分析某泵站\水闸工程的地基处理_水闸地基处理常用方法
时间：2019-05-17 03:27:50 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：随着城市发展和规划对水利工程等施工方面要求越来越高，泵站已不仅仅局限于其本身的功能要求，还需要满足用户在方方面面的其它要求，本文以搅拌桩在某泵站水闸地基工程中实施的涝泵站为例，介绍了此类工程 的一些设计思路和要点，希望能给同类工程一些启示和帮助。
关键词：地基处理 , 泵站
Abstract: with the development of city planning and construction of water conservancy project requirements more and more high, pumping station itself has not only confined to the function requirement, also need to satisfy the users in all aspects of other requirements, this paper to mix pile in a pump station foundation engineering of the gate of the implementation of the waterlogged pump station as an example, this paper introduces some of the design thought such project and the key points, the hope can give some enlightenment and help the similar engineering.
Keywords: foundation treatment, pump station
中图分类号：TU47 文献标识码：A文章编号：
1 概述
某泵站水闸主泵房内布置3台Φ1600斜30°斜式机组，单机8.65m3/s，底板长25m，宽（顺水流方向）26m，采用整底板布置。进水侧底板底高程-3.9m，出水侧底板底高程-1.70m，底板厚1.2m。安装间布置在泵房的西端。水闸共两孔，单孔净宽5米，闸室总宽13米，长18.3米。建筑物建基面在粉砂土上，土层物理力学指标较低，天然地基无法满足泵房上部结构对地基的强度和变形要求，必须进行地基处理。
2 工程地质条件
场地区地层为第四系堆积物发育，按成因类型划分为素填土层、海陆交互相沉积层，残积土等组成，基岩为白垩系泥质粉砂岩，无活动断裂构造分布，区域地质构造稳定，场地20m范围内②-2粉砂层、②-3粉质粘土层、②-4淤泥质土层属软弱场地土，场地类型属Ⅲ类，粉砂层液化等级为严重液化，叛定该场地属于对抗震不利地段。根据国标《建筑抗震设计规范》,本地区抗震设防烈度为7度。
泵房、水闸建基于粉砂层土上，灰色，饱和，松散，标贯击数1.8，压缩系数0.34Mpa-1，地基承载力标准值为70Kpa，且②-2层为液化土层，②-3、②-4属高压缩性土，天然地基不能满足泵房上部结构对地基的强度和变形要求，由于软土厚度较大，不宜用换（填）土处理。同时对②-2层下伏软弱下卧层需进行强度及变形验算。
表1地基土物理力学性质指标
3 泵房地基处理设计
3.1地基处理方案
泵房、水闸建筑物地基应力普遍在70~130Kpa之间，计算以泵房整体作为计算单元，经过计算，控制工况为完建工况，泵房在控制工况时基底应力最大值为120 kPa，最小值为100 kPa，平均地基应力为110kPa，超过②-2层土的地基承载力标准值。②-2、②-3、②-4、②-5层下部为③层紫红色粉质粘土，3层属中等压缩性土层，但厚度较小且层位不稳定；4－1层强度高，承载力高，可作为建筑物良好的桩基础持力层。
根据本场地的岩土条件、场地周围环境，并结合建筑物结构特点，可选用预应力管桩、钻孔灌注桩和深层水泥搅拌桩复合地基三种基础型式。预应力管桩桩身质量易保证，有利于充分发挥岩土承载力，但考虑到站址场地交通不便，运输困难，故暂不考虑预应力管桩基础。仅从技术及经济角度对深层水泥搅拌桩和钻孔灌注桩地基处理方案进行分析和比较，详见表。
φ500深层水泥搅拌钻至3粉质粘土层，3缺层时钻至4-1强风化泥质粉砂岩，桩长11~15m，加权平均桩长约为14m，按间距1×1m布置，泵房和水闸闸室之下共布桩928根（不含地下连续墙），按42.04元/米（市场价）单价计算，φ600钻孔灌注桩钻至4-1强风化泥质粉砂岩，桩长17.5~15m，加权平均桩长约为16m，单桩竖向承载力特征值为1060KN，约按5d间距约3×3m布置，泵房和水闸闸室共布桩123根，按400元/米（市场价）单价计算：
表2 泵房、水闸地基处理方案比较表
从技术角度出发，深层水泥搅拌桩和钻孔桩两种桩型均能满足承载力、沉降量要求，又能解决土层液化问题；从经济角度出发，φ500深层水泥搅拌桩基础较φ600钻孔桩基础造价省，且水泥搅拌桩基础为复合地基，可加固和改善表层不良地基土，防止深层滑动，可以增加地基的侧向承载力，并能提高地基土的防渗性能。对于粉砂地基，利用水泥搅拌桩地下连续墙将闸基四周封闭，可防止地基液化，故枢纽建筑物选择采用φ500深层水泥搅拌桩复合地基是最优方案。
3.2地基处理设计
水泥搅拌桩桩型采用单头搅拌桩（断面为直径0.5m），固化剂采用425#普通硅酸盐水泥，水泥掺入量选用15%，设计桩长11～15m，进入3层持力层0.5～1m。
3.2.1水泥搅拌桩单桩竖向承载力标准值 确定
根据《建筑地基处理技术规范》，单桩竖向承载力标准值 按下列二式计算，并取其中的较小值。
式中，η为强度折减系数； 为室内加固土试块的无侧限抗压强度平均值；Ap为桩的截面积； 为桩周土的平均摩擦力；qp为桩端天然地基土的承载力标准值；α为桩端天然地基土的承载力折减系数；Up 为桩周长；l为桩长。
根据本工程的“水泥土检测试验报告”，水泥掺量为18%，龄期为90天的水泥土无侧限抗压强度 =2.50MPa，桩长考虑伸入持力层0.8m~1m，经计算，单桩竖向承载力标准值由摩擦桩控制 =147.3kN。
3.2.2复合地基的承载力标准值 确定及桩位布置
根据《建筑地基处理技术规范》，复合地基的承载力标准值 由下式计算：
式中，fs,k为桩间天然地基土承载力标准值；β为桩间土承载力折减系数（本工程取0.1）；m为面积置换率。
经计算，面积置换率m=20%时复合地基的承载力标准值 =159.6kPa。根据泵房地基应力分析，平均地基应力110kPa
