算，夯实水泥土桩长取12m，与8000kN·m强夯消除湿陷的深度基本一致，这样沉降容易协调。
火电厂二期主厂房建筑工程非夯区地基处理采用夯实水泥土桩方案，在技术上是可行的，时间上是节省的，造价上是节约的，实际应用效果良好，地基承载力实测值和基础沉降量均较理想。
4.2某电厂一期工程案例
电厂一期工程（1×135MW機组），上部土为较软的粉土及粉质粘土，下部为较硬的粉细砂。主厂房地基选定CFG桩复合地基，桩长3.5m～11m，以粉细砂做持力层，桩间距1.5m，检测结果均符合设计要求，使用效果良好。
CFG桩长范围可以为3m～25m，可全桩长发挥桩的侧摩阻力，桩承担的荷载占总荷载的40%～70%，使得复合地基承载力具有很大可调性。进行设计时，可通过改变CFG桩长、桩间距等来达到不同的复合地基承载力。特别是天然地基承载力较低，而设计要求的承载力较高，用柔性桩复合地基一般难以满足设计要求，而CFG桩复合地基则比较容易实现。
CFG桩受力性能亦刚亦柔，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种半刚性桩型。在外载作用下，大部分荷载由桩承受，桩周摩阻力首先发挥作用，桩周摩阻力得到充分发挥，端阻力逐渐增高。同时，桩顶褥垫层发挥调节作用，桩间土与桩身进入共同工作状态，逐渐形成复合地基。另外，CFG桩不配筋，桩体可利用工业废料粉煤灰和石屑作为掺合料，降低了工程造价。
值得注意的问题：1）在桩端为砂土的情况下，最小桩间距过小，容易串孔，质量不易保证；2）对淤泥质土应通过现场试验确定其适用性。
参考文献：
[1]王铁宏.全国重大工程项目地基处理工程实录[M].北京：中国建筑工业出版社，1998.
[2]冯仲仁，朱瑞赓.我国高速公路软基处理研究的现状与展望[J].武汉理工大学学报，2002，24（1）：78-80.
[3]张思军.支盘灌注桩的作用机理及应用研究[D].南京：河海大学土木工程学院，2005.
[4]吴尚荣，梁焕新.碎石桩在液化地基中的应用[J].化工设计，2008，18（4）：42-44.
[5]肖洪伟，肖兵.输电线路大直径人工挖孔扩底桩基础的承载力试验研究[J].电力建设，2004，25（8）：45-50.
[6]贺迎喜，董志良，王伟智.沙特RSGT码头项目吹填珊瑚礁地基加固处理[J].水运工程，2010（10）：100-104.
【关键词】 地基处理；电力建设；夯实水泥土桩；CFG桩；支盘灌注桩
1 概述
建筑地基处理技术是一门综合性技术，我国在电力建设中的建筑地基处理方面取得了巨大成就，从国外引进的地基处理技术也得到迅速发展。采用8000kN·m高能级强夯法或夯实水泥土桩法处理20m厚自重湿陷性黄土地基；采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）法处理上部较浅较软地基；采用支盘灌注桩法处理软土及膨胀土地基；采用预应力高强混凝土管桩（PHC桩）法或大功率振冲碎石桩法处理液化地基；采用人工挖孔大直径扩底灌注桩法处理山区地基；采用振冲法和强夯法相结合的方法处理沿海地基等等；这些技术水平已经达到国内外地基处理技术的先进水平。
我国电力建设已经进入单机600MW级甚至1000MW级大型机组为电网主力机组和核能发电技术高速发展时期，电力土建工程建（构）筑物高、大、重、深的特点越来越突出，对建筑地基承载力和变形要求越来越高，特别是设备及管道对地基不均匀沉降要求更加严格。今后越来越多的发电厂址分布在沿海软土地区、内地山区、湿陷性黄土地区、膨胀土地区、液化土地区和其他特殊土地基上，不得不采取各种地基处理措施来满足设备功能建设的需要。建筑地基处理费用也越来越高，2×300MW级发电机组工程平均地基处理费用约5000万元～6000万元，2×600MW级发电机组工程平均地基处理费用约7000万元～8000万元，2×1000MW级发电机组工程平均地基处理费用更高些。地基处理费用占建筑工程总造价的比例，已由以往的1/5上升到1/3左右。因此我们研究先进的地基基础设计技术和选用合理的地基处理方案，对电力建设控制工程造价是一个十分重要的课题，存在技术创新的广阔天地。
2 用变形控制方法进行地基计算
地基计算主要分承载力计算和变形计算两部分。设计师依据勘测报告中的工程地质条件，地基承载力计算可以按常规的宽深修正后使用也可略显保守使用，但建筑物的沉降不应大于地基变形允许值，即基础设计的合理性是根据地基变形来检验的。我们要正确理解控制地基变形计算满足生产工艺和建筑功能要求的基本思路。对于地基计算的平均承载力不超过地基承载力、最大压力值不超过地基承载力的1.2倍的设计要求，并不等于说非把地基承载力用足，用多少合适，应根据地基变形计算结果而定。在GB50007-2002建筑地基基础设计规范中也充分体现了这个原则。当地基变形计算结果大于地基变形允许值时，应降低基底附加应力，亦即地基承载能力指标应降低使用。在选择地基处理方案时，应充分考虑地基变形的协调性，尤其是扩建工程，应优先考虑扩建工程地基方案与前期的协调一致性。只有这样，我们在确定地基设计方案时才有可能与国际先进理论和技术接轨，在结构安全方面与国际先进水平具有相同的起点。
3 地基处理新技术
我国工程技术人员认真总结近年来建筑地基处理技术方面的经验，形成了更多适合于中国国情和特有资源的新方法。在JGJ 79-2002建筑地基处理技术规范中新增加了五种新的地基处理方法：1）强夯置换法；2）水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）法；3）夯实水泥土桩法；4）石灰桩法；5）柱锤冲扩桩法。在JGJ 94-2008建筑桩基技术规范中提出注重概念设计，新增加了减少差异沉降和承台内力的变刚度调平设计；后注浆灌注桩承载力计算与施工工艺，最近十几年在电力建筑工程中推广使用的支盘灌注桩法。这些都是在建筑领域原有方法基础上发展的创新成果。
我们应从具体工程的实际出发，研究和掌握上述地基处理新技术，在新建电力建筑地基处理和既有建筑地基基础加固方面不断总结经验，按照技术先进、经济合理和就地取材的原则，优选适宜的地基处理方案，提高地基处理水平。
4 地基处理新技术应用实例
4.1某地火电厂工程二期案例
在火电厂二期（2×600MW机组）工程中，主厂房地基处理中采用了夯实水泥土桩法。
一期工程主厂房按4×300MW机组区域进行了整片强夯处理，主厂房范围内为8000kN·m强夯能级。二期主厂房距离一期扩建端24m，A列向南移12.6m。为尽可能利用一期工程已有的地基土处理成果，节省处理时间，节约处理费用，将扩建端局部置于非夯区，其余部分布置在已整片处理过的8000kN·m强夯能级土上。
通过对已强夯处理过的主厂房建筑地基的地基承载力特征值、压缩模量等物理力学指标的分析，主厂房基础可直接坐在已强夯过的地基土上，但需对扩建端非夯区进行局部处理，节省3个月～4个月的地基处理时间。
在非夯区，地基处理采用夯实水泥土桩。夯实水泥土桩通过冲击或沉管挤土成孔，用机械夯实填料，改变了原土体受力结构，形成新的密实体受力结构，达到消除湿陷、提高地基承载力的目的，适宜在本工程中使用。夯实水泥土桩法是以土治土，与一期强夯法处理的地基土工程特性指标相近，地基变形容易协调。经计算，夯实水泥土桩长取12m，与8000kN·m强夯消除湿陷的深度基本一致，这样沉降容易协调。
火电厂二期主厂房建筑工程非夯区地基处理采用夯实水泥土桩方案，在技术上是可行的，时间上是节省的，造价上是节约的，实际应用效果良好，地基承载力实测值和基础沉降量均较理想。
4.2某电厂一期工程案例
电厂一期工程（1×135MW機组），上部土为较软的粉土及粉质粘土，下部为较硬的粉细砂。主厂房地基选定CFG桩复合地基，桩长3.5m～11m，以粉细砂做持力层，桩间距1.5m，检测结果均符合设计要求，使用效果良好。
CFG桩长范围可以为3m～25m，可全桩长发挥桩的侧摩阻力，桩承担的荷载占总荷载的40%～70%，使得复合地基承载力具有很大可调性。进行设计时，可通过改变CFG桩长、桩间距等来达到不同的复合地基承载力。特别是天然地基承载力较低，而设计要求的承载力较高，用柔性桩复合地基一般难以满足设计要求，而CFG桩复合地基则比较容易实现。
CFG桩受力性能亦刚亦柔，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种半刚性桩型。在外载作用下，大部分荷载由桩承受，桩周摩阻力首先发挥作用，桩周摩阻力得到充分发挥，端阻力逐渐增高。同时，桩顶褥垫层发挥调节作用，桩间土与桩身进入共同工作状态，逐渐形成复合地基。另外，CFG桩不配筋，桩体可利用工业废料粉煤灰和石屑作为掺合料，降低了工程造价。
值得注意的问题：1）在桩端为砂土的情况下，最小桩间距过小，容易串孔，质量不易保证；2）对淤泥质土应通过现场试验确定其适用性。
参考文献：
[1]王铁宏.全国重大工程项目地基处理工程实录[M].北京：中国建筑工业出版社，1998.
[2]冯仲仁，朱瑞赓.我国高速公路软基处理研究的现状与展望[J].武汉理工大学学报，2002，24（1）：78-80.
[3]张思军.支盘灌注桩的作用机理及应用研究[D].南京：河海大学土木工程学院，2005.
[4]吴尚荣，梁焕新.碎石桩在液化地基中的应用[J].化工设计，2008，18（4）：42-44.
[5]肖洪伟，肖兵.输电线路大直径人工挖孔扩底桩基础的承载力试验研究[J].电力建设，2004，25（8）：45-50.
[6]贺迎喜，董志良，王伟智.沙特RSGT码头项目吹填珊瑚礁地基加固处理[J].水运工程，2010（10）：100-104.