淤泥地基处理分析

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1、变电站深厚淤泥地基处理探讨1、问题提出广东省珠江三角洲和东部的潮汕平原，地区内地貌以平原为主，局部属中山及低山丘陵区。在地面根植土下都有时深厚的淤泥、淤泥质土（沙）层。该层淤泥灰褐色，含腐殖质，夹粉、细沙，饱和，流塑，天然含水量高（＞65%），压缩模量小（Ea=1～2MPa），承载力低（fak《50kPa），广泛分布于整个场地表层，层厚最大超过20米。在一定强度的地震力作用下，场地内饱和砂层会产生轻微液化。软弱土层厚度＞15米，场地类别为Ⅲ类。然而，这些地区（特别是珠江三角洲地区）经济都比较发达，工农

2、业生产的现代化水平比较高，担当起全省经济发展的主力作用，同时，人民生活水平也比较高，各个家庭的用电设备也比较多，整个地区的城市化水平也比较高，因此，对电力的需求量比较大，所以在这些地区需要建设大量的不同电压等级的变电站。参看一些资料，看出有的设计单位，由于缺乏经验，没有考虑地基处理的问题，出现了严重的不均匀沉降问题，最大的沉降差超过1米，严重影响了变电站的正常运行，造成了不良的后果。为了解决这一问题，在后来建设的几个变电站先后尝试过采用深层搅拌桩、碎石桩等地基处理方法，但是这些方法先后出现了投资高、施

3、工复杂、管理困难以及容易出线质量事故等问题，效果不甚理想。为了适应电网建设发展的需要，满足在这类地区建设变电站的要求，因此有必要对这一问题进行分析研究，并提出解决问题的有效方案。怀德变电站原站址为鱼塘回填，与上述地基情况有类似处。2、场地破坏分析2.1场地地基的剪切破坏分析由于这些地区一般自然标高都比较低洼，根据规范要求，变电站的场地标高要高于五十年一遇洪水位标高，因此往往需要在现有地面上堆填一定厚度的填土（或细砂），而这些填土的荷载很多时候都超过了淤泥的承载能力，是看下面一个简单的例子。例1：作一场

4、地承载力设计计算。堆填沙土荷载为：厚度h=6.0m、细砂重度ρ=18kN/m3场地淤泥的承载力特征值为fak≤50kPa；则在单位面积上的填土荷载为：p=ρh=18kN/m3x6.0m=108kPa〉50kPa。由此可见，这是地面上填土荷载远大于场地的地基强度，原有的场地地基强度将无法承受仅是由于填土（尚未考虑地面的其他荷载）而产生的地面荷载。也就是说，原有地面地基在自然条件下不作加固处理，在如此大的地面填土荷载作用下，将很快发生地面剪切破坏，如果将地面上的其他荷载考虑进去，情况则更为严重。地基剪切破

5、坏的现象就是由于填土荷载破坏了淤泥原有的稳定结构，使得场地内的淤泥向场地四周无填土无荷载范围无序的挤出，由于场地内荷载和地质情况以及场地外环境条件的并不一致，造成淤泥不规则的外挤情况，从而使场地产生大范围的不均匀沉降变形以及不规则的水平位移，一些地段产生了较大的沉降差，临近场地的地面出现局部淤泥的涌出。其对变电站运行造成的直接影响就是道路和电缆沟发生严重的扭曲、沉陷以及大幅度的沉降等变形，由于淤泥外挤所产生的水平位移的影响，甚至会破坏其他构架和设备基础地基的稳定。这就是变电站地基剪切破坏的特征，在地基

6、剪切破坏的变电站都有类似的情况发生。2.2场地地基沉降和固结时间计算由于填土层以下为深厚的淤泥层，在填土荷载的作用下必定产生较大的沉降量，并且由于淤泥的渗透系数小，所以在自然条件下，要花相当长的一段时间才能完成场地沉降。以下试取一简单的淤泥层对填土产生的沉降量以及淤泥固结时间进行估算。例2：某场地需填土5.0m达到百年一遇洪水位的标高，场地地基淤泥的最大厚度为20m，渗透系数k=2x10-6cm/s，考虑填土期间荷载所引起的沉降，则需填土6.0m（考虑1m的沉降厚的填土荷重p=108kPa，淤泥的压缩

7、模量取Ea=1.5MPa，则淤泥层最终沉降量为计算固结系数为Cv==28.5m2/s由于在这些地区淤泥层下的基层很多时为砂层，双面透水，所以这时淤泥层可以取其厚度的一半计算，计算时间因子为Tv=固结度为U=1-0.8/e-0.7t当t=1a，U=59.8%S1=59.8%*1.44m=0.86m；当t=2a，U=80.0%S2=80.0%*1.44m=1.15m；当t=3a，U=90.0%S3=90.0%*1.44m=1.30m。这就是说，场地在上述的条件下要用3年的时间完成自然沉降，完成总沉降量的9

8、0%从而达到基本稳定（对于渗透系数更低的场地还要更长）。然而，在这段时间内，场地的沉降量将达到1.3m。而上面是根据同一标高、同一荷载、同一厚度、同一性质的淤泥层进行计算的，而实际上往往并非这样，由于地质情况和地面荷载的差异即会产生不均匀下沉。沉降差即为不同的计算点根据各自的实际不同荷载和地质情况计算出来的沉降值的差距。所以，即使是地基强度满足要求，变电站的场地在多长的时间内发生这样大的沉降以及由于荷载和地质情况不一致所引起的不均匀沉降，都是会影响运行安