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某发电扩建工程场地地震效应及基础方案研究 摘要：某发电扩建工程位于珠江三角洲佛山市南海区西樵镇以西，需对该地段进行补充勘察。文章以场地为研究对象，分析其工程地质条件及地震效应，结合本工程特点提出了基础方案建议。 下载 关键词：发电场；地震效应；基础方案 中图分类号：P542文献标识码：A文章编号：1006-8937（2011）08-0144-02 某发电扩建工程位于珠江三角洲佛山市南海区西樵镇以西，东北距佛山市城区约30 km，东距西樵镇约10 km，西面与高明区隔江相望。由于扩建工程对冷却塔、循环水泵房及循环水管线等供排水建筑物进行了布置平面图优化，这些建筑物位置移动了大于100 m，需对该地段进行补充勘察。 1区域地质构造与地震特征 补充勘察地段附近场区主要有西江断裂带、江华塘断裂、广从断裂、石碣断裂、?岗断裂，它们均属微弱全新活动或非全新活动断裂，对场地的稳定性无不利影响。根据区域资料，补充勘察地段地震动参数与厂区其它地段相同，即地震动峰值加速度值为0.05 g，相应的抗震设防烈度为6度。 2补充勘察地段岩土工程条件 电厂厂区地貌属珠江三角洲平原，微地貌单元属西江左岸一级阶地。电厂厂区场地原为耕地和鱼塘，在电厂一期建设时已平整，现有场地地形平坦。据现场地质调查，补充勘察场地内未发现地面塌陷等不良地质现象。 根据钻探揭示，勘察地段的主要地层由第四系人工堆积层（Qs）、冲积层（Qal）和下第三系（E）构成。 3水文地质条件 补充勘察地段地形平坦，设有排水沟，地表水排泄通畅，地面无积水，雨季时地表水通过排水沟往西江排泄。场地地下水主要有三类：上层滞水、孔隙承压水和基岩裂隙水。上层滞水主要赋存于填土层及浅部的粘性土层中；孔隙水赋存于粉砂、细砂及圆砾层中，水量丰富，具轻微承压性，地下水与西江水有水力联系，随着西江水位的变化而变化，年水位变幅1.50 m 3.00 m，由西江水及大气降水补给；基岩裂隙水埋藏于强风化基岩的裂隙中，水量不大。补充勘察期间钻孔内混合地下水位埋深为1.80 m3.10 m，相应高程为2.20 m1.01 m，地下水位埋深浅。 4场地和地基地震效应分析 4.1场地土类型 场地土的类型划分及剪切波速范围如下：填土、淤泥质粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉砂1，剪切波速Vs=100 m/s124 m/s，Vs140 m/s，属软弱软土层；粉砂、粉质粘土、粉土1、粉细砂1，剪切波速Vs=145 m/s210 m/s，250 m/sVs140 m/s，属中软土；圆砾属中硬土，剪切波速500Vs250 m/s。 4.2建筑场地类别 场地上覆土层以中软土和软弱土为主，其等效剪切波速250Vse140 m/s，土层厚度10 m45 m，根据建筑抗震设计规范(GB50011-2001)表4.1.6划分，属类建筑场地。厂区场地处于地震不利地段。 4.3地震效应分析 首先，砂土液化的判定。厂区地震设防烈度为6度，一般情况可不考虑砂土液化和软弱土层震陷的问题。由于电厂主要建筑物抗震设防类别属乙类建筑物，可按7度要求进行判别和处理。根据标贯试验结果，稍密状粉砂层的标贯击数值为N4.4击15击，平均值14.0击，按相关公式计算结果表明该砂层大部分为不液化土层，局部为液化土层，按不利条件考虑，细砂层属液化土层；粉细砂1层的标贯击数值为N1.6击14击，平均值5.6击，按上面公式验算结果，该砂层大部分为液化土层，局部为不液化土层，按不利条件考虑，粉细砂1层属液化土层。松散状粉砂1埋深在5.8 m9.0 m之间，计算其临界值Ncr=5.88击10击，而该砂土层标惯基础N=2击5击，平均值3.5击，小于Ncr，为液化层。其次，震陷。场地土层中淤泥质粉质粘土及淤泥质粉质粘土为软弱土，其含水量与孔隙比较高，承载力较小，可能产生震陷变形的影响。补充勘察地段建构筑物采用桩基础是消除液化与震陷的有效措施。 5补充勘察地段地基与基础评价 5.1地基土均匀性评价 补充勘察地段均有填土层分布，基本上属于软土地基；补充勘察地段整个场地地基土层中均有淤泥质粉质粘土分布，该层厚度变化较大；地基土层在水平及垂直方向分布都不均匀，各土层厚度变化较大。总体上，补充勘察地段土层为不均匀的软土地基地。 5.2桩基础 补充勘察整个场地覆盖土层厚度较大，中上部土层强度普遍较低，同时有可液化砂土及震陷软土存在；下部基岩以软质岩为主，产状平缓，层位稳定，岩土工程特性好，建议对冷却塔、水泵房采用桩基础，以下伏稳定的中等风化岩或微风化岩为桩端持力层。桩基类型可选择钻（冲）孔灌注桩及预制桩。预制桩施工方便，施工周期短，质量易保证，能达到较高的单桩承载力，桩端持力层可选择强风化层或圆砾层，该桩型缺点是施工中对土产生挤密效应，同时出现桩斜控制难度大等，但可通过加强管理，取土施工方法等，保证桩的质量。采用钻(冲)孔灌注桩时持力层选择微风化岩层（11），桩端进入持力层深度不小于1倍桩径。灌注桩存在孔底沉渣而导致质量难以控制，以及施工工期长等问题，应采用有效措施控制桩的质量，加快施工速度。 本工程场地覆盖土层厚度大，土层主要为冲洪积淤泥质土、粉质粘土以及粉砂，呈软塑可塑状或松散状，力学强度低，天然地基不能满足上部建筑物荷载要求，须采用桩基础。根据上部建筑物的特点及荷载情况，采用钻（冲）孔灌注桩或高强度预应力管桩。由于下部基岩岩性多样，有粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、砾砂岩等，力学强度相差较大，岩体的风化程度也不均匀，且局部存在风化槽，因此，采用钻（冲）孔灌注桩时桩端必须进入微风化岩层1倍2倍桩径，即0.8 m1.6 m。 5.3复合地基 对于循环水管线地段，其荷载较小，但对沉降变形要求较高，可考虑采用复合地基方案，减少不均匀沉降。根据场地土的特性，复合地基的增强体宜采用刚性桩，尤其是淤泥质土较厚地段，应选用如预制桩、混凝土搅拌桩、或高压旋喷桩等。复合地基主要是处理深度在15 m以内的软土层，处理后的地基承载力可达到180 kPa以上，最终承载力应通过试验确定。 6结论和建议 补充勘察地段区域构造稳定，未发现地面沉陷等不良地质现象，场地稳定。场地抗震设计基本烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05 g，设计地震分组属一组；勘察地段土的类型以软弱土中软场地土为主，场地覆盖层厚度普遍大于20 m，建筑场地类别为类。由于岩体风化不均匀，为了确保钻（冲）孔灌注桩桩端按设计要求全断面嵌入持力层，桩基成孔过程的质量控制与监测工作，确保桩的成桩施工质量，当施工过程中对持力层深度的确定难度较大时，