无论是任何工程，地基的处理都关系到整个工程的建筑质量，因此具有十分重要的作用。对于陕西华电杨凌一期2×350MW热电工程亦是如此。我国在热电工程地基处理方面已经有了一定的研究，并且在工程地基处理上取得了很大的成绩。所以，在本工程的地基处理中，要根据已有的研究，并根据具体的地形地貌和地层岩石的具体情况，来对陕西华电杨凌一期2×350MW热电工程的地基处理方案进行分析和研究。

 

　　一.地形地貌的不良性作用

 

　　该工程地段主要建（构）筑物为间接空冷塔、主厂房、变电站、烟气脱硫等建（构）筑物。该地段地貌单元属于渭河Ⅱ级阶地。在岩土勘察期间，该地段已进行整平，地形平坦开阔，整体呈现西高东低走势，最大高差约0.5m，地面高程451.89～452.39m。

 

　　根据勘探结果，该地段未见严重不良地质作用。

 

　　二.地层岩石及分布特征

 

　　根据前期勘察资料并结合本次勘察结果，该地段揭露的地层岩性主要为：素填土、黄土状粉质黏土、古土壤、黄土、细中砂、圆砾及卵石等，现将其分布及特征叙述如下：

 

　　①素填土（Q4ml）：杂色，稍密，稍湿，土质不均，主要成份以黄土状粉质黏土为主，含少量植物根系及腐殖质。该层土在该地段内分布及厚度都不均匀，无规律，一般厚度0.4～4.2m，平均厚度1.13m，层底面标高448.08m～452.65m。

 

　　②黄土状粉质黏土（Q4a1+pl）：褐黄色，稍湿，可塑，垂直节理及针状孔隙发育，可见大孔隙，表层含少量植物根系及腐殖质，局部混有少量钙质结核。常规压力下，该层土具有轻微～中等湿陷性，属于非自重湿陷性土。该层土在该地段均有分布，厚度较均，一般厚度5.5～10.0m，平均厚度8.7m，层底面标高441.84m～443.25m。

 

　　④古土壤（Q3el）：棕红色，稍湿，硬塑，土质不均，呈团块状，垂直节理及针状孔隙发育，可见大孔隙，含有大量钙质结核，局部钙质结核聚集，可见白色菌丝及蜗牛壳。该层土在该地段分布及厚度较均，一般厚度2.4～5.0m，平均厚度4.0m，层底面标高437.44m～440.39m。

 

　　⑤黄土（Q3eol）：褐黄色～灰黄色，稍湿，可塑，土质较均，具垂直节理，局部可见铁锰矿物斑点，混有少量钙质结核。该层土在该地段均有分布，厚度较均，一般厚度1.6～3.9m，平均厚度2.91m，层底面标高434.79m～436.45m。

 

　　⑥细中砂（Q3a1）：灰黄色，湿～饱和，密实，主要矿物成份以石英、长石为主，砂质不纯净，含有较多圆砾及少量卵石。该层土出露于砾、卵石层顶面，局部缺失，一般厚度0.4～1.4m，平均厚度0.72m，层底面标高433.74m～435.65m。

 

　　⑥-1粉土（Q3a1）：浅灰色，稍湿～湿，中密，土质较均，混少量粉细砂。该层在该地段分布不均，以薄层或透镜体形式存在，一般厚度0.3～1.2m，平均厚度0.65m，层底面标高433.96m～435.74m。

 

　　三.地基处理方案分析

 

　　由上述可知，本工程虽然没有不良的地质作用，但是其地层岩性种类多，分布较均匀，给本项目的地基处理带来了一定的难度。在此提出了几个该工程的地基处理方案，希望能够为该工程的地基处理方案提供一定的借鉴。

 

　　（1）天然地基

 

　　根据设计专业提供的资料，拟建场地的整平标高在451.0m～452.70m之间，基础埋深在-2.0m～-8.5m之间。根据本次勘察结果，地基持力层主要为②、②-1、③层黄土状粉质黏土。②、②-1、③层土具有轻微～中等湿陷性，不宜直接作为建（构）筑物的天然地基。因此，拟建场地不适宜采用天然地基。

 

　　（2）桩基

 

　　根据设计专业提供的资料，拟对间冷塔（冷却塔、烟囱、脱硫塔）采取干作业旋挖成孔灌注桩，桩径拟采取φ800mm或φ600mm。根据本次勘察结果，桩端持力层可选择⑦层卵石作为桩端持力层。该层土呈密实状态，颗粒级配好，厚度大于20m，是良好的桩端持力层。但该层土在局部地段有⑦-2、⑦-3层粉质黏土、细中砂薄夹层或透镜体，建议在桩长选择时考虑其不利因素的影响。

 

　　根据《湿陷性黄土地区建筑规范》GBJ50025-2004，在非自重湿陷性黄土场地采用桩基础时，湿陷性黄土的侧阻力按饱和状态下的正侧阻力考虑。在自重湿陷性黄土场地，除不计正侧阻力外，尚应扣除中性点以上桩侧的负摩擦力。对于②-1、③层自重湿陷性黄土，建议桩侧极限负摩擦力按20kPa考虑。

 

　　（3）复合地基

 

　　根据设计专业提供的资料，可以采取灰土挤密桩或DDC桩复合地基处理。根据本次勘察结果，对该湿陷性黄土场地，处理深度可选择⑤、⑥或⑦层作为持力层消除地基的全部湿陷量，也可根据上部建（构）筑物结构类别并结合各层土的湿陷起始压力或控制剩余湿陷量等综合确定。根据本工程试桩报告，当桩径为400mm，有效桩长9.0m，桩间距1.2m，等边三角形布桩，灰土挤密桩复合地基的地基承载力特征值可取240kPa，压缩模量可取41.5MPa。这样不冷满足大型间冷塔的地基承载力要求，而且间冷塔底部直径大，不均匀沉降对其影响大，建议不采用复合地基。

 

　　四、冷却塔结构桩基内力分析

 

　　本工程采用有限元软件ANSYS建立了冷却塔的有限元模型，并进行结构内力分析。根据《建筑桩基设计规范》（JGJ94—2008），对桩基水平、竖向承载力验算，应采用荷载效应标准组合，考虑到间冷塔结构的对称性，取0°～180°的23组桩，每组14根桩的计算结果分析，三种工况下，桩基竖向、水平承载力最大均位于72°处。桩基最大轴力及最大水平力均由风荷载组合工况作用而产生，为非地震工况控制。竖向轴力非地震工况最大值为-3010.62kN，地震工况最大值为-2563.49kN。水平力非地震工况最大值为324.872kN，地震工况为215.676kN。最大竖向力发生在73.64°。

 

　　对于本工程，地基承载力验算的荷载工况组合为：S=1.1G+1.0W/β+0.6T，竖向地基反力最大值为57.8kPa<130kPa，位于66.5°和295.6°，地基承载力满足要求。

 

　　在对主要桩基内力进行分析时，得出非地震工况下内力比地震工况下内力大，非地震工况下，最大水平内力为324.872kN，最大竖向轴力为-3010.62kN，最大竖向力发生在73.64°满足考虑群桩效应情况下，单桩的水平及竖向承载力。同时对地基承载力和上拔力进行了验算，均满足设计要求。

 

　　结语：综上所述，在陕西华电杨凌一期2×350MW热电工程中，通过地质勘察，虽然地形地貌没有不良作用，但是其施工场地岩层种类多，且分布不均匀，为本工程的地基处理带来了很大的难度。所以，为了提高工程质量，相关建设部门必须要加强对地基处理的重视和研究，同时从该工程的多个角度、多个方面进行分析和研究，从而研究出更好、更有利于陕西华电杨凌一期2×350MW热电工程的地基处理方案，促进我国热电工程领域的发展和进步，为我国热电工程的发展奠定坚实的基础。