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摘要:软土是指天然含水量大、压缩性高、强度低、而渗透性低的一种软塑到流塑状态的粘性土。软土地基上的建筑物最大问题是承载力问题,因此软土地基处理显得尤其必要,但在考虑地基满足承载力、稳定、变形等要求外,也适当结合经济合理等因素。本文就某软弱地基上的泵站工程,提出合理处理建议。
关键词:软土地基处理桩基粉喷桩
1工程概述
根据设计要求,该泵站由进水渠道、排涝进水闸、排涝前池、泵房、引水前池、排涝出水涵等组成。
2地质条件
拟建泵站场地地貌单元为河漫滩类型区,上部软土层较厚,根据勘探揭露地层,土层自上而下分述如下;
堤身填土,灰黄,松散~稍密/软可,稍湿,砂壤土夹轻粉质壤土为主。堤高6.40m。
①1层砂壤土、轻粉质壤土,灰黄、灰,稍密,夹中、重粉质壤土。与①层淤泥质重粉质壤土呈互层状,属中等压缩性土。单层厚度1.10~7.1m。
①层淤泥质重粉质壤土,灰,软塑,夹薄层砂壤土,含贝壳、腐殖物,与①1层砂壤土多为互层。该层以淤质土为主,属高压缩性土。单层厚度1.80~6.8m。
③层中粉质壤土,灰,可塑,夹砂壤土薄层,见有腐殖物及贝壳,属中等压缩性土。本层分上下两部分,上层厚度一般3.20~4.70,底高程1.33~-1.11m,下层厚度一般2.9~6.0。
③1层砂壤土,灰,稍密,饱和,夹中粉质壤土,该层为3层中夹层。属中等压缩性土。层厚2.4~7.0m。
③2层淤泥质重粉质壤土,灰,软塑,以淤泥质为主,夹薄层极细砂、砂壤土,属高压缩性土。层厚1.4~4.5m。
④层极细砂,灰,中~密实,饱和,夹粉质壤土薄层,含砂礓、砾石,属中等压缩性土。本层未揭穿,可见最大层厚24.50m。
各土层主要参数建议值见下表。
各土层指标建议值表
层序 地层名称 承载力标准值 压缩模量 饱快 固快 渗透系数 摩擦系数
凝聚力 内摩擦角 凝聚力 内摩擦角
kPa MPa kPa φ kPa φ cm/s f
①1 砂壤土 95 6.0 10 17 3.60E-04 0.28
① 淤泥质重粉质壤土 70 2.5 15 5 12 8 1.00E-06 0.25
③ 中粉质壤土 130 5.0 25 10 22 16 4.50E-05 0.32
③1 砂壤土 90 4.5 10 15 2.50E-04 0.27
③2 淤泥质重粉质壤土 85 3.5 18 6 12 8 1.00E-06 0.25
④ 极细砂、细砂 200 13 1.00E-03 0.42
场地抗震设防烈度为Ⅶ度,根据《水工建筑物抗震设计规范》,站址区场地土为中软场地土类型,场地类别为Ⅱ类,特征周期为0.30s。
场地①1层砂壤土地质年代为第四系全新统地层,粘粒含量在3.0%~9.9%,平均为5.9%,按抗震规范计算,属液化土,因此地基应进行必要的抗液化处理。
3地质评价及地基处理
3.1站房土层评价及处理措施
根据设计要求,该泵站由进水渠道、排涝进水闸、排涝前池、泵房、引水前池、排涝出水涵等组成,
泵房基建面高程为4.76m,其底板位于①层淤泥质重粉质壤土底部,该层标贯击数一般在1~3击,强度低,承载力在70kPa;下部③层土强度稍高,标贯击数一般在7~9击,承载力在130kPa,其顶板距泵房建基面大约1m左右;③1層砂壤土、③2层淤泥质重层强度低,且分布不均匀,不可作为基础持力层;④层极细砂,局部夹薄层粉质壤土、砂壤土,中密~密实,强度高,压缩性低,是基础的良好持力层,但深度大,一般是地面下25m左右。
根据《泵站设计规范》GB/ T50265-97规定,标贯击数小于4击的粘性土地基,不得采用天然地基,考虑到泵站在完建期的基底压力平均170 kPa,①层、③层及③1层、③2层土的承载力均不能满足设计要求,考虑到作为桩端持力的④极细砂埋藏深,粉喷桩成桩质量较难保证,故建议采用桩基础,以④层极细砂为桩端持力层,桩端宜深入④层极细砂3~5m,桩型为钻孔灌注桩,桩长22~25m。
3.2其他附属建筑物土层评价及处理措施
排涝出水闸翼墙、前池翼墙、排涝进水闸闸翼墙底板在5.0~9.0m间,位于①1层砂壤土或①层淤泥质重粉质壤土中,两层土质强度均较低,地基应力一般100~140kPa均大于天然地基承载力,不宜采用天然地基,故建议采用粉喷桩处理地基,以下部③层中粉质壤土,为桩端持力层,桩长可为8m。进水闸、防洪闸闸室荷载较小,可采用天然地基。
4结论和建议
1.地质勘察人员在野外数据采集,地层划分等环节需认真把握,是勘察报告的依据。
2.内业资料的整理和分析,一定要与设计人员多沟通,了解建筑物结构、荷载等基本情况,从而对不同地基提出合理的处理建议。
3.本工程就泵站不同部位采取桩基及粉喷桩等基础型式,巧妙利用③层作为粉喷桩桩端持力层,从而取得较为经济合理的效果。
参考文献 [1]工程地质手册(第四版) 中国建筑工业出版社
[2] 《水利水电工程地质勘察规范》 GB50487-2008
[3] 《泵站设计规范》 GB/T 50266-97
关键词:软土地基处理桩基粉喷桩
1工程概述
根据设计要求,该泵站由进水渠道、排涝进水闸、排涝前池、泵房、引水前池、排涝出水涵等组成。
2地质条件
拟建泵站场地地貌单元为河漫滩类型区,上部软土层较厚,根据勘探揭露地层,土层自上而下分述如下;
堤身填土,灰黄,松散~稍密/软可,稍湿,砂壤土夹轻粉质壤土为主。堤高6.40m。
①1层砂壤土、轻粉质壤土,灰黄、灰,稍密,夹中、重粉质壤土。与①层淤泥质重粉质壤土呈互层状,属中等压缩性土。单层厚度1.10~7.1m。
①层淤泥质重粉质壤土,灰,软塑,夹薄层砂壤土,含贝壳、腐殖物,与①1层砂壤土多为互层。该层以淤质土为主,属高压缩性土。单层厚度1.80~6.8m。
③层中粉质壤土,灰,可塑,夹砂壤土薄层,见有腐殖物及贝壳,属中等压缩性土。本层分上下两部分,上层厚度一般3.20~4.70,底高程1.33~-1.11m,下层厚度一般2.9~6.0。
③1层砂壤土,灰,稍密,饱和,夹中粉质壤土,该层为3层中夹层。属中等压缩性土。层厚2.4~7.0m。
③2层淤泥质重粉质壤土,灰,软塑,以淤泥质为主,夹薄层极细砂、砂壤土,属高压缩性土。层厚1.4~4.5m。
④层极细砂,灰,中~密实,饱和,夹粉质壤土薄层,含砂礓、砾石,属中等压缩性土。本层未揭穿,可见最大层厚24.50m。
各土层主要参数建议值见下表。
各土层指标建议值表
层序 地层名称 承载力标准值 压缩模量 饱快 固快 渗透系数 摩擦系数
凝聚力 内摩擦角 凝聚力 内摩擦角
kPa MPa kPa φ kPa φ cm/s f
①1 砂壤土 95 6.0 10 17 3.60E-04 0.28
① 淤泥质重粉质壤土 70 2.5 15 5 12 8 1.00E-06 0.25
③ 中粉质壤土 130 5.0 25 10 22 16 4.50E-05 0.32
③1 砂壤土 90 4.5 10 15 2.50E-04 0.27
③2 淤泥质重粉质壤土 85 3.5 18 6 12 8 1.00E-06 0.25
④ 极细砂、细砂 200 13 1.00E-03 0.42
场地抗震设防烈度为Ⅶ度,根据《水工建筑物抗震设计规范》,站址区场地土为中软场地土类型,场地类别为Ⅱ类,特征周期为0.30s。
场地①1层砂壤土地质年代为第四系全新统地层,粘粒含量在3.0%~9.9%,平均为5.9%,按抗震规范计算,属液化土,因此地基应进行必要的抗液化处理。
3地质评价及地基处理
3.1站房土层评价及处理措施
根据设计要求,该泵站由进水渠道、排涝进水闸、排涝前池、泵房、引水前池、排涝出水涵等组成,
泵房基建面高程为4.76m,其底板位于①层淤泥质重粉质壤土底部,该层标贯击数一般在1~3击,强度低,承载力在70kPa;下部③层土强度稍高,标贯击数一般在7~9击,承载力在130kPa,其顶板距泵房建基面大约1m左右;③1層砂壤土、③2层淤泥质重层强度低,且分布不均匀,不可作为基础持力层;④层极细砂,局部夹薄层粉质壤土、砂壤土,中密~密实,强度高,压缩性低,是基础的良好持力层,但深度大,一般是地面下25m左右。
根据《泵站设计规范》GB/ T50265-97规定,标贯击数小于4击的粘性土地基,不得采用天然地基,考虑到泵站在完建期的基底压力平均170 kPa,①层、③层及③1层、③2层土的承载力均不能满足设计要求,考虑到作为桩端持力的④极细砂埋藏深,粉喷桩成桩质量较难保证,故建议采用桩基础,以④层极细砂为桩端持力层,桩端宜深入④层极细砂3~5m,桩型为钻孔灌注桩,桩长22~25m。
3.2其他附属建筑物土层评价及处理措施
排涝出水闸翼墙、前池翼墙、排涝进水闸闸翼墙底板在5.0~9.0m间,位于①1层砂壤土或①层淤泥质重粉质壤土中,两层土质强度均较低,地基应力一般100~140kPa均大于天然地基承载力,不宜采用天然地基,故建议采用粉喷桩处理地基,以下部③层中粉质壤土,为桩端持力层,桩长可为8m。进水闸、防洪闸闸室荷载较小,可采用天然地基。
4结论和建议
1.地质勘察人员在野外数据采集,地层划分等环节需认真把握,是勘察报告的依据。
2.内业资料的整理和分析,一定要与设计人员多沟通,了解建筑物结构、荷载等基本情况,从而对不同地基提出合理的处理建议。
3.本工程就泵站不同部位采取桩基及粉喷桩等基础型式,巧妙利用③层作为粉喷桩桩端持力层,从而取得较为经济合理的效果。
参考文献 [1]工程地质手册(第四版) 中国建筑工业出版社
[2] 《水利水电工程地质勘察规范》 GB50487-2008
[3] 《泵站设计规范》 GB/T 50266-97