沿海地區軟土地基對基礎設計的影響
發布時間：2010-01-14 共1頁
近幾年，經濟的發展帶動了電力建設迅速發展，同時由于國家“西電東送”工程的實施，蘇北沿海地區新建了若干輸變電工程。由于該地區地質分布有含水量大、壓縮性高、承載能力低的軟土薄弱層，對工程基礎設計帶來極為不利的影響，稍微地質勘察不詳細或基礎設計形式不對，都可能引起建筑物(構筑物)的過大沉降、傾斜甚至倒塌。
1 工程案例及原因分析
案例一：在蘇北沿海地區新建某35kV變電所，主變容量31.5MVA，變壓器總重17000kg，主變基礎采用長5米，寬3.8米，厚0.6米的獨立基礎，內配Ф12@150雙層雙向鋼筋，基礎埋深1.5米，下設100厚C10混凝土墊層。就在主變就位后的第二天發現，主變基礎產生不均勻沉降，最大沉降達50mm，明顯不利于設備安全運行，基礎只得從新澆筑。新主變基礎在獨立基礎下布置了八根12米石灰樁進行地基處理，主變荷載由復合地基承擔。基礎澆筑養護成功后主變重新就位，安裝結束觀測至今發現沉降很小。
案例二：同一地區，某在建220kV變電所，配電樓共二層，框架結構，基礎采用12米Ф500(壁厚80)預制管樁，承臺埋深2米，單樁設計承載力400kN。在靜壓樁時發現，樁達到設計標高時，壓力表讀數換算為樁承載力僅為300 kN，而且樁最終貫入速度一直很快，這說明樁端未進入持力層，仍然處于軟土薄弱層中。經設計、勘察、監理、施工等單位多方協同論證，反復研究，確定接樁方案，在原來12米樁基礎上加接8米同型號管樁，后來做靜載試驗發現，20米樁能滿足設計要求。
經分析研究，案例一工程主變基礎沉降過大是由于地質勘察不詳細引起的，勘察報告就沒能詳細反映該主變基礎下的軟土地基分布情況，由于潮汐對地下水位的影響，軟土在含水量高時極易壓縮變形，從而引起主變基礎過大沉降;案例二工程處地基存在9米厚的軟土層，由于設計上沒有高度重視軟土地基對樁基礎承載力的影響，導致樁設計不合格。
2 軟土地基分布及地質特點
軟土地基給工程上帶來的事故、缺陷很多，要減少軟土地基的危害，工程技術人員熟悉軟土的特性就顯得非常重要。所謂軟土是在靜水或緩慢的流水環境中沉積，經生物化學作用形成的飽和軟弱粘性土。中國建筑工業出版社出版的《工程地質手冊》稱軟土為“軟土是指天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的一種軟塑到流塑狀態的粘性土，如淤泥、淤泥質土以及其他高壓縮性飽和粘性土、粉土等”。特征指標也做了如下表述：當天然空隙比e大于1.5時，稱為淤泥;天然空隙比小于1.5而大于1.0時，稱為淤泥質土。
幾千年來，蘇北地區由于黃河淤積和改道，大陸逐步東移，形成了以粉砂、粉土為主，中間夾以粉質粘土和淤泥質粉質粘土軟土的地貌。根據工程地質勘察報告發現，蘇北沿海地區海拔在1.5～4.5米之間，整個地面從東南向西北緩緩傾斜，軟土厚度從3米至14米，地下水位受大氣和潮汐影響，一般在0.5～1.5米之間。該地區地質分布土質的一些典型物理性質指標見下表。
表一：土體物理性質指標
|
土層 |
厚度(m) |
天然含水量ω(%) |
天然孔隙比 e |
壓縮模量Es(MPa) |
塑性指數IP(%) |
液性指數 IL |
承載力fk(Kpa) |
|
耕土 |
0.5～1 |
|
|
|
|
|
|
|
粉土 |
2.5 |
32 |
0.724 |
8.21 |
8.21 |
9.7 |
100 |
|
粉質粘土 |
1.5 |
33 |
0.928 |
4.34 |
4.34 |
13.8 |
90 |
|
淤泥質粉質粘土 |
3～14 |
40～55 |
0.899～1.348 |
2.57～4.12 |
9～14.5 |
1.22～2.49 |
60 |
|
粉土 |
4～9 |
27.3 |
0.767 |
6.23 |
11.0 |
0.6 |
140 |
|
粉土夾粉砂 |
未鉆透 |
24 |
0.598 |
15.98 |
|
|
170 |
上數據是經統計該地區幾個變電所工程地質勘察報告而來，從表中不難發現，作為軟土層的淤泥質粉質粘土埋深不深，但對不同的場地，該土土層厚度分布不均，這對建筑物和構筑物基礎設計提出了較高的要求。
