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深层水泥搅拌桩在大型泵站地基处理中的应用(

2016-10-23 01:23 摘要：太浦河泵站工程主泵房建基面在粉质粘土上，土力学强度较低，不能满足泵房对地基的强度和变形要求，必须进行地基处理。经过方案比选，主泵房地基采用水泥搅拌桩处理。检测结果表明，加固后的地基达到了预期的效果。
关键词：地基处理 水泥搅拌桩 单桩承载力 单桩复合地基承载力 1 概述太浦河泵站位于江苏省吴江市太浦河上已建的太浦闸南侧，是太浦河工程的重要组成部分，其修建目的主要是解决枯水年份太湖水位较低时抽取太湖水向下游上海市供水300m3/s，以改善上海水质。主泵房内布置6台斜15°单机50m3/s的斜轴泵，底板长84.87m，宽（顺水流方向）40.45m，采用二机一缝的布置，泵房底板共分三块，单块底板长度为22.50m。进水侧底板底高程-8.05m，出水侧底板底高程-6.45m，底板厚2m。安装间布置在泵房的北端，在泵房的南端布置一座35kv变电站。主泵房建基面在粉质粘土上，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巨厚（大于100m）第四纪河湖相、海相及沼泽相等沉积层，无活动断裂构造分布，区域地质构造稳定，地震基本烈度为ⅵ度。场地区土层的物理力学指标见表1。泵房建基于⑤层土上，⑤层为灰色粉质粘土，标贯击数小于4，压缩系数0.38mpa-1，地基承载力标准值为105kpa，且⑤层属高～中压缩性土，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⑥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层号土层名称土层厚度m湿密度(kn/m3)天然孔隙比天然含水量(%)塑性指数ip液性指数il压缩模量(mpa)地基承载力标准值(kpa)③1粉质粘土0.4~3.120.00.7426.719.40.368.6255③2粉质粘土0.3~5.119.40.8430.514.40.689.4150③3砂壤土0.9~5.219.00.8832.39.214.4120④1轻砂壤土1.5~3.119.00.9033.418.9120⑤粉质粘土4.4~7.519.00.9434.813.91.075.3105⑤’粉质粘土与粉质砂壤土互层18.80.9635.79.27.1110⑥粉质粘土4.0~6.520.50.6523.520.30.1013.7300⑦1重粉质粘土0.4~3.019.60.7727.713.50.512.62003泵房地基处理设计3.1地基处理方案 泵房地基应力计算以二机一联段作为计算单元，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198.9 kpa，最小值为135.3 kpa，平均地基应力为167.1kpa，超过⑤层土的地基承载力标准值。对⑤层土进行宽度修正以后的地基承载力标准值为128.96 kpa，亦不能满足设计要求。⑤层下部为⑥层棕黄、灰绿色粉质粘土，该土层厚约5.2m，土质均一，呈硬塑状态，属中压缩性土，其地基承载力标准值为300kpa，是泵房基础较好的浅层持力层。设计考虑了三个方案进行技术和经济比较，方案一：预制钢筋混凝土方桩方案；方案二：灌注桩方案；方案三：水泥搅拌桩方案。方案投资比较见表2。根据规范可知，水泥搅拌桩一般适用于软弱粘性土和粉性土地基，由于受搅拌机械搅拌能力的限制，一般不适用于地基承载力设计值大于120kpa的粘性土和粉性土，而⑤层灰色粉质粘土经宽深修正，其承载力设计值达128.96 kpa，但经过室内水泥土试验，⑤层土经搅拌以后能达到很好的加固效果，可满足设计的要求。经过综合比较，方案三因其投资省、抗渗效果好以及能较好地适应地基变形等优点而被选为推荐方案。表2 泵房地基处理方案比较表方 案名 称单 位主要工程量投资(万元)