某电厂主厂房区域水泥搅拌桩地基处理应用浅析

2022-09-12

1 情况介绍

电厂原始地形为低山及山间平原, 该电厂三期场地位于平原地带农田区, 一期施工回填砂和原猫公山的开山弃土石, 厚度4m左右, 目前场地标高4.4~5.5m。场地局部分布的砂层, 液化等级多为轻微, 而且砂层分布位置均在深度10m以内,

年最高水位0.8m。主厂房建筑场地类别为III类。本次为三期扩建工程主厂房区域地基处理。

2 地质情况

根据本次施工图勘测资料, 主厂房地段所见岩土层自上而下描述为:

(1) 素填土 (Q4ml) :黄褐色, 为猫公山开山弃土和碎石、砂混合堆积, 块石含量较高, 粒径不等, 最大粒径超过50cm。一般而言, 上部粘性土混碎、块石为主, 中部以块石为主, 下部以砾、砂混粘性土为主, 厚度达1.9~8.5m。

(2) 粘土、粉质粘土 (Q4al) :冲积层, 黄褐色, 可塑, 含大量植物根及铁锰结核物。部分地段缺失, 可见厚度0.2~2.1m。

(3) 1淤泥 (Q4m) :深灰色, 饱和, 流塑, 含大量有机质、腐植质, 烂圆木, 下部夹薄层粉砂, 含有贝壳。土层分布均匀, 厚度0.6~13.9m。

(4) 2淤泥质粘土 (Q4m) :深灰色、软塑为主, 少量流塑, 饱和, 切面光滑, 鳞片状结构, 结构松散, 土层厚度0.3~24.0m。

(5) 粉质粘土 (Q4al) :冲淤积层, 灰白~深灰、灰绿色, 软塑, 含植物根及有机质、贝壳、碳化木头, 局部地段底部混多量碎石。厚度1.3~7.5m。

(6) 残积粘性土 (Q4el) :黄绿色、灰绿色等, 很湿, 硬塑为主, 含碎石, 碎石成分为片麻状花岗闪长岩或结晶岩, 厚度0.2~11.5m。

(7) 1全风化基岩:岩性为花岗闪长岩、细晶岩, 灰绿色, 很湿, 岩芯呈砂土状, 现场标贯击数N=30~50击, 局部缺失, 揭示厚度0.6~6.7m。

(8) 2强风化基岩:岩性为花岗闪长岩、细晶岩, 灰绿色夹灰白色, 风化裂隙发育, 岩芯呈砂土状、碎块状, 厚度0.2~17.7m。

3 地基处理

3.1 地基分析

本工程部分辅助建筑及辅机基础下分布的淤泥层及淤泥质粘土层, 该土层厚度较大, 设计要求整个淤泥质土层加固后地基承载力特征值≥130k Pa, 复合地基压缩模量Es≥15MPa。因此采用水泥搅拌桩处理, 水泥搅拌桩桩体的抗压设计强度不小于2500KPa。处理范围根据地质施工图勘测资料确定。

3.2 材料选用

水泥采用42.5强度等级普通硅酸盐水泥, 水泥掺入量不小于15%。若使用添加剂, 需要进行现场试验, 验证可行后方可实施。

3.3 桩径及桩位布置

水泥搅拌桩直径500mm;正方形布置, 桩距小于1米, 桩长最大17米 (从地面算起) 。桩距不得大于1米。处理高度应根据各部分岩土工程勘测报告, 对离地面17米高度范围内的淤泥及淤泥质粘土进行处理。基础与水泥搅拌桩之间铺设400mm厚沙石垫层, 垫层需分层夯实, 压实系数不低于0.95. (见下图)

3.4 施工注意事项

1) 搅拌桩施工场地应事先平整, 清除桩位处地上、地下一切障碍包括大块石、树根和生活垃圾等, 场地低洼时应回填粘土, 不得回填杂土, 做好临时截、排水设施, 作好施工准备, 以及供水供电线路、机械设备施工线路、机械设备放置位置、运输通道等。

2) 水灰比取值0.45~0.55, 需根据试验结果验证可行后确定。

3) 设备就位后, 必须平整, 确保施工过程中不发生倾斜、移动。要注意保证机架和钻杆的垂直度, 其垂直度偏差不得大于1.5%。

4) 施工前应进行试验, 目的是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数, 以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。必须待试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。

5) 在施工的过程中, 需要特别注意喷浆量以及搅拌的提升速度。为了有效的确保施工质量, 全面提高施工速度, 并尽量减少水泥的使用量, 需要进行有序的连续工作。在进行输浆的过程中, 确保输浆的充足压力, 并进行连续不间断供浆。

3.5 质量检验

1) 桩的质量检验应贯穿施工全过程, 并应坚持全方位施工监理。

2) 成桩后应进行质量跟踪检验, 可采用浅部位开挖桩头, 深度宜大于500mm, 目测检查搅拌均匀性, 量测直径。数量不小于总桩数的10%。

3) 成桩后3天内, 可采用轻型动力触探 (N10) 检验桩身4~5米以内的均匀性, 采用静力触探测试桩身强度沿深度的变化, 检查数量为施工总桩数的2﹪。

4) 成桩28天后, 采用双管单动取样器钻孔取芯作无侧限抗压强度实验。钻孔取芯检验数量为总桩数的0.5﹪~1%, 且不少于根。对搅拌桩取芯后留下的空间应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实

5) 成桩28天后, 采用多桩复合地基载荷试验检验其承载力, 不少于3点。

6) 搅拌桩的垂直度偏差不得超过1%, 桩位偏差不得超过50mm, 成桩直径及桩长不得小于设计值。

4 小结

随着电力建设的发展, 条件好的厂址越来越少, 特别是我国南方地区广泛存在着软土地基, 因此, 处理各种不同地质条件, 如海洋沿岸沉积软土、内陆湖盆地沉积软土, 液化淤泥软土等复杂的地基, 我们结构工程师要不断学习、总结经验, 才能完成安全、经济、合理的工程项目。

摘要：某电厂原始地形为低山及山间平原, 该电厂三期场地位于平原地带农田区, 主厂房区域部分辅机基础下分布的淤泥层及淤泥质粘土层, 设计要求整个淤泥质土层加固后地基承载力特征值≥130k Pa, 复合地基压缩模量Es≥15MPa。在考虑对软土地基的加固效果和明显的经济效果的前提下, 对该部分场地采用水泥搅拌桩进行地基处理。

关键词：淤泥,轻微液化,水泥搅拌桩复合地基,地基加固