混凝土水池软弱地基处理基本原则和常用技术方法.pdf

2 0 1 1年第 4期 ( 第 3 9卷) 一 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No 4 2 011 ( T o d a l N o 3 9 ) 文章编号 ： 1 0 0 7 7 5 9 6 ( 2 0 1 1 ) 0 4 0 1 0 90 2 混凝土水池软弱地基处理基本原则和常用技术方法 姜洪刚 ( 黑龙江省水利水 电勘测设计研 究院， 哈尔滨 1 5 0 0 8 0 ) 摘 要 ： 软弱地基包括： 受力层主要由淤泥、 淤泥质土、 软塑饱和黏性土、 松软充填土、 素填土、 杂填土等高压缩性土所构成的地基； 新 近沉积欠密实 的和在地震条件下可液化 的粉土 和沙土地基 。文章介 绍了混凝 土水池 软弱 地基处 理基本 原则 和常见 方 法 。 着重从设计 、 构造措施及适用范 围角度进行阐述 。 关键词 ： 混凝土水池； 软弱地基； 地基处理； 复合地基法； 密实法； 置换法 中图分类号 ： T U 4 7 文献标 识码 ： B 在设计软弱地基上的混凝土水池时， 应进行地基承载力 计算和地基变形计算 ， 当水池近侧为边坡时， 应进行边坡稳 定验算。 混凝土水池地基处理方案应根据场地工程地质条件 ， 综 合考虑水池的使用要求、 荷载情况、 结构特点、 施工条件等因 素进行优选 ； 在保证水池结构安全和正常使用前提下， 力求 减少地基处理费用 ； 利用当地材料、 缩短工期 ； 减少施工对环 境 的影响 。 l 混凝土水池软弱地基处理基本规定 1 ) 一般情况下， 对单个水池应控制最大沉降和倾斜； 对 在工艺流程中互相关联的水池群尚应控制各池体 问的沉降 差。 2 ) 水池地基变形允许值应满足工艺流程及有关使用要 求 ， 包括水池预留余高和出入流堰 口的水平度要求 、 机构设 备正常运转要求、 出入水池管道结构和接口构造允许的变形 等 。一般情况 下 ， 水池地基 的最大沉 降值 2 0 k P a 的黏 土和主要成份为黏性土的素土的置换处理， 通过置换构成复 合地基。 振冲碎石桩的桩体材料 ， 除碎石外， 可为卵石、 角石 、 园 砾、 含石砾沙或矿渣 、 碎砖等含泥量 5 的硬质而性质稳定 的材料 ， 粒径一般 为 2 05 0 m m且 8 O m m； 振冲碎石桩 的直 径一般可取 0 61 0 i n ； 碎石桩体在水池垫层 以下的长度 I4 m； 振冲碎石桩的间距应根据水池荷载及地基土的强度 和限制变形的要求决定， 一般可取 1 5 2 5 m； 振 冲碎石桩 处理地基的范围应大于水池的基底范围， 一般情况下基底范 围外应 至少设 12排桩 ， 振 冲孔与 已有 构筑物 的距离 3 1T I o 2 2 水泥土深层搅拌桩 - - - 1 0 9 - 2 0 1 1年第4期 ( 第 3 9卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No 4 2 0l1 ( T o d a l N o 3 9 ) 水泥土深层搅拌桩适用于淤泥、 淤泥质土、 软塑状黏性 土、 粉土和素填土的加固处理。对于有机质含量高的土或当 地下水具侵蚀性时， 加固效果宜通过实验确定。 在设计前， 应根据对桩体的强度要求， 从拟建场地取代 表性土样， 按不同的水泥掺人比及外掺剂掺量进行室内试 验 ， 以选择最佳的水泥掺入比及外掺剂掺量。水泥掺入 5 ， 一般可在 8 2 0 选取； 水泥土深层搅拌桩的平面布 置形式根据水池荷载、 结构形式和地基土性能决定， 可为柱 状 、 壁状、 格栅状； 水泥土深层搅拌桩可仅在水池基础范围内 布置。 3 混凝土水池软弱地基处理一密实法 当水池下地基土不能满足承载力或变形的要求时， 可通 过静力或动力的作用 ， 提高地基土的固结程度或密实度， 提 高地基的承载力， 减少地基的变形 ， 满足设计要求。 水池地基可采用加载预压法、 真空预压法、 强夯法、 振冲 密实法等处理， 以达到要求的固结度或密实度。 3 。 1 加载预压法 加载预压法适用于流塑和软塑状 的黏性土及冲填土等 地基的密实处理。应查明地基土层的分布、 成层程度 、 透水 层的位置、 地下水文地质条件等； 预压荷载大小可根据水池 的设计要求、 施工期限等因素综合比较确定 ， 一般可等于设 计荷载； 当需要严格控制水池的沉降量或缩短预压时间时， 可考虑采用超载预压， 超载量可根据预定时间内需完成的沉 降量确定， 一般可取设计荷载的 1 21 4倍。 3 2 强夯法 强夯法适用于砂土及低含水量的粉土、 黏土、 素填土和 有机质含量少的杂填土地基的加固处理。对含水量在 5 0 以下的饱和黏性土地基 ， 当在夯点周围设置适 当的垂直和水 平方向的排水设施时亦可进行强夯法加固处理。采用强夯 法处理水池地基时， 主要设计参数应根据场地地质条件 ， 在 选择有代表性的地段进行试夯后， 根据试夯 的结果优化确 定 。 3 3 振冲密实法 振冲密实法主要用于砂土和粉土的加固处理及抗震动 液化处理。振冲密实桩的填料与振冲碎石桩的桩体材料相 同， 粒径为5 5 0 m m； 对于粒径含量 1 0 的粗砂和中砂地 基 ， 振冲时可不另加填料， 就地振密； 振冲密实桩的直径一般 可取 0 6 0 8 m； 振冲密实桩的间距应根据地基上的颗粒组 成、 地下水位、 地基土要达到的密实度和振冲器的功能等因 素确定。 4 混凝土水池软弱地基处理一置换法 当水池底板下全部或局部为厚度不大的软弱土层， 其承 载力或变形不能满足要求时， 可采用其他适当的材料将其全 部或部分加以置换 ， 以满足设计要求。 地基土 的置换可采用换土 处理 和动力置换法。 4 1 换土处理 当水池平面尺寸较小且基础下软弱土层的厚度不大或 水池下局部为软弱土层时， 可对软弱土层进行换土处理。一 般情况下换土的厚度 3 i n ； 换土处理所用材料及施工方法， 应根据水池的结构、 荷载情况和场地的工程地质、 水文地质 条件， 结合当地可取材料和具有的施工经验等进行综合分析 确定 。 4 2动力置换 当水池底板下存在承载力低、 压缩性高的流塑状的软黏 土层， 其深度从地表或水池底板垫层底面起 6 I ll 而下卧层 为硬土层时， 可采用动力置换对土层进行处理。 动力置换是用夯击的方法将硬质稳定的碎石料， 按一定 的布点方式分遍夯人软弱土层 ， 置换软弱土， 形成支承在硬 土层上的石料桩， 从而将水池荷载直接传递至硬土层的处理 方法 。 参考文献 ： 1 中国建筑科学研究院 G B 5 0 0 1 0 2 0 1 0混凝土结构设计规范 S 北京： 中国建筑工业出版社， 2 0 1 0 2 中国建筑科学研究院 J G J 7 9 2 0 0 2建筑地基处理技术规范 t S 北京： 中国建筑工业出版社 ， 2 0 0 2 3 中国建筑科学研究院地基研究所 最新建筑地基处理技术及 地基基础工程标准规范实施手册 K 北京： 金版电子出版社 ， 2 O O 3