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        五河泵站進(jìn)水閘土層地基承載力特征值的確定方法

        2011-08-07 06:25:42陳理勇
        治淮 2011年11期
        關(guān)鍵詞:層底壤土粉質(zhì)

        陳理勇

        (安徽省淮河河道管理局 蚌埠 233000)

        1 工程概況

        五河泵站是洪澤湖抬高蓄水位影響處理工程組成部分,站址位于五河縣城南約4km,淮北大堤內(nèi)側(cè)的東陵莊南,在原郜湖泵站位置拆除重建。

        泵站建筑物包括進(jìn)水閘、前池、站身、壓力水箱、穿堤涵洞等。土建工程按排澇、引水流量50m3/s一次建設(shè)完成,近期按排澇、引水流量30m3/s選配機(jī)泵及電氣設(shè)備等。泵站主副廠房采用灌注樁加固,建基面高程3.7m(1985國(guó)家高程基準(zhǔn))。

        2 工程地質(zhì)條件

        根據(jù)安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院《五河泵站施工圖設(shè)計(jì)階段工程地質(zhì)勘察報(bào)告》五河泵站站址區(qū)的地層主要由第四系沖、洪積形成。根據(jù)勘探揭露,地層自上而下分7層,現(xiàn)描述如下。

        堤身填土層:其主要成分為中、重粉質(zhì)壤土,灰黃色,軟塑~軟可塑。分布淮河堤上,層厚6.40m,層底高程15.80m左右。

        1-1 層:淤泥,灰黑色,軟~流塑,含腐殖物,在進(jìn)水池內(nèi)主要由淤泥及少量塊石等組成,防洪閘出口及淮河河道內(nèi)主要為淤泥及沖淤泥砂等,層厚0.60~1.60m,層底高程9.60~13.74m。

        1層:中、重粉質(zhì)壤土夾砂壤土,局部互層狀,灰黃、灰色,軟塑/松散,表層1~2m可塑,下部軟塑,屬中等偏高壓縮性土。層厚1.00~7.90m,層底高程7.60~10.51m。

        2層:淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土夾薄層輕粉質(zhì)壤土~砂壤土,局部互層狀,灰色,軟塑/松散,含腐殖物及螺絲、貝殼,屬高壓縮性土。層厚3.40~6.30m,層底高程3.00~5.96m。

        3層:重、中粉質(zhì)壤土,下部以中、輕粉質(zhì)壤土為主,灰綠、灰黃色,硬可塑~軟可塑,上部1~2m硬可塑,下部軟可塑。屬中等偏高性壓縮土。層厚2.00~4.00m,層底高程-0.48~1.71m。

        4層:淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土夾輕~砂壤土,局部為互層狀,灰色,軟塑/稍密,屬高壓縮性土。層厚5.50~9.50m,層底高程-7.79~-5.30m。

        5層:重粉質(zhì)壤土,灰色,軟可塑,局部硬可塑,底部夾大量螺類貝殼等,屬中等偏高壓縮性土。層厚1.40~5.10m,層底高程-11.11~-8.40m。

        6層:細(xì)砂,下部為中砂,灰色,中~密實(shí),上部2~3m夾薄層壤土,稍密,局部孔揭露有10~15cm砂礓石,屬中等壓縮性土。未揭穿,揭露最大厚度37.1m,相應(yīng)底高程-46.66m。

        3 試驗(yàn)方法

        地基土靜載荷試驗(yàn)采用直徑80cm的承壓板,試驗(yàn)基坑寬度不小于承壓板寬度或直徑的三倍。應(yīng)保持試驗(yàn)土層的原狀結(jié)構(gòu)和天然濕度,宜在擬試壓表面用粗砂或中砂層填平,其厚度不超過(guò)20mm。

        本次試驗(yàn)加荷分級(jí)為10級(jí),第一級(jí)加載量為40kPa,以后每級(jí)加載量為20kPa,加載直至滿足終止加載條件。每級(jí)加載后,按間隔 10min、10min、10min、15min、15min,以后為每隔半小時(shí)測(cè)讀一次沉降量,當(dāng)在連續(xù)2h內(nèi),每小時(shí)的沉降量小于0.1mm時(shí),則認(rèn)為已趨穩(wěn)定,可加下一級(jí)荷載。當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí),即可終止加載:承壓板周圍的土明顯地側(cè)向擠出;沉降s急驟增大,荷載~沉降(p~s)曲線出現(xiàn)陡降段;在某一級(jí)荷載下,24h內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定;沉降量與承壓板寬度或直徑之比大于或等于0.06。

        檢測(cè)系統(tǒng)及過(guò)程如下:

        砌磚垛挖試坑→安裝千斤頂→架設(shè)載荷承臺(tái)→加載荷→安裝檢驗(yàn)用儀表→檢驗(yàn)測(cè)試→整理檢驗(yàn)資料→評(píng)定檢驗(yàn)結(jié)果(設(shè)備安裝見圖1)。

        4 檢測(cè)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析

        本次對(duì)五河泵站地基土進(jìn)行載荷試驗(yàn),目的是為設(shè)計(jì)單位提供地層的承載力特征值,為優(yōu)化地基處理設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

        本次在排澇進(jìn)水閘處布置1組3處試驗(yàn)點(diǎn),壓載位置布于排澇進(jìn)水閘上游護(hù)坦處,受壓土層為2層。

        1#靜試點(diǎn):加荷至180kPa,抗壓穩(wěn)定,最大沉降量為63.77mm,達(dá)到極限荷載,繪制p~s曲線為平緩的光滑曲線(見圖2),沉降量與承壓板直徑之比等于0.06時(shí)對(duì)應(yīng)的荷載為162kPa,該值為極限荷載。沉降量與承壓板直徑之比等于0.015時(shí)所對(duì)應(yīng)的荷載為97kPa,該值大于極限荷載的一半即81kPa,所以根據(jù)規(guī)范《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002可知該靜試點(diǎn)承載力特征值取81kPa。

        2#靜試點(diǎn):加荷至180kPa,抗壓穩(wěn)定,最大沉降量為60.37mm,達(dá)到極限荷載,繪制p~s曲線為平緩的光滑曲線(見圖3),沉降量與承壓板直徑之比等于0.06時(shí)對(duì)應(yīng)的荷載為165kPa,該值為極限荷載。沉降量與承壓板直徑之比等于0.015時(shí)所對(duì)應(yīng)的荷載為96kPa,該值大于極限荷載的一半即82.5kPa,所以根據(jù)規(guī)范《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002可知該靜試點(diǎn)承載力特征值取82.5kPa。

        3#靜試點(diǎn):加荷至180kPa,抗壓穩(wěn)定,最大沉降量為65.83mm,達(dá)到極限荷載,繪制p~s曲線為平緩的光滑曲線(見圖4),沉降量與承壓板直徑之比等于0.06時(shí)對(duì)應(yīng)的荷載為162kPa,該值為極限荷載。沉降量與承壓板直徑之比等于0.015時(shí)所對(duì)應(yīng)的荷載為100kPa,該值大于極限荷載的一半即81kPa,所以根據(jù)規(guī)范《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002可知該靜試點(diǎn)承載力特征值取81kPa。

        以上試驗(yàn)點(diǎn)均為2層土,3處試驗(yàn)實(shí)測(cè)值的極差不超過(guò)平均值的30%,3處?kù)o試點(diǎn)P~S曲線相似性較好,所以取3處?kù)o試點(diǎn)承載力特征值的平均值為該土層的地基承載力特征值fak,為81.5kPa。

        5 結(jié)語(yǔ)

        地基土淺層平板載荷試驗(yàn)雖然是一種常規(guī)試驗(yàn),但卻是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工作。試驗(yàn)人員需要不斷地學(xué)習(xí)、探索、總結(jié)經(jīng)驗(yàn),采用新技術(shù)、新材料,使試驗(yàn)成果更加科學(xué)可靠

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