泵站工程中泵房基础型式选择

曹 锐 吴利明 周国斌 陈 敏

（1.宿迁市水务勘测设计研究有限公司 宿迁 223800；2. 南水北调东线江苏水源有限责任公司宿迁 223800；3. 江苏省泗洪县水利局 宿迁 223900；4. 宿迁市宿城区水利工程建设服务中心 宿迁 223800）

1 引言

泵房是泵站的主体工程之一，当前社会各界及参建各方对工程环境及形象要求越来越高，泵房的建设质量可以直接影响整个泵站工程的质量，泵房的重要性越来越突出。关于泵房的外在形象即建筑造型、建筑风格等是仁者见仁、智者见智的事情，没有统一的评判标准，只要满足相关建筑规范，其设计方案达到相关要求即可。而泵房基础虽然深埋地下，但却是影响泵房安全及稳定的最重要因素。基础是泵房的地下部分，它的作用是将上部的泵房及泵房内部所有荷载传递到地基，支撑起整个泵房结构。因此基础是否稳固是整个泵站工程是否安全可靠的关键。在实际工程中，泵房的部分空间是布置在泵室结构上的，包括进水池、墩墙等，这部分泵房和泵室组成一个整体结构，不需再另设基础。除此之外的其他部分泵房需单独设计基础。因泵站结构型式及周边环境的特殊性，泵房的基础型式不同于其他房屋建筑工程，需根据泵站类型、功能、周边地形、水文、基础地质情况等条件进行合理设计。本文将对泵站工程中常见的几种泵房基础型式进行介绍，分析论述其特点、适用条件及优缺点等。

2 条形基础

条形基础是使用历史悠久的一种基础型式，常用于砖混房屋建筑中。条形基础根据材料和结构型式不同也分成不同的种类，泵房常用的有砖混条形基础、钢筋混凝土条形基础等（见图1），具体型式可根据泵房荷载及基础实际情况合理选择。在泵房上部荷载不大、基础宽度较小、基础土质较好及地下水位较低的地基上，可采用砖混条形基础，该基础型式施工简单，对施工人员的技术要求不高，工程造价相对较低，是早期泵房最常用的基础型式之一，目前仍有较多泵房采用；当地下水位较高、泵房上部荷载较大时，砖混条形基础无法满足荷载、地基、挡土及防水防潮等要求，这时就可以采用钢筋混凝土条形基础，该基础型式一般埋深较大，因此施工难度也较大，对施工人员的技术要求也较高，造价相对于砖混条形基础来说也较高，这种基础型式在近年来的泵站工程中开始较多使用，但是因其适用的局限性，目前未大范围推广。中型混流泵站、轴流泵站、立式混流泵站、潜水泵站的泵房常采用条形基础。

3 独立基础

独立基础也称为柱下独立基础，使用条件通常为泵房柱距在4～12m 之间，上部荷载较小且分布相对均匀，基础场地土质也较好的情况。独立基础采用的材料也多种多样，可根据实际情况选择，目前使用较多的有混凝土和钢筋混凝土等。因为泵站都位于水边，所以泵房基础一般采用钢筋混凝土独立基础，可防水防潮。独立基础埋深一般在3～6m 左右，用料较省，无需复杂的施工设备，施工技术要求一般、工期短、工程造价一般，因而为各种建筑物特别是排架、框架结构优先采用的一种基础型式，也是参建各方比较推荐的基础型式。中小型轴流泵站、离心泵站的泵房常采用独立基础。

图1 条形基础平面及剖面图

如图2 所示，该泵站为一座小型轴流泵站，该泵站位于某河道堤边，功能为灌排结合，所在河道常水位较高，为原址拆建站，堤后式布置。泵站采用两台套轴流泵机组，正向进水，正向出水。泵室采用湿室型结构，出水池后接箱涵引排水，一侧接管涵连接灌溉渠道。泵房为1 层框架结构，中间部分为泵室，泵室深度为4m，该部分泵房基础直接坐落在泵室墩墙上，两侧检修间和配电间的建筑基础需另行布置，根据施工现场实际情况，泵室施工开挖基坑时将两侧原状土体挖除，此时两侧已不适合浅基础（如条形基础等），需将泵房基础高程向下做到原状土层（土质满足要求），在这种情况下可优先选择采用钢筋混凝土独立基础。

4 桩基础

桩基础也是使用较为广泛的一种基础型式，其优点是沉降量极小、适用性强、稳定性高，缺点是施工复杂、造价较高，甚至在个别工程中基础的造价可能占到整个泵站工程的一半以上。目前桩基础被广泛应用于高层建筑、水利、桥梁等工程中。关于桩基础的使用范围，主要取决于地形及地基土质分布情况。因为泵站工程地形及地质的特殊性，桩基础可以较好地解决泵房下部复杂的地基情况，沉降量极小，安全性和稳定性较高，所以桩基础在泵站工程中使用率越来越高，常用的有混凝土预制桩和钢筋混凝土灌注桩。

图2 泵站（独立基础）平面图及立面图

如图3 所示，该泵站为一座中型轴流泵站，该泵站位于某河道堤边，功能为灌溉、排涝、补水三用，既能灌溉农田，排除圩区内涝水，又能在下游河道中的节制闸关闭时，引闸下水补充闸上，实现闸上灌溉，所在河道常水位较高。原泵房基础为柱下混凝土独立基础，在运行几年后发现泵室两侧房屋墙体开裂，经安全鉴定分析，结论为基础沉降较大导致，说明原设计的基础型式不适用，需在这次拆建后设计新的基础。泵站采用布置为正向进水、正向出水。泵室采用湿室型结构，出水池后接箱涵引排水，一侧接管涵连接灌溉渠道。泵房为2 层框架结构，中间部分为泵室，泵室深度为5m，该部分泵房基础直接坐落在泵室墩墙上，两侧检修间和配电间的建筑基础需另行布置，根据地质勘探资料显示，泵房地面以下的浅土层为软弱土层，为粉土和淤泥质黏土，满足不了基础的承载力及变形要求，而深部土层为黏土，土质较好，同时该处河道常水位较高，因此泵室电机层高程较高，导致基础深度较大。这种情况下独立基础已不适用，需采用桩基础穿透上部土层，将基础做到黏土层上，经过方案比选，确定采用钢筋混凝土灌注桩基础。

5 注意事项

在泵房基础的设计和施工过程中要特别注意：建筑物和基础在完建期和运行期都会发生一定量的沉降，在设计时都会通过复核确定最终沉降量是否满足规范要求，而计算采用的地质资料是前期勘探的原状土土质，特殊情况下也会按照处理后的复合地基进行计算，计算的结果决定了采用哪种基础型式。

图3 泵站（灌注桩基础）平面图及立面图

所以前期地质勘探非常重要，同时可以得出结论：无论哪种基础型式，它的持力层都优先选择原状土，其次是经过处理的回填土，绝对不可直接做在未经处理的回填土上，否则再好的基础也无法稳固。

6 结语

泵房是泵站工程的重要组成部分，而泵房基础是泵房安全稳固的保障。基础的型式多种多样，本文列举几种型式供参考，在泵房设计过程中，应结合泵站功能、周边地形、水位高低、地质等各种实际条件进行设计，通过方案比选确定基础型式，要遵循安全可靠、方案适用、投资合理、施工方便的原则，避免出现不切合实际的工程设计，导致不良的后果■