山地电厂建设规划的特点

山地电厂建设规划的特点

目前，中国大部分电厂安装场地都基于电源点、电源点和现有土地条件，因此建设场地的基本条件很少。场地选择呈现出三个特点：山、海、近、近、近；大海是填充大海，用作建筑材料。附近是拆除现有工厂，并进行扩建。新工厂的柱距和立柱运营能力大于原工厂，但拆除现有工厂的柱基是不可能的。本文系统地论证了原桩基，并提出了一套完整的土地利用方案。1厂区建设概况陈塘庄热电厂一期装机容量100MW,1台50MW双抽凝汽供热机组,1台25MW双抽凝汽供热机组,1台25MW背压供热机组,4台220t/h高压液态排渣燃煤旋风炉.一期工程于1991年5月开工,1996年全部建成投产.二期工程扩建1台135MW超高压抽凝式汽轮发电机组,配1台440t/h循环流化床燃煤锅炉,预留1台135MW机组的扩建场地,2台机组公用设施二期一次建成.三期工程为2×300MW抽汽供热凝汽式机组,配2台1025t/h亚临界燃煤锅炉.四期扩建工程,厂区采用四列式布置格局,由东向西依次为配电装置、主厂房、铁路和煤场.主厂房固定端朝北,扩建端朝南,主厂房A列朝东.根据总图布置,四期主厂房布置在原一期主厂房区域,主厂房A列外道路以及脱硫场地外道路仍沿用一期已有道路,主厂房扩建端仍保留二期已有道路.2地质条件。场地工程的地质条件2.1地面自然地貌拟建陈塘庄热电厂“上大压小”四期扩建工程场地位于河西区陈塘工业区南端、陈塘热电一期场地内,场地内人工填土填垫年限大于10年.地貌类型属平原地区,拟建场地地势平坦,地面标高3.00～4.00m.2.2地层岩性根据勘察资料,该场地埋深60.00m范围内,地基土按成因年代可分为地下9层,按力学性质可进一步划分为15个亚层,现自上而下分述之.1地层厚度.3.3细全场地均有分布,厚度1.90～4.50m,底板标高为1.46～-0.75m,该层从上而下可分为2个亚层.第一亚层,杂填土(力学分层号1a):厚度为0.40～3.00m,呈杂色,松散状态,由砖块、炉灰渣、石子组成.第二亚层,素填土(力学分层号1b):厚度为0.50～1.90m,呈褐黄～褐灰色,可塑状态,粘土、粉质粘土质,含砖渣、石子,属高压缩性土.土质结构性差,欠均匀,填垫年限大于10年.水平方向上分布不连续.2水平分层.层序.排土层压厚度0.90～3.50m,顶板标高为1.46～-0.75m,该层从上而下可分为2个亚层.第一亚层,粘土(力学分层号2a):厚度为0.60～1.50m,呈灰黄色,可塑状态,无层理,含铁质,属中压缩性土.水平方向上分布不连续,局部缺失.本亚层土水平方向上土质较均匀,分布欠稳定.第二亚层,粉质粘土(力学分层号2b):厚度为0.90～2.90m,呈黄灰色,软塑状态,无层理,含铁质,属中压缩性土.本亚层土水平方向上土质较均匀,分布较稳定.3粉质粘土层土厚度8.90～10.60m,顶板标高为-1.34～-2.40m,主要由粉质粘土(力学分层号3)组成,呈灰色,流塑状态,有层理,含蚌壳,属中压缩性土.局部夹有粉土薄层透镜体.本层土水平方向上土质较均匀,分布较稳定.4粉质粘土层土厚度1.80～2.00m,顶板标高为-10.65～-12.23m,主要由粉质粘土(力学分层号4)组成,呈黑灰～浅灰色,软塑～可塑状态,无层理,含腐植物、有机质,属中压缩性土.本层土水平方向上土质较均匀,分布较稳定.5粉质粘土、中土、粉土、粉土、粉土、粉土、粉土、粉土、粉土、粉土分层见表2厚度5.30～7.50m,顶板标高为-12.55～-14.23m,该层从上而下可分为2个亚层.第一亚层,粉质粘土(力学分层号5a):厚度为0.50～3.70m,呈灰黄色,可塑状态,无层理,含铁质,属中压缩性土.局部夹有粉土薄层透镜体.第二亚层,粉土(力学分层号5b):厚度为2.70～5.90m,呈黄褐色,中密～密实状态,无层理,含铁质,属中(偏低)压缩性土.本层土水平方向上土质较均匀,分布较稳定,各亚层土厚度变化较大.6亚层土传统亚层厚度6.00～8.60m,顶板标高为-19.08～-20.64m,该层从上而下可分为2个亚层.第一亚层,粘土(力学分层号6a):厚度为2.00～3.90m,呈灰黄色,可塑状态,无层理,含铁质,属中压缩性土.本亚层土水平方向上土质较均匀,分布欠稳定.第二亚层,粉质粘土(力学分层号6b):厚度为4.50～7.00m,呈灰黄色,可塑状态,无层理,含铁质,属中压缩性土.本亚层土水平方向上土质较均匀,分布较稳定.7粘土质粘土层土厚度4.00～5.80m,顶板标高为-26.34～-27.90m,主要由粘土及粘性大粉质粘土(力学分层号7)组成,呈黄灰色,可塑状态,无层理,含铁质,属中压缩性土.本层土水平方向上土质较均匀,分布较稳定.8粉质粘土层土厚度8.90～9.50m,顶板标高为-31.10～-32.99m,主要由粉质粘土夹粘土(力学分层号8)组成,呈褐黄色,可塑状态,无层理,含铁质,属中压缩性土.局部地段夹有粉土、粉砂薄层.本层土水平方向上土质较均匀,分布较稳定.9工林土层土的种类本次勘察钻至最低标高-56.90m,未穿透此层,揭露最大厚度15.00m,顶板标高为-41.47～-41.90m,该层从上而下可分为3个亚层.第一亚层,粉质粘土(力学分层号9a):厚度为4.50～6.00m,呈黄灰色,可塑状态,无层理,含铁质,属中压缩性土.第二亚层,粉砂(力学分层号9b):厚度为6.50～7.00m,呈灰黄色,密实状态,无层理,含铁质,属中偏低压缩性土.第三亚层,粉质粘土(力学分层号9c):呈灰黄色,可塑状态,无层理,含铁质,属中压缩性土.本层土水平方向上土质较均匀,分布较稳定.2.3现场地震影响评价根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),本场地抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g,属设计地震第一组.3主要设备的基础处理方案的选择3.1主开发层地基的强度主厂房作为主要建筑物,结构形式复杂、荷载大,地基变形控制要求严格.上述地层条件表明,各层的天然承载力特征值fak=110～180kPa,强度较低,不宜直接作为天然地基持力层.因此,主厂房地基必须进行处理,采用桩基处理,桩基参数见表1.主厂房±0.00m相当于标高4.00m,基础埋深在-5.0m左右.3.2桩基础桩端持力层在埋深约45.00m范围内,有二个桩端持力层可供选择.第一桩端持力层为全新统下组陆相冲积层(Q1441al)粉质粘土(力学分层号5a).该层顶板埋深约16.00m.该层土天然含水量w算术平均值约为24.70%,孔隙比e算术平均值约为0.68,压缩模量Es(1-2)算术平均值约为7.50MPa,标准贯入试验实测锤击数N算术平均值约为14.7击,土质较好,强度较高,分布尚稳定,可用作桩基础桩端持力层.第二桩端持力层为全新统下组陆相冲积层(Q1441al)粉土(力学分层号5b).顶板埋深起伏较大,为17.50～20.00m,底板埋深约22.50～24.00m.该层土天然含水量w算术平均值约为22.40%,孔隙比e算术平均值约为0.64,压缩模量Es(1-2)算术平均值约为16.20MPa,标准贯入试验实测锤击数N算术平均值约为32.0击,土质好,强度高,亦可作为桩基础桩端持力层.3.3前三个阶段的基本处理3.3.1桩桩结构及施工一期建设规模为安装4台220t/h高压液态排渣燃煤锅炉和1台50MW双抽冷凝式汽轮发电机组、2台25MW背压式汽轮发电机组.主厂房结构采用钢筋混凝土框架、楼层板现浇,主厂房围护采用钢筋混凝土空心墙板,内隔墙采用砖墙.基础埋深-4.0m.1991年开工建设.主厂房及主要附属设备基础、锅炉基础采用400mm×400mm预制方桩,桩身混凝土为C35.主厂房基础、锅炉基础采用条形基础.桩采用打入式施工,锤重45kN.桩长18.4m,锚入基础50mm,桩端持力层为5a粉质粘土层.根据试桩报告,单桩允许承载力为1200kN.3.3.2桩身混凝土基基础二期工程扩建1台135MW超高压抽凝式汽轮发电机组,配1台440t/h循环流化床燃煤锅炉.主厂房围护采用保温型复合压型钢板,内隔墙采用加气混凝土砌块.基础埋深-4.0m.2003年开工建设.主厂房及主要附属设备基础、锅炉基础采用400mm×400mm预制方桩,桩身混凝土为C40.主厂房基础、锅炉基础采用条形基础.桩采用打入式施工,锤重45kN.桩长17.5m,锚入基础100mm,桩端持力层为5b粉土层.本期未进行试桩,单桩承载力按一期试桩结果.根据沉降观测资料,自2004年4月至2007年4月主厂房最大沉降量16.55mm,且已沉降稳定.3.3.3桩端持力层及桩端持力层正在建设的三期工程为2×300MW抽汽供热凝汽式机组,配2台1025t/h亚临界燃煤锅炉.本工程2台机组计划分别在2007年年底和2008年3月投产.主厂房围护采用保温型复合压型钢板,内隔墙采用加气混凝土砌块.基础埋深-5.0m.从三期地质勘察报告看,场地地基土的分布情况及物理力学特性、地基承载力等指标与一、二期场地是基本相近的,从上而下土质渐好,强度渐高.但是一、二期场地粉土层(5b)的分布比较稳定,并采用5b亚层(fak=180kPa)作为桩端持力层,而三期场地粉土层(5b)的分布不稳定,主厂房部位的5b亚层缺失或厚度很薄.因此,本期主厂房基础不考虑5b亚层作为桩端持力层,而考虑采用6b亚层(fak=170kPa)作为桩端持力层.综合比较三期推荐采用了Φ500的管桩.桩型号为PHC-AB500(100)-23a,根据试桩报告,单桩竖向抗压承载力特征值为1395kN.主厂房基础、锅炉基础采用条形基础.3.3.4突出期主开发桩基方案建议四期建设场地为一期位置,一期除厂前区外所有建(构)筑物全部拆除,本期主厂房A列与一期一致.从本厂三期建设地基处理应用及使用效果看,采用预制方桩和预应力管桩均是可行的.从本期主厂房布置位置看,本期工程是建设在原一期厂房范围,锅炉间布置在一期主厂房位置,原有桩基不可能拔出.因此本期桩基方案选择必须考虑一期已有桩基的情况,做到既利用原有桩基又须满足主厂房及锅炉承载力及变形要求.通过二期主厂房的沉降观测可看出,原桩基方案及持力层选择正确,最大沉降仅为16.55mm,且沉降已稳定,因此原有桩基是可以再利用的.四期地基处理方案有:1)预制桩基;2)利用原有桩做复合地基.44号主房等重要建筑的桩基方案技术的比较4.1原有桩补桩方案桩型、桩径及持力层均与一、二期一致,承载力特征值按一期试桩报告.采用此方案是柱基础利用原有桩,对基础下没有桩或桩承载力不够的位置进行补桩.此方案可充分利用原有桩基.但原有桩基已基本沉降完毕,新桩型在受力状态下会有不同程度的沉降,同一基础下既有新桩又有旧桩,对基础的沉降控制不利.因此该方案不适用于同一建(构)筑物下既有新桩又有旧桩的情况.4.2基地式桩复合地基刚性桩复合地基的概念是在桩上部铺设褥垫层,使桩和桩共同工作.当基础承受垂直荷载时,桩和桩间土都要发生沉降变形.桩的承载力(模量)远比土桩间大,桩比土的变形小,由于基础下设置了一定厚度的褥垫层,桩可以向上刺入,伴随这一变化过程,垫层材料不断调整补充到桩间土上,以保证在任意荷载下桩和桩间土始终参与工作.基于上述复合地基原理,本方案是利用原有桩或补桩(基础下没有桩时),上铺碎石垫层,形成复合地基.此地基处理方案类同于CFG复合地基,它克服了同一