電排站穿堤涵地基處理設計解析

1、<p>　　電排站穿堤涵地基處理設計解析</p><p>　　摘要：在軟土地基上修建穿堤建筑物，基礎處理是一個難點，基礎設計的關健是解決變形協調的問題。電排站穿提涵軟土地基處理，是用水泥粉煤灰碎石樁CFG樁復合地基技術。 </p><p>　　關鍵詞：電排站、穿堤涵地基、處理、設計解析 </p><p>　　中圖分類號： TU47 文獻標識碼： A <

2、;/p><p>　　鑒于軟弱地基存在的這些問題，在軟弱地基上構筑結構物時，通常就需要對地基進行加固，以保證結構的安全。該電排站在建造時，曾考慮過地基加固的 </p><p>　　問題，并實施過相應的處理，但經歷幾十年后，這些處理措施己經基本失效，必須采取新的加固處理措施，保持電排站的功能持續(xù)發(fā)揮。對于進行地基加固，通常采用的方法有許多種，如地基基礎托換技術、灌漿技術加固、加大基礎底面積加固法等

3、。 </p><p>　　一、舉例闡述1、電排站地址位于某江左岸樁號24+116處。防洪標準按50年一遇洪水位設計，排澇標準為10年一遇24h暴雨3d排干，設計排水流量9. 5m3/s，安裝3臺ZQ4050-6型潛水泵，總裝機容量為1200kW，電排站具備抽排與自排聯合運行的功能，泵房為堤后式，穿堤涵包括壓力涵及排水涵，均為混凝土方涵，其縱向設沉陷縫分節(jié)，縫間設止水，兩涵中心線相距12.0m。壓力涵孔口尺寸為2孔

4、3.OmX2.5m(寬X高)，總長61. 0m，分6節(jié)。排水涵孔口尺寸為2孔2.5m X 3. 0m(寬X高)，總長65m，分7節(jié)。 </p><p>　　根據該工程地質勘察報告成果，穿堤涵所在場地土層除表層填土外，由上至下依次為:①粘土:棕黃色，含少量粉細砂，可塑狀態(tài)，透水性弱。層厚2~6m，層底高程在0~2m之間；②淤泥質土:灰黑色，含較多粉細砂及少量腐蝕植物，高含水率，高壓縮性，軟塑--流塑狀態(tài)，透水性弱。

5、層厚16~18m，層底高程約18m；③砂卵石:雜色，砂粒以粗砂為主，卵石以砂巖質為主，稍密狀態(tài)，透水性較強。層厚5~6m,層底高程約23m；④全---強風化灰?guī)r:灰黃色粘土夾礫石狀，中密的密實狀態(tài)，中等透水性。層厚2~4m，層底高程在25~27m之間。工程地質鉆探孔有關參數見表1： </p><p><b>　　表1 </b></p><p><b>　　2

6、、設計計算 </b></p><p>　　電排站堤外設計水位為9.75m，校核水位為11.90m堤內設計水位為2.50m，校核水位為3.20m。穿堤涵上部堤頂設計填土高程為13.lOm，堤頂寬6m，壓力基底高程2.lOm，層厚約3m，為粘土層，地基承載力特征值230KPa；自流排水基底高程0.30m，淤泥質土層，地基承載力特征值70KPa。 </p><p>　　承載力及沉降計

7、算的天然地基, 較厚淤泥層出現在兩座穿堤涵中，16~18m的層厚，基底應力和沉降量應首先根據天然地基條件進行計算，提供依據給地基處理。根據水壓力、上部填土、汽車荷載等，通過計算，基底壓力最大應力為181.5kPa，在天然地基條件下，它小于地基允許承載力；自流基底最大應力288. 8kPa，大于修正后的地基承載力特征值，并且大于地基允許承載力200.7kPa。兩座穿堤涵的沉降差與最大沉降量:沉降量均小于天然土質地基，并且不易超過15cm，

8、不宜超過5cm的規(guī)范要求，是相鄰部位的最大沉降差，需要進行地基處理。 </p><p>　　2、根據各種地基處理方法的適用條件進行基礎設計方案，在本工程基礎處理中選擇復合地基，設計時對柔性樁復合地基方案與剛性樁復合地基方案進行比較。我們選用的剛性樁復合地基為預制鋼筋混凝土方樁與樁間土構的復合地基，擠土樁是預制混凝土方樁形式；選用的柔性樁復合地基為CFG樁與樁間土構成復合地基，非擠土樁是根據成樁方法CFG樁的形式組

9、成。由于在電排站穿堤涵區(qū)內普遍分布厚層淤泥質土，其具有力學強度極低、高含水率、土質軟弱、高壓縮性的特點，因此，標貫修正擊數N為3，如果N取4時，容易產生振動液化，綜合考慮穿堤涵基底淤泥沉降及不均勻沉降以及工程造價，并且能更好控制地基協調變形。設計采用CFG樁復合地基被，除了樁距與樁長要滿足我們復合地基承載力以外，最終還需滿足沉降控制。 </p><p>　　3、承臺的灌漿確定，灌漿技術是用氣壓或液壓將無機或有機化

10、學漿液注入土中，使地基固化，起到提高地基土強度、消除其濕陷性或防滲堵漏作用的一種加固方法。本工程采用沿伸縮縫兩側，交錯布置3個灌漿孔，底每隔lm布置1個孔位，鉆制直徑30~5Omm透孔見圖1： </p><p><b>　　圖1 </b></p><p>　　管床灌漿按間隔孔序分兩期施工。將灌漿鋼管插入穿透孔中(鋼管經鉆孔制 </p><p>

11、　　作，管身布滿漿液噴射孔，前端裝有錐形帽，土體固結灌漿深度取1.8m，將軟管接上灌漿鋼管，通過高壓注漿泵灌注M15水泥砂漿，漿液從鋼管中噴出，由漿液與流道管外的土體混合凝固后形成水泥土，復合管床見圖2： </p><p><b>　　圖2 </b></p><p>　　4、CFG樁布置在穿堤涵基礎范圍內，樁徑取500mm，根據堤防的特殊性及穿堤涵基礎上部荷載呈梯形分

12、布的特點，樁距布置取中間密兩邊疏，樁頂和基礎之間設C10素混凝土墊層厚10cm。壓力涵順水流方向樁距2.5~3.0m，垂直水流方向樁距3.5m，按三角形布樁，樁端僅到砂卵石面層，平均樁長20m，共107根樁；排水涵順水流方向樁距2.5~3.7m，垂直水流方向樁距3.0m，按三角形布樁，樁端深人砂卵石層5m，平均樁長18m，共108根樁。復合地基與基礎的關系見圖3： </p><p><b>　　圖3 &

13、lt;/b></p><p>　　5、計算問題的處理 </p><p>　　機排閘壓力池設計水位5.65m，最高運行水位6.34m泵站設計流量19.2m3/s，根據地形條件、建筑物布置情況及行洪排澇要求，機排閘為無壓淹沒出流，按《涵洞》第二版中無壓涵洞過流能力公式計算： </p><p>　　根據《水閘設計規(guī)范》SL265-2001閘室總凈寬與河道寬度的關系、

14、建筑物與出水渠銜接條件等要求，經計算確定機排涵閘斷面為2孔2.7m x 3.5m。 </p><p>　　立交涵洞為自排和灌溉引水通道，根據建筑物布置情況以及排水灌溉的要求，立交涵閘為有壓出流，按涵洞第二版中有壓涵洞過流能力公式計算： </p><p>　　根據水閘設計規(guī)范SL265-2001閘室總凈寬與河道寬度的關系，建筑物與出水渠銜接條件等要求，經計算確定立交涵閘斷面為2孔2.7m x

15、1.9m。 </p><p>　　荷載組合根據泵站運用情況，選取以下幾種控制工況的荷載組合進行建筑物抗滑穩(wěn)定計算，荷載組合及穩(wěn)定計算成果見表2： </p><p><b>　　表2 </b></p><p>　　根據《水閘設計規(guī)范》SL265-2001抗滑穩(wěn)定安全系數由下式計算: </p><p>　　本工程中所采用長螺

16、旋鉆機成孔，在我們的施工過程中，出現了三處串樁的現象，通過分析原因，主要原因是不良的地質條件。通過分析與判斷成樁的質量，我們的設計中采取了補樁措施，在出現串樁附近的時候，增加一條8~12m的短樁，因此，較好地解決了問題。從工程實踐來看，CFG樁復合地基不僅有效地提高了地基承載力，而且可以較好地避免地基的有害沉降，防止地基滲透變形。 </p><p>　　總之，軟基上的穿堤涵設計，基礎處理是一個難點，可根據各種地基

17、處理方法的適用條件，合理確定基礎設計方案。設計時應遵循變形控制原則，重視建筑物與堤防之間的變形協調。 </p><p><b>　　參考文獻: </b></p><p>　　[1].楊光華.涂金良.軟土地基上灑閘基抽處理的現狀及對策.[J].廣東水利水電.2010 </p><p>　　[2].錢寧.水閘設計規(guī)范.[J].中國水利水電出成社20