沿海地区软土地基对基础设计的影响

发布时间:2010-01-14 共1页



  近几年,经济的发展带动了电力建设迅速发展,同时由于国家“西电东送”工程的实施,苏北沿海地区新建了若干输变电工程。由于该地区地质分布有含水量大、压缩性高、承载能力低的软土薄弱层,对工程基础设计带来极为不利的影响,稍微地质勘察不详细或基础设计形式不对,都可能引起建筑物(构筑物)的过大沉降、倾斜甚至倒塌。

  1 工程案例及原因分析

  案例一:在苏北沿海地区新建某35kV变电所,主变容量31.5MVA,变压器总重17000kg,主变基础采用长5米,宽3.8米,厚0.6米的独立基础,内配Ф12@150双层双向钢筋,基础埋深1.5米,下设100厚C10混凝土垫层。就在主变就位后的第二天发现,主变基础产生不均匀沉降,最大沉降达50mm,明显不利于设备安全运行,基础只得从新浇筑。新主变基础在独立基础下布置了八根12米石灰桩进行地基处理,主变荷载由复合地基承担。基础浇筑养护成功后主变重新就位,安装结束观测至今发现沉降很小。

  案例二:同一地区,某在建220kV变电所,配电楼共二层,框架结构,基础采用12米Ф500(壁厚80)预制管桩,承台埋深2米,单桩设计承载力400kN。在静压桩时发现,桩达到设计标高时,压力表读数换算为桩承载力仅为300 kN,而且桩最终贯入速度一直很快,这说明桩端未进入持力层,仍然处于软土薄弱层中。经设计、勘察、监理、施工等单位多方协同论证,反复研究,确定接桩方案,在原来12米桩基础上加接8米同型号管桩,后来做静载试验发现,20米桩能满足设计要求。

  经分析研究,案例一工程主变基础沉降过大是由于地质勘察不详细引起的,勘察报告就没能详细反映该主变基础下的软土地基分布情况,由于潮汐对地下水位的影响,软土在含水量高时极易压缩变形,从而引起主变基础过大沉降;案例二工程处地基存在9米厚的软土层,由于设计上没有高度重视软土地基对桩基础承载力的影响,导致桩设计不合格。

  2 软土地基分布及地质特点

  软土地基给工程上带来的事故、缺陷很多,要减少软土地基的危害,工程技术人员熟悉软土的特性就显得非常重要。所谓软土是在静水或缓慢的流水环境中沉积,经生物化学作用形成的饱和软弱粘性土。中国建筑工业出版社出版的《工程地质手册》称软土为“软土是指天然含水量大、压缩性高、承载能力低的一种软塑到流塑状态的粘性土,如淤泥、淤泥质土以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土等”。特征指标也做了如下表述:当天然空隙比e大于1.5时,称为淤泥;天然空隙比小于1.5而大于1.0时,称为淤泥质土。

  几千年来,苏北地区由于黄河淤积和改道,大陆逐步东移,形成了以粉砂、粉土为主,中间夹以粉质粘土和淤泥质粉质粘土软土的地貌。根据工程地质勘察报告发现,苏北沿海地区海拔在1.5~4.5米之间,整个地面从东南向西北缓缓倾斜,软土厚度从3米至14米,地下水位受大气和潮汐影响,一般在0.5~1.5米之间。该地区地质分布土质的一些典型物理性质指标见下表。

  表一:土体物理性质指标

土层

厚度(m)

天然含水量ω(%)

天然孔隙比 e

压缩模量Es(MPa)

塑性指数IP(%)

液性指数  IL

承载力fk(Kpa)

耕土

0.51

 

 

 

 

 

 

粉土

2.5

32

0.724

8.21

8.21

9.7

100

粉质粘土

1.5

33

0.928

4.34

4.34

13.8

90

淤泥质粉质粘土

314

4055

0.8991.348

2.574.12

914.5

1.222.49

60

粉土

49

27.3

0.767

6.23

11.0

0.6

140

粉土夹粉砂

未钻透

24

0.598

15.98

 

 

170

  上数据是经统计该地区几个变电所工程地质勘察报告而来,从表中不难发现,作为软土层的淤泥质粉质粘土埋深不深,但对不同的场地,该土土层厚度分布不均,这对建筑物和构筑物基础设计提出了较高的要求。 

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