深厚沙土地基循環(huán)水泵房基坑結構設計

電力勘測設計BEUBTRB POOEB SURMEY 8 DESIHN>發(fā)電設計 深厚沙土地基循環(huán)水泵房基坑結構設計深厚沙土地基循環(huán)水泵房基坑結構設計廖澤球'，張曉云”(1.廣東省電力設計研究院，廣東廣 州510663; 2. 北京市自來(lái)水集團，北京100089)摘要:深厚沙土地基條件下，循環(huán)水泵房大型深基坑在開(kāi)挖條件允許情況下，基坑上部采用放坡方案，基坑下部支護采用地下連續墻結構是可行的施工方案。在深厚砂層中施工地下連續墻，由于砂層的穩定性較差，在槽段成孔時(shí)，成槽機在槽段中活動(dòng)、以及吊機在槽段旁行走，很容易引起槽孔內砂層坍塌現象，應給予重視。在槽段兩側采用水泥攪拌樁加固，是避免出現坍塌的有效措施。關(guān)鍵詞:沙土地基;循環(huán)水泵房;基坑支護。中圖分類(lèi)號: TM621文獻標志碼: B文章編號: 1671-9913(2015)S1-0306-04Structural Design of Foundation PitCirculating Water Pump House in Deep Sand GroundLIAO Ze-qiu', ZHANG Xiao-yun2(1. GuangDong ElectricPower Design Institute, Guangzhou 510663, China;2. Beijing Waterworks Group, Beijing 100089, China)Abstract: If the open excavationconditions arefeasible, The constructionscheme of partiallyslope excavation and therest using foundationpitsupport with underground diaphragm walls can be adopted in circulating water pump houselarge underground pit in deep sand ground. Because of the worsestability of sand layer, the reciprocation of the grooverin the groove and the crane moving nearby is easily caused the sand layer parialollapseon both sides of thegroove.We should pay more attention to it. The collapse should effectively be avoided through reinforcing the both sides' sandlayer of the groove using cement mixing piles.Key words: sand ground; circulating water pump house; foundation pit support.1概述房的基坑支護方案考慮了地下連續墻、沉井、某發(fā)電廠(chǎng)循環(huán)水泵房位于海邊吹填沙土地排樁支護等技術(shù)方案;經(jīng)進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟分基上;該循環(huán)水泵房按規劃容量建設(含海水析比較，考慮基坑尺寸較大，采用沉井方案，淡化)，- -次建成，泵房長(cháng)91.5m， 寬40.6 m,下沉安全風(fēng)險較大;采用排樁支護則墻體整體.深17.45m，屬于大型超長(cháng)深基坑工程。地質(zhì)條性較差;最后確定選用墻體整體性較好，施工件屬于在海漫灘涂上吹填海砂，地面吹填砂層安全性也較高的地下連續墻方案。地下連續墻以下是天然厚細中砂層、淤泥層、粘土層，巖.同時(shí)作為循環(huán)水泵房的地下墻體結構，以節省層埋深超過(guò)45 m;地層上部砂層透水性大，地投資。下水直接與基坑外海水聯(lián)通，地質(zhì)條件差;泵根據以往經(jīng)驗，在上部厚度近10 m的松散房基礎只能以下部粘土層作為持力層。對該泵砂層中施工地下連續墻，如果不對砂層進(jìn)行處中國煤化工*收稿日期: 2013-03-29作者簡(jiǎn)介:廖澤球(1964-), 男，廣西平南人，碩士研究生，高級工程師，主要從事電.MYHCNMH G作。306. 2015年03月 增刊1> 發(fā)電設計 深厚沙土地基循環(huán)水泵房基坑結構設計勘測設計電力EEGOHOE POMER SUBMEY & DGS0F0理，在地下連續墻成槽時(shí)，容易造成塌孔現象;低壓縮性，平均厚度3.43 m。而且由于地表土層承載力較低，地下連續墻施淤泥⑤:屬高壓縮性、低強度、高靈敏工過(guò)程中，成槽機和鋼筋籠吊機的重力壓載作度地基土，平均厚度3.59 m。用，也會(huì )加重槽孔坍塌。塌孔問(wèn)題不但影響施淤泥質(zhì)粘土⑤13:呈飽和、流塑狀態(tài)，屬工安全，還會(huì )造成混凝土嚴重超灌;超灌的混高壓縮性、低強度地基土，平均厚度2.98 m。凝士在泵房地下墻體施工時(shí)需要鑿除，增加施粘土四:呈飽和、軟塑狀態(tài)，屬高壓縮工麻煩。為了解決塌孔問(wèn)題，經(jīng)深入分析研究，性土層，平均厚度3.30 m。決定采用在槽段兩側砂層范圍各施工一-排水泥粘土④μ2:呈飽和、可塑狀態(tài)，強度較高、攪拌樁對槽段進(jìn)行護壁;同時(shí)根據成槽機和鋼中等壓縮性土層，平均厚度9.10 m。筋籠吊機的履帶行走位置，在履帶位置下也設從地質(zhì)資料可看出，地基上部有超過(guò)10 m置一排水泥攪拌樁，減少施工機械對砂層的附的細砂層，該砂層對地下連續墻的成槽施工是加壓力，減少對槽段產(chǎn)生的側向壓力，從而避非常不利的，必須采取措施進(jìn)行處理。免槽段側向塌孔。上述技術(shù)方案采用理正基坑軟件進(jìn)行結構3泵房下部結構布置計算，該泵房地下連續墻施工過(guò)程中沒(méi)有出現循環(huán)水泵房為露天布置型式,泵房長(cháng)91.5 m,塌孔現象，結構安全。實(shí)踐證明，采用上述技寬40.6m,深17.45 m,地下墻體采用地下連續術(shù)方案取得了效果。墻結構方案，地下連續墻厚1.0 m。循環(huán)水泵房2地質(zhì)條件設計室外地面標高7.6m，泵房(進(jìn)水間)底板循環(huán)水泵房所在場(chǎng)地原地貌為風(fēng)成海積砂標高一9.85 m，位于四粘土層，地下連續墻地，地面標高在一1.0~ 2.0 m之間(1956年黃墻底標高一19.20m，以?、?2粘土層作海高程系)。經(jīng)人工吹填后，場(chǎng)地平坦，地面標為持力層，地下連續墻進(jìn)入持力層9.35m?；咴?.6m左右?？觾仍O混凝土支撐三道和鋼管臨時(shí)支撐一道。場(chǎng)地抗震設防烈度為7度，設計基本地震混凝土支撐結合泵房?jì)鹊母魤M(jìn)行布置，加速度值為0.10g，地層分布由上而下為:施工后不需拆除，后續的隔墻將混凝土支撐含吹填砂①;:呈濕、松散狀態(tài),平均厚度5.78 m。在內。鋼管臨時(shí)支撐屬于影響泵房?jì)冗\行水流細中砂④|:中等壓縮性，低強度地基土，的撐梁，為避免泵房建成投運后鋼管支撐對水平均厚度3.02 m。流流態(tài)產(chǎn)生不良影響，在泵房下部主體結構施細中砂④2:呈飽和，稍密狀態(tài)，屬中等偏工完畢后拆除，基坑橫剖面圖見(jiàn)圖1。7.60地面~L混凝士支撐2.80細中砂④n-9. 85\臨時(shí)鋼支樓地下連續墻20000|地下連續墻枯土?w中國煤化工圖1基坑橫剖面圖MHCNMH G2015年03月增刊1 . 307電力勘測設計.BBUR0B POUOUERB SuMEY & 080>發(fā)電設計深厚沙土地基循環(huán)水泵房基坑結構設計4砂層地基處理方案最后，地下連續墻成槽抓斗機和鋼筋網(wǎng)片由于基坑深度較大，而且地層上部軟弱砂吊機在槽段旁行走;由于履帶對地面產(chǎn)生的壓層、淤泥質(zhì)土層厚度較大，物理力學(xué)指標較低，力較大，在槽段形成后，槽段兩側砂層實(shí)際上如果按照常規施工方案，在地面直接施工地下處于近似垂直臨空狀態(tài)，只靠槽段內的觸變泥連續墻，則地下連續墻的側向受力將非常大,漿壓力維持平衡和穩定:在施工機械履帶壓力造成地下連續墻的厚度和配筋將明顯加大，造作用下，引起的附加砂層側向壓力也會(huì )造成槽價(jià)增加較多。另外，較厚的細砂層對地下連續段側向塌孔失穩。因此，在靠槽段側的吊機履墻的施工非常不利，存在地下連續墻成槽施工帶行走路線(xiàn)下設置一-排水泥攪拌樁: 攪拌樁深.時(shí)、槽孔側向坍塌甚至引起地面沉陷等安全風(fēng)，入到砂層下部的粘土層，將吊機荷載的主要部險，影響正常成槽施工。經(jīng)過(guò)研究，決定采取分直接傳到下層的粘土層中，從而避免施工機三個(gè)方面的技術(shù)措施來(lái)解決。械荷載引起槽段塌孔問(wèn)題。另-條吊機履帶下首先，基坑上部采用放坡方案，將泵房基則可不處理，見(jiàn)圖2?？酉劝? : 2放坡開(kāi)挖至2.80 m高程(高于地由于表層吹填砂較松散，在槽段外側的施下水位0.5m),作為施工地面，然后再施工地工機械行走區地面澆筑200mm厚的混凝土，下連續墻;這樣既減少了基坑地下連續墻的側配單層鋼筋網(wǎng)，進(jìn)行地面硬化?；炷恋孛嬉蚕蚴芰?，也減小了影響連續墻成槽的砂層厚度，有利于分散地面施工機械荷載和保護攪拌樁。工程造價(jià)相應減少。待連續墻支護部分施I完采取上述措施后，確保了泵房基坑地下連續墻畢后，再將泵房地下墻體接高至設計地面，見(jiàn)的施工安全和文明施工。在槽段兩側設置水泥攪拌樁后，也起到了第二，解決槽孔成孔側向坍塌問(wèn)題。泵房一定的地 下連續墻施工導向作用。因此，常規地下連續墻施工地面降低后，基坑上部仍有超的在地下連續墻項部?jì)蓚仍O置的混凝士導墻可過(guò)5m厚的細砂層。在槽段兩側各設置- -排水進(jìn)行簡(jiǎn)化，以節省投資。泥攪拌樁;攪拌樁直徑60mm平面搭接150 mm,5地下連續墻結構計算攪拌樁深度為砂層深度范圍，進(jìn)入砂層下面粘土層以下500 mm,起到擋砂作用，避免槽段施泵房地下連續墻結構計算采用商用理正深工時(shí)機械上下活動(dòng)和砂層不穩定出現側向坍塌?；咏Y構計算軟件、采用增量法進(jìn)行計算。泵水泥攪拌樁布置橫剖面圖見(jiàn)圖2。房基坑開(kāi)挖到底后，地下連續墻墻體結構計算結果見(jiàn)圖3。泵房基坑開(kāi)挖到底，施工完泵房混施工機候7.60凝土底板，拆除下層的臨時(shí)鋼支撐后，地下連續墻墻體結構計算結果見(jiàn)圖4。38根據上述計算結果，自上而下四道支撐的最大單寬支撐力分別為100 kN/m、225 kN/m.289kN/m、204kN/m。地下連續墻承受的單寬米房基擾最大彎矩:基坑側1429 kN . m/m，基坑外側373 kN . m/m。比較圖3和圖4，可看出拆除下層的臨時(shí)鋼支撐后，剩余的混凝土支撐和地下連續墻的地下漣續塘受力和水平位移均有所增大。這是因為施工完土@w泵房混凝:土底板、拆除臨時(shí)鋼支撐后，臨時(shí)鋼| -18.20支撐原來(lái)承受的203.68kN/m水平壓力，轉化為由地下連續中國煤化工反和混凝圖2水泥攪拌桃布置橫剖面圖土支撐承擔,IYHCNM H C漸分配的308.2015年03月 增刊I1勘測設計電力> 發(fā)電設計深厚沙土地基循環(huán)水泵房基坑結構設計EEGOHOE POMER SUBMEY & DGSI0F0-20___ 8.ON D178.45N_212.06203.6B.N15.202.0d_彎矩KN-m)剪機KN)壓MKN/m)位移(mm)(119828---(275.52)(-37362)---(268.0)(14250)--(184.42)(-759)---0.000圖3基坑開(kāi)挖完畢地下連續墻內圖工況11--拆撐4 ( 9.35m )8010.025.1N000N土壓力(KN/m)彎矩(KN-m)剪力(KN)(-1687.0---223.54)(25)---0.12)<(14277)---(373.38)(-443.90)---(356.52)圖4下層臨時(shí)鋼支撐拆除后地下連續墻內力圖結果。弱地基的大型基坑。經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟方案比較，地下連續墻外側的水泥攪拌樁對地下連續選用墻體整體性較好、施工安全性也較高的地墻而言起到一-定的擋土作用;而且水泥攪拌樁下連續墻方案;地下連續墻同時(shí)作為循環(huán)水泵本身有一定的剛度，對減少地下連續墻的結構房的地下墻體結構的一部分，是安全可靠的。內力是有利的。為方便起見(jiàn)，在計算中不考慮對于深厚砂層軟弱地基的大型基坑，在水泥攪拌樁的作用，將其作為安全儲備。自然放坡安全允許情況下，基坑上部采用放坡根據上述墻體彎矩計算結果,按照現行《水方案，可減少基坑地下連續墻的側向受力和砂工混凝土結構設計規范》進(jìn)行地下連續墻墻體層對基坑槽孔穩定的影響程度，具有--定的經(jīng)的結構配筋計算。根據上述支撐計算結果進(jìn)行濟性。支撐結構布置和設計。在深厚砂層中施工地下連續墻，在槽段成孔時(shí)，由于成槽機在槽段中活動(dòng)擾動(dòng)以及砂層6結論的穩定性較差中國煤化工在槽段本工程循環(huán)水泵房的基坑屬于深厚砂層軟兩側采用水泥MHCNMHG避免槽段2015年03月增刊1 . 309電力勘測設計>發(fā)電設計 深厚沙土地基循環(huán)水泵房基坑結構設計兩側砂層出現坍塌的可行有效的措施。于分散地面施工機械荷載、保護攪拌樁和文明當地下連續墻的施工機械荷載對槽段穩定施工。有影響時(shí)，可在施工機械履帶行走路線(xiàn)下采用水泥攪拌樁加固砂層，將施工機械的部分荷載參考文獻傳到地基下部土層。這是一個(gè)有效的辦法。[1] GB50265- 2010，泵站設計規范[S].對吹填砂地面進(jìn)行混凝土地面硬化，有利[2] DL/T 5339- 2006，火力發(fā)電廠(chǎng)水工設計規范[S].(上:接第301頁(yè))4江西省彭澤核電站的高位收水塔900MW的火電機組上方顯效益。冷卻倍率2009年國核院與哈蒙公司合作，完成了越大，優(yōu)勢越明顯。雖然理論上高位塔地基可不作消除濕陷江西省彭澤核電廠(chǎng)高位塔的設計。該塔冷卻的處理，但實(shí)際上蒲城電廠(chǎng)也不敢省去(處水量21.8X104 m'/h，尺寸為:全高215 m,理濕陷性黃土的)地基處理費用。機組容量底徑168.7m，見(jiàn)圖3。小，塔不夠大，是蒲城電廠(chǎng)一期2X330 MW工程遇到的兩個(gè)問(wèn)題。正是由于這兩個(gè)問(wèn)題，使得蒲城電廠(chǎng)的高位塔失去了優(yōu)勢。根據業(yè)主的要求，二期2X300MW機組的冷卻塔淋水面積增加250m',改用5000m2的常規塔。因此，掌握高位塔的適用條件非常重要。圖3彭澤核電廠(chǎng)高位塔示意及節能原理就單位千瓦的冷卻水量而言，彭澤核電6結論廠(chǎng)是銅陵火電廠(chǎng)的1.24倍，表明核電廠(chǎng)采用(1)應避免超大塔的比大設計。超大塔高位塔的節能效果更加顯著(zhù)。(包括內陸核電用塔，但空冷塔除外)應采用地面.上距該塔集水池130 m處的噪音設高位塔。計值為55 dB(A)，滿(mǎn)足GB12348一1990 《工(2)火電廠(chǎng)如需嚴格控制噪音，也可考業(yè)企業(yè)廠(chǎng)界噪音標準》的夜晚值。高位塔塔慮采用高位塔。用消噪、降噪的環(huán)保投入來(lái)頂出口噪音大，低處噪音小;常規塔噪音從建造高位收水裝置和高位集水池，可滿(mǎn)足環(huán)冷卻塔支柱間外傳，低處噪音大,高處噪音小，保要求。初投資的增加值可用額外的節能收噪音隨距離(及高度)而衰減。益補償之。5高位塔的適用條件參考文獻:核電常規島是從火電發(fā)展過(guò)來(lái)的，反過(guò)[1] 董勝憲.超大型冷卻塔結構設計與研究[J].電.來(lái)又促進(jìn)了火電的進(jìn)步。力勘測設計，2011, (2).1983年國內把核電“一-機配三泵”的模[2] Marcel R. Lefevre. New drainage system式首先移植到山東鄒縣--期2X300MW燃煤upgrades cooling towers[J]. POWERENGINEERING，1988， (3).火力發(fā)電機組上，大獲成功。[3] M.E.Vauzanges.Cooling towers with cooled water1993年國內把核電采用的高位塔首先移collectors [K].1987.植到陜西蒲城電廠(chǎng)一期2X330 MW燃煤火力4] 金熹卿。高位收水冷卻塔的設計[J]. 中國電發(fā)電機組上，安全運行至今。力，1993， (6)必須指出，高位塔是通過(guò)增加初投資,5]趙云馳、超大型自然通風(fēng)冷卻塔工藝設計探討[].電力建設，2009， (10).即建造復雜的收水系統，才有節能、降噪、6]楊護洲，中國煤化工的若干均風(fēng)的效果。高位塔只有配用在單機超過(guò)問(wèn)題[D].YHCNMH G310■2015年03月 增刊1