五河泵站進(jìn)水閘土層地基承載力特征值的確定方法

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(lèi)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?chē)耐撩黠@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(jiàn)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(jiàn)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(jiàn)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(jiàn)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