城北湖泵站新建工程的地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析論文

　　城北湖泵站新建工程位于鳳臺(tái)縣城北湖出口，淮北大堤饒荊段樁號(hào)47＋414處。根據(jù)鳳臺(tái)縣鳳凰湖新區(qū)水系規(guī)劃，城北湖泵站設(shè)計(jì)抽排流量為100m3/s，設(shè)計(jì)揚(yáng)程6.3m，裝機(jī)容量5×220kW，工程等級(jí)為II等，泵站規(guī)模為大（2）型，主要建筑物按2級(jí)水工建筑物設(shè)計(jì)。

　　1區(qū)域地質(zhì)資料

　　城北湖泵站位于鳳臺(tái)縣城以北淮北大堤饒荊段樁號(hào)47＋414處堤內(nèi)側(cè)，淮北大堤?hào)|依淮河，西臨架河、城北湖。地貌上屬淮河河漫灘，地形平坦，地面高程18.4~22.1m，淮北大堤堤頂高程27.6~28.0m。堤內(nèi)距堤腳50m處為魚塘，寬約50m，深約2.0m，堤外側(cè)灘地寬約200m，灘地高程20.8m。

　　根據(jù)199*年版《中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖》，本區(qū)的地震基本烈度為VI度。工程區(qū)地震活動(dòng)輕微，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性相對(duì)較好。

　　2地質(zhì)條件

　　擬建站址區(qū)，地層主要是由于沖洪積和湖積形成，地層中夾層、互層較多，局部為透鏡體分布。軟土分布廣，厚度大，地質(zhì)條件較差，自上而下地層分布為：

　　①2層，重粉質(zhì)壤土（Q4al）：黃色、灰色，流塑～軟塑，濕。高壓縮性。該層分布于出水池，層厚1.50~1.60m，層底高程18.00~18.20m。

　　②層，重粉質(zhì)壤土（Q4al）：黃色，軟塑～可塑，夾薄層砂壤土。中等偏高壓縮性土層。該層分布于進(jìn)水池位置。層厚3.10~3.80m，層底高程17.10~18.00m。

　　③層，輕粉質(zhì)壤土（Q4al）：黃色、灰色，軟塑～可塑，濕，下部夾薄層淤泥質(zhì)土。中等壓縮性，該層廣泛分布于站址區(qū)地表上部，層厚1.60~8.70m，層底高程12.85~15.64m。

　　④層，淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土（Q4al）：灰色，軟塑，濕，夾有砂壤土薄層，有臭味。高壓縮性。該層站址區(qū)廣泛分布，層厚1.00~4.30m，層底高程10.75~12.60m。

　　⑤層，重粉質(zhì)壤土（Q4al）：灰綠色，黃色，暗灰色，可塑，濕。中等壓縮性。該層站址區(qū)廣泛分布，層厚4.50~8.40m，層底高程4.10~8.00m。

　　⑥層，細(xì)砂（Q3al）：灰色，中密～密實(shí)，飽和，夾有薄層重粉質(zhì)壤土，含貝殼，夾礫石，粒徑2~60mm。低壓縮性。該層站址區(qū)廣泛分布，厚度大，該層未有揭穿，已揭露最大厚度25.00m。地層分布見附圖1。各土層力學(xué)性指標(biāo)見表1。

　　3工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

　　3.1軟弱持力層問題

　　3.1.1泵房建基面高程為8.64m，持力層為⑤層重粉質(zhì)壤土。該層強(qiáng)度尚可，允許承載力標(biāo)準(zhǔn)值為130kPa。下伏⑥層細(xì)砂承載力210kPa。如⑤層直接作為建筑物天然地基，考慮到上部結(jié)構(gòu)荷載較大，分布不均勻，不能滿足泵房上部結(jié)構(gòu)和壓縮變形的要求，需進(jìn)行地基處理。⑤層土滲透性較低，對(duì)泵房的滲透穩(wěn)定性有利，但應(yīng)驗(yàn)算下臥⑥層細(xì)砂的滲透穩(wěn)定性。

　　3.1.2攔污閘建基面高程為12.80m，持力層為④層淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土層中。基底下④層土厚度約1.2m，土層薄，下伏⑤層土承載力130kPa，地基存在承載能力不足和不均勻沉降等問題。閘基需進(jìn)行處理，建議采用換土墊層處理。

　　穿堤箱涵建基面高程為15.3m，持力層為③層輕粉質(zhì)壤土，該層強(qiáng)度尚可，但下臥有軟弱的④層淤泥質(zhì)土，也不宜采用天然地基。建基面距⑤層好土3.0m左右，可采用換土墊層或粉噴樁處理。

　　出口防洪閘建基面高程為14.9m，持力層為③、④層交界面上，下伏⑤層土承載力130kPa，其中⑤層以上厚約8.0m，呈流塑~軟塑狀態(tài)，屬高壓縮性、低強(qiáng)度的軟弱層，承載力60~120kPa。作為天然閘基土，不僅承載能力不能滿足上部結(jié)構(gòu)的'需要，而且還存在地基變形和抗滑等問題，故需進(jìn)行地基處理。

　　前池兩側(cè)的擋土墻高度最大，高約11m，為空箱式擋墻，相應(yīng)基底平均荷載估算約在160kPa左右。而其持力層位于⑤層中，承載力不能滿足要求；出口防洪閘處的擋土墻高度一般小于5.0m，基底荷載不大，持力層多位于③層中，承載力基本滿足要求。但應(yīng)驗(yàn)算下臥④層軟弱土的影響；攔污閘處的擋土墻高度一般7.8~2.0m，基底荷載差異較大，持力層分別為④、③和②層土，宜分別情況考慮，基底荷載較大，承載力不能滿足要求時(shí)，亦應(yīng)采取必要的地基補(bǔ)強(qiáng)措施。另外，區(qū)內(nèi)上部土層抗沖刷性能均較差，在建筑物上下游出口段，應(yīng)進(jìn)行必要的護(hù)砌。

　　泵站基坑開挖深度最大達(dá)14m以上，涉及填土、②、③、④和⑤層土，以上各層抗剪強(qiáng)度多較低，對(duì)基坑邊坡穩(wěn)定性不利。邊坡開挖坡比宜緩于1:3.0，并在中部設(shè)置馬道。泵房下臥⑥層細(xì)砂中含承壓水，勘察期間承壓水頭高約12m，開挖時(shí)易產(chǎn)生基坑突涌。應(yīng)采取深井降水，以保證正常施工。

　　城北湖泵站場(chǎng)地地層上部41.00m勘探深度范圍內(nèi)均為第四系河流相松散沖洪積地層，地下水為賦存于其中的孔隙水，按照地下水賦存和運(yùn)移特征可分為孔隙潛水和孔隙承壓水。孔隙潛水主要分布于地層表層的③層輕粉質(zhì)壤土層中，該層具中等透水性，孔隙潛水主要接受大氣降水和地表水補(bǔ)給，地下水運(yùn)移迅速。孔隙承壓水主要賦存于相對(duì)隔水層下部的⑥層細(xì)砂層中，因上部有厚層⑤層重粉質(zhì)壤土覆蓋而具有一定的承壓性，并接受淮北平原深處地下水側(cè)向補(bǔ)給，其承壓水位為17.26m高程，承壓水頭12m左右。根據(jù)工程區(qū)水質(zhì)化驗(yàn)測(cè)試資料，地表水、地下水對(duì)混凝土和混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均無腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。

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