下沙排涝站出水箱涵的沉降分析.pdf

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1、勘察与测绘■莉宙曩崧2012年6月下沙排涝站出水箱涵的沉降分析李冬霞(东莞市水利勘测设计院有限公司)摘要：本文通过在泥炭土层上修建排涝站出水箱涵的工程实例，针对合适的地基处理方案进行详细的沉降分忻计算和提出减小沉降量的具体技术措施，解决了较复杂地基上修建水工建筑物的关键技术问题，并通过沉降分析结果论证地基处理方案的可行性。经实践证明，理论分析符合工程实际，可供类似工程借鉴。关键词：排涝站；箱涵；沉降；分析l工程概况下沙排涝站工程位于东莞市石排镇现有的下沙水闸处，内河为南畲朗排渠，外江(承泄区)为东引运河。排涝设计标准为20年一遇24h暴雨ld排干，防洪标准为50年一遇(P=2％)，设

2、计排涝流量为25．Om3／s，设计扬程6．Ore，装机容量为6x330kW，为中型泵站工程。本工程的主要建筑物有：进水渠、一道检修闸、前池、泵房(含二道检修闸、主厂房、副厂房)、出水池、穿堤箱涵、防洪闸、自排闸(引水闸)、管理楼等。穿堤箱涵分为8孔，单孔净宽4m，中间设分缝，分为两块，每块为“四孔一联”，其中6孔为排涝站出水流道，另2孔为自排兼引水流道。出水箱涵总长60m(分为3节，每节长200，涵顶有4条供水管穿过，分别为2条内径3m的玻璃夹砂管和2条内径1．4m的钢管，涵顶填土厚为5．3m。2工程地质及地基处理根据工程地质勘察报告，出水箱涵处各岩土层自上而下分别为：(1)人工填土

3、(Qml)：棕红色，为素填土，系由泥质粉砂岩风化土回填而成，平均层厚为2．4m。标贯击数5。7击，其天然含水量tO=28．30％，干重度1d-14．40kN／m3，孔隙比e=0．854，比重2．70，压缩系数0．42MPa～，压缩模量454MPa，固快凝聚力C=lg．4kPa,摩擦角小=15器渗透系数6．4xlO'Scm／s。(2)粘土：棕红、黄褐色，土较纯，粘性较好，韧性较高，可塑，平均层厚2．1m。(3)淤泥(泥炭土)：深灰色、灰黑色，含大量炭质及腐木，具腥臭味，饱和，流塑，层厚为4．0m。标贯击数1。3击，其天然含水量∞=105．4％，干重度-h=7．30kN／m3，孔隙比e=

4、2．“，比重2．55，压缩系数1．41MPa～，压缩模量2．58MPa，渗透系数1．9x10％m／s。(4)粉质粘土：棕红、灰白、浅黄色，粘性较好，韧性较高，可塑，局部含粉细砂，平均层厚4．2m，标贯击数6～7击，其天然含水量∞=38．5％，干重度吖d=13．20kN／m3．孔隙比e=1．0，比重2．70，压缩系数O．41MPa～，压缩模量5．92MPa，固快凝聚力C=23．2kPa，摩擦角击=12．30，渗透系数1．05xlO％m／s。(5)残积土(Qel)：灰白、浅肉红色，由泥质粉砂岩残积而成，稍湿，硬塑，层厚为0．50～4．50m。标贯击数11。29击，其天然含水量tO=22．

5、O％，干重度1d_17．0kN／m3，孔隙比e=0．6，比重2．70，压缩系数O．30MPa～，压缩模量7．OMPa，固快凝聚力C=30．4kPa，摩擦角西=22．80，渗透系数1．0x10—5cm／s。(6)全风化粉砂岩：紫红色，绝大部分矿物风化呈土状，具原岩结构，岩芯呈土柱状，局部夹强风化岩块。平均层厚为5．1m。(7)强风化粉砂岩：紫红色，泥质胶结，岩芯破碎，节理裂隙较发育，岩芯呈半岩半土状、碎块状，平均层厚为4．8m(见表1)。本工程箱涵基础处于淤泥、泥炭土(承载力为35kPa)上，基础以下还有粘土层，不能满足建筑物承载和变形要求，需进行地基处理。地基处理可选方案主要有高压旋

6、喷桩、水泥搅拌桩、基础换填等基础处理方式。经技术经济比较，采用水泥搅拌桩进行加固处理。3沉降分析与计算3．1箱涵荷载的计算与分析(1)作用于涵顶的均布垂直土压力q。计算此箱涵顶部以上的填土类型为上埋式填土，根据比值ndBl_5．3／20=O．265，由《、涵洞》表5—1查得填土压力系数KI_1．02，按下式计算作用于洞顶的垂直均布土压力啦为：·196·表l各岩土层的物理力学指标表‘承载力特征容重平均层压缩系数压缩模量抗剪指标土层名称值厶(kPa)(kN，m3)厚(曲q(MPa一1)Es(MPa)击(。)C(㈣人工填土15018．52．40．424．5415．819．4粘土17018．

7、32．10．434414．520．8淤泥(泥炭土)3515．04．01．412．586d粉质粘土l印18．34．20．415．9212．323．2残积土23020．72．50．37．022．830．4全风化粉砂岩2505．1025强风化粉砂岩6004．Bq庐1GK“Hd=1．1x1．02x20x5．3=118．932(kN／m)式中：Y。为垂直土压力的作用分项系数，一／c=1．1，1为填土重度，考虑到箱涵运行时地下水位可能较高，填土近似按饱和容重计算，采用