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1、<p> 電排站穿堤涵地基處理設(shè)計(jì)解析</p><p> 摘要:在軟土地基上修建穿堤建筑物,基礎(chǔ)處理是一個(gè)難點(diǎn),基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的關(guān)健是解決變形協(xié)調(diào)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(fù)合地基技術(shù)。 </p><p> 關(guān)鍵詞:電排站、穿堤涵地基、處理、設(shè)計(jì)解析 </p><p> 中圖分類號(hào): TU47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(gòu)筑結(jié)構(gòu)物時(shí),通常就需要對(duì)地基進(jìn)行加固,以保證結(jié)構(gòu)的安全。該電排站在建造時(shí),曾考慮過地基加固的 </p><p> 問題,并實(shí)施過相應(yīng)的處理,但經(jīng)歷幾十年后,這些處理措施己經(jīng)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(duì)于進(jìn)行地基加固,通常采用的方法有許多種,如地基基礎(chǔ)托換技術(shù)、灌漿技術(shù)加固、加大基礎(chǔ)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(hào)24+116處。防洪標(biāo)準(zhǔn)按50年一遇洪水位設(shè)計(jì),排澇標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇24h暴雨3d排干,設(shè)計(jì)排水流量9. 5m3/s,安裝3臺(tái)ZQ4050-6型潛水泵,總裝機(jī)容量為1200kW,電排站具備抽排與自排聯(lián)合運(yùn)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(shè)沉陷縫分節(jié),縫間設(shè)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(zhǎng)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(zhǎng)65m,分7節(jié)。 </p><p> 根據(jù)該工程地質(zhì)勘察報(bào)告成果,穿堤涵所在場(chǎng)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(xì)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(zhì)土:灰黑色,含較多粉細(xì)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(zhì)為主,稍密狀態(tài),透水性較強(qiáng)。層厚5~6m,層底高程約23m;④全---強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r:灰黃色粘土夾礫石狀,中密的密實(shí)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(zhì)鉆探孔有關(guān)參數(shù)見表1: </p><p><b> 表1 </b></p><p><b> 2
6、、設(shè)計(jì)計(jì)算 </b></p><p> 電排站堤外設(shè)計(jì)水位為9.75m,校核水位為11.90m堤內(nèi)設(shè)計(jì)水位為2.50m,校核水位為3.20m。穿堤涵上部堤頂設(shè)計(jì)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(zhì)土層,地基承載力特征值70KPa。 </p><p> 承載力及沉降計(jì)
7、算的天然地基, 較厚淤泥層出現(xiàn)在兩座穿堤涵中,16~18m的層厚,基底應(yīng)力和沉降量應(yīng)首先根據(jù)天然地基條件進(jìn)行計(jì)算,提供依據(jù)給地基處理。根據(jù)水壓力、上部填土、汽車荷載等,通過計(jì)算,基底壓力最大應(yīng)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(yīng)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(zhì)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(jìn)行地基處理。 </p><p> 2、根據(jù)各種地基處理方法的適用條件進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案,在本工程基礎(chǔ)處理中選擇復(fù)合地基,設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)柔性樁復(fù)合地基方案與剛性樁復(fù)合地基方案進(jìn)行比較。我們選用的剛性樁復(fù)合地基為預(yù)制鋼筋混凝土方樁與樁間土構(gòu)的復(fù)合地基,擠土樁是預(yù)制混凝土方樁形式;選用的柔性樁復(fù)合地基為CFG樁與樁間土構(gòu)成復(fù)合地基,非擠土樁是根據(jù)成樁方法CFG樁的形式組
9、成。由于在電排站穿堤涵區(qū)內(nèi)普遍分布厚層淤泥質(zhì)土,其具有力學(xué)強(qiáng)度極低、高含水率、土質(zhì)軟弱、高壓縮性的特點(diǎn),因此,標(biāo)貫修正擊數(shù)N為3,如果N取4時(shí),容易產(chǎn)生振動(dòng)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(jià),并且能更好控制地基協(xié)調(diào)變形。設(shè)計(jì)采用CFG樁復(fù)合地基被,除了樁距與樁長(zhǎng)要滿足我們復(fù)合地基承載力以外,最終還需滿足沉降控制。 </p><p> 3、承臺(tái)的灌漿確定,灌漿技術(shù)是用氣壓或液壓將無機(jī)或有機(jī)化
10、學(xué)漿液注入土中,使地基固化,起到提高地基土強(qiáng)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(cè),交錯(cuò)布置3個(gè)灌漿孔,底每隔lm布置1個(gè)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(jīng)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(jié)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(fù)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(chǔ)范圍內(nèi),樁徑取500mm,根據(jù)堤防的特殊性及穿堤涵基礎(chǔ)上部荷載呈梯形分
12、布的特點(diǎn),樁距布置取中間密兩邊疏,樁頂和基礎(chǔ)之間設(shè)C10素混凝土墊層厚10cm。壓力涵順?biāo)鞣较驑毒?.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(zhǎng)20m,共107根樁;排水涵順?biāo)鞣较驑毒?.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(zhǎng)18m,共108根樁。復(fù)合地基與基礎(chǔ)的關(guān)系見圖3: </p><p><b> 圖3 &
13、lt;/b></p><p> 5、計(jì)算問題的處理 </p><p> 機(jī)排閘壓力池設(shè)計(jì)水位5.65m,最高運(yùn)行水位6.34m泵站設(shè)計(jì)流量19.2m3/s,根據(jù)地形條件、建筑物布置情況及行洪排澇要求,機(jī)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(jì)算: </p><p> 根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》SL265-2001閘室總凈寬與河道寬度的關(guān)系、
14、建筑物與出水渠銜接條件等要求,經(jīng)計(jì)算確定機(jī)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(jù)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(jì)算: </p><p> 根據(jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范SL265-2001閘室總凈寬與河道寬度的關(guān)系,建筑物與出水渠銜接條件等要求,經(jīng)計(jì)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(jù)泵站運(yùn)用情況,選取以下幾種控制工況的荷載組合進(jìn)行建筑物抗滑穩(wěn)定計(jì)算,荷載組合及穩(wěn)定計(jì)算成果見表2: </p><p><b> 表2 </b></p><p> 根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》SL265-2001抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)由下式計(jì)算: </p><p> 本工程中所采用長(zhǎng)螺
16、旋鉆機(jī)成孔,在我們的施工過程中,出現(xiàn)了三處串樁的現(xiàn)象,通過分析原因,主要原因是不良的地質(zhì)條件。通過分析與判斷成樁的質(zhì)量,我們的設(shè)計(jì)中采取了補(bǔ)樁措施,在出現(xiàn)串樁附近的時(shí)候,增加一條8~12m的短樁,因此,較好地解決了問題。從工程實(shí)踐來看,CFG樁復(fù)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(shè)計(jì),基礎(chǔ)處理是一個(gè)難點(diǎn),可根據(jù)各種地基
17、處理方法的適用條件,合理確定基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循變形控制原則,重視建筑物與堤防之間的變形協(xié)調(diào)。 </p><p><b> 參考文獻(xiàn): </b></p><p> [1].楊光華.涂金良.軟土地基上灑閘基抽處理的現(xiàn)狀及對(duì)策.[J].廣東水利水電.2010 </p><p> [2].錢寧.水閘設(shè)計(jì)規(guī)范.[J].中國水利水電出成社20
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