某泵站真空联合堆载预压地基处理设计及验证

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1、某泵站真空联合堆载预压地基处理设计及验证摘要：本工程采用真空联合堆载预压法进行处理地基设计，实测70天真空预压沉降量与理论值一致性较好但比理论值小，设计中采用的超载预压能够很好地处理这一问题。关键词：软土、地基处理、真空联合堆载预压中图分类号：U416.1文献标识码：A某泵站工程位置处分布着深厚的软土，累计厚度约25.0m，地基土层具有含水量大、压缩性大、孔隙比高、强度低的特点，不能满足工程地基强度要求。经分析比较，确定采用真空联合堆载预压法进行地基处理。一、真空联合堆载预压法原理[1]真空联合堆载

2、预压利用真空预压和堆载预压两种荷载同时作用，促使土体中的孔隙水加速排出，降低土中孔隙水压力，增加有效应力，加快土体固结，形成两种荷载作用的叠加。同时由抽真空引起的负超静孔隙水压力和由堆载引起的超孔隙水压力可以产生部分抵消应力，使土体在快速堆载时不致产生过高的超静水压力，从而保证工程施工时的稳定。二、真空联合堆载预压法施工工艺[4]4真空堆载联合预压法工艺按如下工序进行：施工准备；前期勘探；铺砂垫层；施打排水带；仪器埋设；主、支管定位和安装；铺土工布、膜；开挖回填密封沟；抽气管道和真空泵联接；抽真空、

3、软基监测；铺第二层土工布、膜上仪器埋设；堆载填筑；联合预压；卸除堆载，卸除真空荷载。三、真空联合堆载预压法设计[1]据规范[1]，排水带施打范围需超出建筑物范围3m，设计采用3m，堆载中心区范围与排水带施打边线一致，尺寸为52.96m×49.55m＝2624.2m2，共设6台真空射流泵。塑料排水带当量换算直径公式如下：dp=2(b+δ)/π其中：dp―塑料排水带当量换算直径；b―塑料排水带宽度，取b=100mm；δ―塑料排水带厚度，C型取δ＝5mm。经计算：dp=66.8mm据规范[1]，塑料排水带

4、的井径比n＝de/dp取值范围为15~22，de为塑料排水带的有效直径，当排水带为等边三角形布置时，de=1.05×l，l为排水带间距，即等边三角形边长。de=1002～1470mm，l=954～1399mm，取l=1000mm。四、沉降计算（1）以站身底板中心处和进水池侧第一节空箱翼墙底板中心处为例，用稳定计算中的大值作为设计荷载，用分层总和法计算地基可能发生的最大沉降，结果见表1。表1设计荷载压沉降估计表4（2）据沉降计算影响范围及沉降值大小，塑料排水带施打高程范围�－29.0～－4.0。真空预

5、压设计荷载取80kPa，所需堆载大小为145－80＝65kPa，即相当于65/18=3.6m的堆土荷载，为确保预压效果，对加固地基进行超载预压，取堆载土高5m.，即设计荷载为80+18×5＝170kPa，计算沉降见表2。表2预压荷载压沉降估计表由沉降计算结果，确定预压面高程为-6.2+1.872＝-4.328，可取预压面高程为-4.5m，则加上0.5m的砂垫层，堆载顶高程为8.5m，设计边坡取1：2.5。需达到的固结度为1-15/187=92.0%。五、地基固结度计算1、砂井地基固结度公式[4]对地

6、基固结度进行计算，成果见表4。表4地基固结度计算成果表站身工后沉降为：143.2×（1-93.9%）=8.74cm<15cm，满足规范[2][3]要求；翼墙工后沉降为：99.1×（（1-93.9%））＝6.05cm<15cm，满足规范[2][3]要求；两者沉降差8.74-6.05＝2.69m〈5cm，满足规范[2][3]要求。六、真空预压70天验证4在工程施工过程中，由于征地拆迁及天气原因导致真空单独预压达到了70天，据前10天真空压力加到80kPa，后60天保持真空恒压加载，70天内记录的实际沉降

7、量及计算沉降量见表5，对比图见图1。表5实际沉降量与计算沉降量表图1实际沉降量与计算沉降量对比图据上述图表中数据显示，实际沉降量与计算沉降量曲线形状、坡度及趋势一致，但实际沉降量较计算沉降量略小。分析其具体原因有以下几种：一是土体实际含水量、孔隙率与取样土的差别；二是计算工况为纯砂垫层，实际砂垫层含泥量难以为0；三是天气影响及其它人为因素。本工程设计采用了超载预压能够较好地解决这一问题。参考文献：[1]建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）[2]水闸设计规范（SL265-2001）[3]泵站设

8、计规范（GB50265-2010）[4]真空预压加固软土地基技术规程（JTS147-2-2009）4