振冲法处理海外电站主厂房区域地基液化实践与探讨

3.2 地基处理方案经济性分析

根据本工程地基土特征条件，换填法、强夯法以及刚性桩法处理饱和粉细砂严重液化地基都存在一些技术上的难题。

振冲法处理地基液化，是一种“以土治土”的方法，与其他地基加固方法相比，具有施工周期短、成本相对较低的优势。同时，振冲法施工无需大量开挖和回填，减少了施工对环境的影响。

3.3 地基处理方案选用

综上，本电站主厂房区域液化地基土推荐振冲法处理方案。

4 振冲碎石桩承载力估算

根据《建筑地基处理技术规范》[2]JGJ79-2012第7.1.5条1款规定，散体材料增强体复合地基承载力特征值按估算公式7.1.5-1进行计算：

fspk=[1+m（n-1）]fsk

式中：fspk—复合地基承载力特征值（kPa）；

fsk—处理后桩间土承载力特征值（kPa），可按地区经验确定；

n—复合地基桩土应力比，可按地区经验确定；

m—面积置换率，m=d2/de2；d为桩身平均直径（m），de为一根桩分担的处理地基面积的等效；等边三角形布桩de=1.05s，s为桩间距。

结合地区经验，参考《电力工程地基处理技术规程》[3]DL∕T5024-2020第7.2.10条规定，处理后桩间土承载力特征值，取层①粉细砂承载力特征值100kPa的1.3倍，即换算承载力特征值为130kPa；复合地基桩土应力比，取3。

振冲碎石桩桩径0.8m，有效桩长8m，桩间距1.8m，则面积置换率为0.18。

经计算复合地基承载力特征值取180kPa。

5 加固效果评估

主厂房工程桩按桩直径0.8m、桩间距1.8m、有效桩长8m振冲碎石桩进行设计并实施。主厂房区域：汽机房及集控楼1305根，燃机基座及余热锅炉1221根，合计2526根。依据《建筑地基检测技术规范》[4]JGJ340-2015所做的复合地基静载试验、标准贯入试验及重型动力触探试验结果来看，复合地基承载力特征值不小于180kPa，处理后消除了地基液化影响，桩体密实程度为密实。

振冲法施工后，地基土的相对密实度显著提高，细砂层的抗液化能力得到增强。

碎石桩与周围土体形成的复合地基，有效提高了地基的承载力和稳定性。

6 讨论

6.1 桩长建议

6.1.1 最短桩长

1 按照《建筑地基处理技术规范》[2]JGJ79-2012第7.2.2条5款5）规定，桩长不宜小于4m；

2 根据《建筑地基基础设计规范》[5]GB50007-2011第3.0.3条注1：地基主要受力层系指条形基础底面下深度为3b（b为基础底面宽度），独立基础下为1.5b，且厚度均不小于5m的范围；

3 建议振冲碎石桩桩长不宜小于5m。

6.1.2 最长桩长

1 从提高承载力的角度看，基于振冲碎石桩向深层传递荷载的能力有限，当桩长超过地基主要受力层厚度范围以后，提高承载力的作用发挥不显著，桩长过长则不大划算；

2 从消除地基液化的角度看，振冲碎石桩的处理效果蛮明显，以处理液化深度作为桩长的选用限制条件，可供同行作参考；

3 以液化特征深度为20m，基础埋深2m考虑，则有效桩长18m比较适宜。

6.1.3 桩长合理化建议

综上，振冲法桩长范围建议为5m～18m。

6.2 振冲碎石桩承载力估算参数取值建议

6.2.1 按照《建筑地基处理技术规范》[2]JGJ79-2012第7.1.5条1款规定，散体材料增强体复合地基承载力特征值估算公式fspk=[1+m（n-1）]fsk中：fsk为处理后桩间土承载力特征值。

6.2.2 在某些工程案例中，振冲碎石桩处理后的复合地基承载力特征值检测结果反而小于处理前天然地基承载力特征值。其原因之一，估算取值时采用桩顶处土的地基承载力特征值，而在地基主要受力层厚度范围内可能存在软弱夹层。

6.2.3 根据地基主要受力层厚度基底下不小于5m范围的规定，本工程为层①、层②、层②1粉细砂层，其承载力特征值分别为100kPa、150kPa和120kPa。估算时用层①粉细砂层承载力特征值100kPa，即3者中的最小值，检测结果表明没有问题。

讨论：按照规范的有关规定，复合地基承载力检测，其数值是在控制载荷板绝对沉降不超过某个限值之下而得到的，也就是说沉降反映出主要受力层厚度范围内土层变形的叠加，其中亦包括了主要受力层厚度范围内的软弱土层变形。换句话说，主要受力层厚度范围内土层的加权压缩模量越大，变形越小，则承载力越高，承载力的大小与变形成反比。

6.2.4 振冲碎石桩之处理后桩间土承载力特征值应取桩上端5m范围内的加权值较为合理。工程上方便起见，建议振冲碎石桩之处理后桩间土承载力特征值取桩上端5m范围内土层的最小值。

7 结论

振冲法作为一种有效的地基加固技术，在处理海外电站主厂房区域地基液化方面具有显著优势。通过合理的施工方案和质量控制措施，可以显著提高地基的承载力和抗液化能力，确保电站主厂房的稳定性和安全性。未来，随着振冲法技术的不断发展和完善，其在海外电站等大型基础设施建设中的应用前景将更加广阔。

参考文献：

[1]《建筑抗震设计标准》GB/T50011-2010（2024年版）[S]．

[2]《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012[S]．

[3]《电力工程地基处理技术规程》DL∕T5024-2020[S]．

[4]《建筑地基检测技术规范》JGJ340-2015[S]．

[5]《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011[S]．