五河泵站进水闸土层地基承载力特征值的确定方法

2011-08-07陈理勇

治淮 2011年11期

关键词：壤土粉质特征值

陈理勇

（安徽省淮河河道管理局蚌埠 233000）

1 工程概况

五河泵站是洪泽湖抬高蓄水位影响处理工程组成部分，站址位于五河县城南约4km，淮北大堤内侧的东陵庄南，在原郜湖泵站位置拆除重建。

泵站建筑物包括进水闸、前池、站身、压力水箱、穿堤涵洞等。土建工程按排涝、引水流量50m3/s一次建设完成，近期按排涝、引水流量30m3/s选配机泵及电气设备等。泵站主副厂房采用灌注桩加固，建基面高程3.7m（1985国家高程基准）。

2 工程地质条件

根据安徽省水利水电勘测设计院《五河泵站施工图设计阶段工程地质勘察报告》五河泵站站址区的地层主要由第四系冲、洪积形成。根据勘探揭露，地层自上而下分7层，现描述如下。

堤身填土层：其主要成分为中、重粉质壤土，灰黄色，软塑～软可塑。分布淮河堤上，层厚6.40m，层底高程15.80m左右。

1-1 层：淤泥，灰黑色，软～流塑，含腐殖物，在进水池内主要由淤泥及少量块石等组成，防洪闸出口及淮河河道内主要为淤泥及冲淤泥砂等，层厚0.60～1.60m，层底高程9.60～13.74m。

1层：中、重粉质壤土夹砂壤土，局部互层状，灰黄、灰色，软塑/松散，表层1～2m可塑，下部软塑，属中等偏高压缩性土。层厚1.00～7.90m，层底高程7.60～10.51m。

2层：淤泥质重粉质壤土夹薄层轻粉质壤土～砂壤土，局部互层状，灰色，软塑/松散，含腐殖物及螺丝、贝壳，属高压缩性土。层厚3.40～6.30m，层底高程3.00～5.96m。

3层：重、中粉质壤土，下部以中、轻粉质壤土为主，灰绿、灰黄色，硬可塑～软可塑，上部1～2m硬可塑，下部软可塑。属中等偏高性压缩土。层厚2.00～4.00m，层底高程-0.48～1.71m。

4层：淤泥质重粉质壤土夹轻～砂壤土，局部为互层状，灰色，软塑/稍密，属高压缩性土。层厚5.50～9.50m，层底高程-7.79～-5.30m。

5层：重粉质壤土，灰色，软可塑，局部硬可塑，底部夹大量螺类贝壳等，属中等偏高压缩性土。层厚1.40～5.10m，层底高程-11.11～-8.40m。

6层：细砂，下部为中砂，灰色，中～密实，上部2～3m夹薄层壤土，稍密，局部孔揭露有10～15cm砂礓石，属中等压缩性土。未揭穿，揭露最大厚度37.1m，相应底高程-46.66m。

3 试验方法

地基土静载荷试验采用直径80cm的承压板，试验基坑宽度不小于承压板宽度或直径的三倍。应保持试验土层的原状结构和天然湿度，宜在拟试压表面用粗砂或中砂层填平，其厚度不超过20mm。

本次试验加荷分级为10级，第一级加载量为40kPa，以后每级加载量为20kPa，加载直至满足终止加载条件。每级加载后，按间隔 10min、10min、10min、15min、15min，以后为每隔半小时测读一次沉降量，当在连续2h内，每小时的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。当出现下列情况之一时，即可终止加载：承压板周围的土明显地侧向挤出；沉降s急骤增大，荷载～沉降（p～s）曲线出现陡降段；在某一级荷载下，24h内沉降速率不能达到稳定；沉降量与承压板宽度或直径之比大于或等于0.06。

检测系统及过程如下：

砌砖垛挖试坑→安装千斤顶→架设载荷承台→加载荷→安装检验用仪表→检验测试→整理检验资料→评定检验结果（设备安装见图1）。

4 检测结果及数据分析

本次对五河泵站地基土进行载荷试验，目的是为设计单位提供地层的承载力特征值，为优化地基处理设计提供依据。

本次在排涝进水闸处布置1组3处试验点，压载位置布于排涝进水闸上游护坦处，受压土层为2层。

1#静试点：加荷至180kPa，抗压稳定，最大沉降量为63.77mm，达到极限荷载，绘制p～s曲线为平缓的光滑曲线（见图2），沉降量与承压板直径之比等于0.06时对应的荷载为162kPa，该值为极限荷载。沉降量与承压板直径之比等于0.015时所对应的荷载为97kPa，该值大于极限荷载的一半即81kPa，所以根据规范《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002可知该静试点承载力特征值取81kPa。

2#静试点：加荷至180kPa，抗压稳定，最大沉降量为60.37mm，达到极限荷载，绘制p～s曲线为平缓的光滑曲线（见图3），沉降量与承压板直径之比等于0.06时对应的荷载为165kPa，该值为极限荷载。沉降量与承压板直径之比等于0.015时所对应的荷载为96kPa，该值大于极限荷载的一半即82.5kPa，所以根据规范《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002可知该静试点承载力特征值取82.5kPa。

3#静试点：加荷至180kPa，抗压稳定，最大沉降量为65.83mm，达到极限荷载，绘制p～s曲线为平缓的光滑曲线（见图4），沉降量与承压板直径之比等于0.06时对应的荷载为162kPa，该值为极限荷载。沉降量与承压板直径之比等于0.015时所对应的荷载为100kPa，该值大于极限荷载的一半即81kPa，所以根据规范《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002可知该静试点承载力特征值取81kPa。

以上试验点均为2层土，3处试验实测值的极差不超过平均值的30%，3处静试点P～S曲线相似性较好，所以取3处静试点承载力特征值的平均值为该土层的地基承载力特征值fak，为81.5kPa。