王瑞平

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院 山西太原 030024）

1 工程概況

運城市北趙引黃灌區(qū)二期工程位于聞喜、臨猗、鹽湖、萬榮四縣（區(qū)）境內(nèi)，主要解決以上四縣（區(qū)）的峨嵋臺地旱地灌溉問題。本次新建的泵站中，西景泵站位于萬榮縣境內(nèi)。西景泵站廠區(qū)內(nèi)擬建主、副廠房、生活服務(wù)用房、門房、消防水池、技術(shù)供水池、污水池各一座。

廠區(qū)設(shè)計地震烈度為7度，基本地震加速度設(shè)計值0.15 g，設(shè)計地震分組為第三組。

2 地基土工程地質(zhì)特性

根據(jù)勘探資料，本次勘察所揭露的地基土層為第四系上更新統(tǒng)坡積、風(fēng)積物，巖性為低液限黏土?，F(xiàn)將地層自下而上巖性列于表1。

勘探資料顯示，廠區(qū)內(nèi)主、副廠房位置各探井濕陷量值如表2。

表1 廠區(qū)地層自下而上的巖性

3 廠區(qū)內(nèi)各建筑地基處理方法

3.1 泵站主副廠房

西景泵站主廠房下部為鋼筋混凝土封閉圈結(jié)構(gòu)，底板埋深6.94 m，上部為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)；副廠房為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，為柱下獨立基礎(chǔ)，基底埋深1.6 m。平面尺寸8 m×33.67 m，主、副廠房之間設(shè)50 mm寬沉降縫。

由理正結(jié)構(gòu)工具箱計算得主廠房基底壓力值178.8 kPa。

表2 各探井濕陷量值

由《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025-2004）第3.1.1，西景泵站主副廠房地基基礎(chǔ)設(shè)計等級屬乙類建筑。由第6.1.1，乙類建筑應(yīng)消除地基的部分濕陷量。由6.1.4.3，主廠房下部為鋼筋混凝土泵坑，基礎(chǔ)寬度大；基底濕陷性黃土層厚度大，處理全部濕陷性黃土層深度的2/3有困難，所以在建筑物范圍內(nèi)應(yīng)采用整片處理。土質(zhì)為自重濕陷性黃土，處理厚度大于或等于6 m，且下部未處理濕陷性黃土層的剩余濕陷量不宜大于150 mm。

由第6.1.2條，當(dāng)為整片處理時，處理范圍為每邊不小于處理土層厚度的1/2，且不小于2 m。

本工程地基處理擬采用灰土擠密樁法整片處理。灰土樁徑400 mm，樁距1 m。設(shè)計時，由于主、副廠房基底有高差（副廠房基底高于主廠房5.24 m），灰土樁均打到主廠房基底高程（629.06 m）處，樁底高程為620.0 m，范圍為每邊外出基礎(chǔ)不小于4.5 m。去掉500 mm樁頭后，有效樁長8.56 m，梅花型布樁。然后分別做灰土墊層至主、副廠房基底高程?；彝练謱犹撲?，分層厚度300 mm。

樁位布置圖見圖1，樁身剖面圖見圖2.

圖1 樁位布置圖

圖2 樁身剖面圖

由《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）第7.1.5，復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過試驗確定和其周邊土的承載力特征值結(jié)合經(jīng)驗確定。初步設(shè)計時，可按下列公式估算：

式中：m——面積置換率，m=d2/de2；

d——樁身平均直徑，m；

de——一根樁分擔(dān)的處理地基面積的等效圓直徑；de2＝1.05 s；

s——樁間距；

n——復(fù)合地基樁土應(yīng)力比，一般是指樁頂?shù)钠骄鶓?yīng)力與樁間土表面的平均應(yīng)力的比值；

fsk——處理后樁間土承載力特征值，kPa；

fspk——復(fù)合地基承載力特征值，kPa。

對本工程，復(fù)合地基承載力特征值計算過程如下：

式中：由表 1，fsk＝130 KPa；d2＝0.42＝0.16 m2；de2＝1.05 s＝1.05×1＝1.05 m；

m＝0.16/1.05＝0.152；

樁頂平均應(yīng)力按經(jīng)驗值取200 KPa，樁間土平均應(yīng)力由表1，取130 KPa，

∴ n＝200/130＝1.54

代入，得 fspk＝[1＋0.152（1.54－1）]×130＝140.5 KPa再由《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2011），式（5.2.4）

式中：d——基礎(chǔ)埋置深度，m；

b——基礎(chǔ)底面寬度，m，當(dāng)基底寬度小于3 m時取3 m；當(dāng)基底寬度大于6 m時取6 m；

γm——基礎(chǔ)底面以下土的加權(quán)平均重度，kN/m3；

ηb、ηd——基礎(chǔ)寬度和埋置深度的地基承載力修正系數(shù)；人工處理后地基ηb取0，ηd取1.0；

γ——基礎(chǔ)底面以下土的重度，kN/m3；

fa——修正后地基承載力特征值，kPa；

fak——地基承載力特征值，kPa。

代入數(shù)值計算，得修正后地基承載力特征值：

fa=140.5+1.0×20×（6.94-0.5）=269.3 kPa＞178.8 kPa，滿足要求。

由《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》第2.1.14，剩余濕陷量為地基土濕陷量的計算值，減去基底下擬處理土層的濕陷量。

驗算剩余濕陷量：808.79-688=120.79<150 mm

630.43 -536=94.43＜150 mm

707.51 -602.3=105.21＜150 mm

664.91 -527.83=137.08＜150 mm

可見剩余濕陷量計算滿足要求。

3.2 生活服務(wù)用房

生活服務(wù)用房為單層磚混結(jié)構(gòu)，平面尺寸6.2 m×26.9 m，層高3.3 m，基礎(chǔ)埋深1.5 m。

由《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025-2004）第3.1.1，西景泵站生活服務(wù)用房地基基礎(chǔ)設(shè)計等級屬丙類建筑。由《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》第6.1.5.3，對多層建筑，當(dāng)?shù)鼗鶟裣莸燃墳棰蠹壔颌艏墪r，地基宜采用整片處理，處理厚度分別不應(yīng)小于3 m或4 m；且處理后下部未處理濕陷性黃土層的剩余濕陷量，不應(yīng)大于200 mm。

此處對單層建筑，地基處理方法擬采用整片換灰土墊層法，處理深度適當(dāng)放寬。換土厚度2.5 m。

剩余濕陷量計算：

664.91 -468=196.91<200 mm，滿足要求。

3.3 水池

由《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》第F.0.4條，水池類構(gòu)筑物的地基處理，應(yīng)采用整片土（或灰土）墊層。在自重濕陷性黃土場地，對特別重要的水池，宜消除地基的全部濕陷量，對一般水池，應(yīng)設(shè)1.00～2.50 m厚的土（或灰土）墊層。土（或灰土）墊層的壓實系數(shù)不得小于0.97。

西景泵站設(shè)有消防水池（容積150 m3）、技術(shù)供水池（容積 20 m3）、污水池（容積 50 m3），地基處理方法為整片換灰土墊層法，換土厚度2.0 m。

3.4 灰土材料要求

灰土樁體和墊層的體積配合比為3∶7。石灰選用新鮮的消石灰，其最大粒徑不得大于5 mm。土料宜選用粉質(zhì)黏土，不宜使用塊狀黏土，且不得含有松軟雜質(zhì)，土料應(yīng)過篩且最大粒徑不得大于15 mm。壓實系數(shù)不小于0.97。基坑回填灰土體積配合比一般為2∶8，壓實系數(shù)不小于0.93。

4 結(jié)論

西景泵站廠區(qū)各建筑分別進(jìn)行灰土擠密樁或整片換灰土墊層法處理濕陷后，經(jīng)試算，其承載力和剩余濕陷量滿足規(guī)范要求。