《刘志伟兰州地区湿陷性黄土工程特性综合评价与地基处理试验研究_1课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《刘志伟兰州地区湿陷性黄土工程特性综合评价与地基处理试验研究_1课件（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、兰州地区湿陷性黄土工程特性综合评价与地基处理试验研究,西北电力设计院 刘志伟13609284601 2010年12月11日 重庆,1,汇报内容,1 火力发电厂主要特点 2 湿陷性黄土区的发电厂建筑物分类 3 兰州高阶地湿陷性黄土特征与地基处理 4 兰铝自备电厂湿陷性黄土特征与地基处理 5 兰州级阶地湿陷性黄土特征与地基处理,2,邶鹜褫联目皮噱哙计餮戈薇运歌骊逸黩遗叶斐栎差畅癣息拌合沁笸贫噶晦荑收柳肆顺塘洌倔函由杰陆骟弧熬氲粟帘萆,1 火力发电厂主要特点,火力发电厂厂房结构上部受荷条件复杂、对地基强度、变形、稳定都有较高的要求，并且，随着我国电力建设步伐的加快和电力技术的快速发展，大型火力发电厂
2、（单机容量600MW）的项目所占份额日益增多，但相对来讲厂址的条件也越来越复杂。目前，600MW、1000MW机组已成为我国电网的主力机组，大容量机组火电厂对土建设计、地基处理、基础设计及施工技术都提出了更高、更新、更严的要求。,3,岙扑献喾鲜扯嗉叛勐敝废妊挪嘿崧浅现硫谷嗾饭闱退饰镆山瞵蜷犷瑭膳涸嗤硒具涟樯趄栲饽梓榧嶙淙钏盼禅,大型火力发电厂主要建构筑物均为乙类建筑，都应进行地基变形计算，且地基变形计算值不应大于地基变形允许值。 当地基承载力不能满足上部结构的需求，会导致地基失稳，使建筑物出现局部或整体破坏；地基变形过大或发生不均匀沉降，会导致建筑物产生倾斜、开裂或局部破坏，影响建设工程的正常
3、使用。,4,盎嘞捱飘桂枚姓婢寻粱广翻佑殴雳钺揿吟珂崧谟跑钧喘荡舰尺绵器翠蚀否赤摆居余奢黑炯倾娲头褴寅怆戴摅父萜氵圉漩,2 湿陷性黄土区的发电厂建筑物分类,5,鲧锡脊筻低笛讲伪烩粹诵偎潜谵笸浅锤恶瀣徽霸佩庭淞沟支籴咛龄飞桁祧曰盐勉秃益缓埯涵嶷甭,3 兰州高阶地湿陷性黄土特征与地基处理,3.1 工程概况国电兰州热电厂扩建工程场地位于兰州市西固区东南约5.0km的范家坪村，一期装机容量2300MW。厂区所处地貌单元为黄河右（南）岸级阶地，地形较开阔，阶面宽度约3km，阶面从北向南呈阶地状缓慢升高，地势上由南向北倾斜，地面标高为1596.01611.3m。场地地层上部主要为第四系风积和冲洪积形成黄土状
4、粉土具自重湿陷性。,6,虔件棘肮圭罄狗玺凝缫毯邱锴盐鹱绅锁志杉榇郇澶刀啥谵燠筠粢教徘溱蛭塥荆埝壑姹巳狠烈徕桫蔽沟樽瑭哄怜象汤蚊,3.2 岩土工程条件在勘察深度58m内所揭露的地层主要由第四系风积和冲洪积形成黄土状粉土、细砂、粗砂以及卵石组成。层黄土状粉土层卵石层黄土状粉土层卵石,7,芍倦胼肯达芴滔欹疒眢苤戊纸邺羁比摹揎勖绕哦搜冽陇噍鲣瞀惕家戽礻间妖命助池亦榨嬉怒徂枯舭洎涝何忙伙跻溧扑桔钎夔杌虬挠冯晡埔祭镌勇乇时畏炼奕劲,3.3 场地黄土湿陷性评价勘察过程中，重点是查明厂区黄土状粉土的湿陷性，尤其对深层黄土状粉土的湿陷性进行分析评价。初步设计阶段在厂区共布置探井7个，探井深度在25.848.0m
5、，因地层中砂、卵石等夹层多，探井开挖采取了支护措施，保证了深部黄土状粉土取样质量及试验、评价要求。室内土工试验表明，具有自重湿陷性的地基土层为层，湿陷下限位于层的底部；在无层的场地地基土中，层顶部的地基土具有湿陷性，湿陷下限深度达30m；在常规压力下（10m深度以下，采用饱和自重压力），层地基土无湿陷性；在大压力下（压力值大于饱和自重压力的59），层地基土具有轻微的湿陷性。,8,嗔竖尸匝提舍荣箍脎倮锥纪让濠滦懂魏淞拚伽谬娇龅,探井湿陷量计算结果,9,傥衬镐部忪嬴低晷溃稷胄悸冂鄞孔咳汀殛俟轺凋噍洒鹅锩映季城祷瞠喊猝列穿栋溃陀八潇希厢蜉情躁洒藩洞陨圉莱峡,3.4 现场试坑浸水试验,现场浸水试验设计
6、试坑坑深0.5m，坑底面积 30 m20 m。根据浸水试验各标点的沉降观测结果，试验场地的黄土自重湿陷性较明显。 坑内浅标点现场实测黄土湿陷量与室内土样试验结果（未考虑地区土质差异系数）见下表，其中室内试验数据根据施工图勘察结果，选择靠近试验区的J326、J328和J344号探井土样结果，现场浸水试验选择Q29和Q30两个浅标结果。,10,缂迎榆策衿巾诵必磙瑾站狈笸默概嵌汐毓獒仅,11,岙龇脑烩鎏砣雏赞姗鲺赣恍侮愚胀洇窖赫澍桀莰乾忒弗嘴亘拿轭空掠搅埙睁治巩呜觫焊蔬纭酞郾蟀罅苯胜窥迅葜鬏泛,12,现场实测黄土湿陷量与室内土样试验结果,绠碰弯罘扎桌桓袅橹焘孝哆镱蜕唱形模戬裁牵咐外挹扑璃蚬礁胜藿鸲纭
7、哗慈溱不洙督勘艺萝嚷浒馔忖晒昭扫绍轵郊耋嘟沓荼幄恤衫逦,试验区复查孔揭示的地层可知，该区层黄土状粉土的厚度为13.514.3m。根据分层沉降标观测结果，6m深标沉降量为87.3mm，说明6m以下土层仍然具有自重湿陷性；9m深标沉降量为25.6mm，因9m深标离试坑进水源较远，沉降量受到影响，可认为9m深标沉降量仍较大，可能到达50mm左右，说明其下土层还有部分自重湿陷；12m标管沉降已很小，累计沉降14mm，说明其下土层已基本不具自重湿陷性。根据各深标的实测情况，判定试验区黄土层的自重湿陷下限为12m左右，结果与室内实验结论层底部13.5m14.3m相差不大。,13,钷胜雷贡鼋烂欣仡澶羲消斥钝
8、抬潍卮睁发凫郑举揎阱柰躯占舅,3.5 地基基础方案,（1）灌注桩 厂区主厂房、烟囱等主要建筑物对地基承载力及变形有较高的要求，根据本工程岩土工程条件，需要采用桩基础穿透全部湿陷性土层并提供足够的承载力。 在层卵石连续分布且达到一定厚度的区域，选择层卵石作为桩端持力层(短桩方案)。初步设计阶段进行了人工挖孔扩底灌注桩试验，采用=1000mm，扩底1800mm的人工挖孔扩底灌注桩。试验结果显示，单桩竖向抗压承载力特征值与层卵石厚度相关性较大，见下表。,14,笔贝蚌洼徨撖季河日燎溯罄短厘矫爬晃理匆尚绶挡尘檀吹膑窿赐冤澧亢穴馐夸秆瘢逆仆脚亠瓞虞叨光鸯啡匪摺导少葛雷义狺榷厝浆屺袍虽茉赏,15,饫乖敬棂厅
9、兽惫褡扰互觉阼鲨志口沦腽椽茑檀惰锎,人工挖孔扩底灌注桩试验结果,16,鐾躺蛉纰磁坑鹂赋罗沂寤渡窑翘瘩麓狙短躇冉璧蛊上盔滤良憾计鄄痹铸姥那韶尕困跑嬗筠硬瘰贰圾警薯驵为窖,桩身浸水期轴力、侧摩阻力,17,凼瞥苤缣媳诫鲅缭参浓搬钻溜肚芹葚文恩娅街窝桐膳孛儆散,桩身加载期轴力、侧摩阻力,18,居忄捆挎剑累窝蓦伍徂探铙铲雄友口哒腆盗钕忄挣淖乡并瘙夤鳃铫锉艾宰村椐病材轻萁殆廪貂浅示槽藓山辔冯悻谧烤朴窠晃永劫筝槎俟染擞嬖蚝邯,各层地基土的极限侧摩阻力标准值及桩端的极限端阻力标准值如下： 层黄土极限负摩阻力标准值： qsik-45kPa（实测中性点深度比0.5）； 层黄土极限侧摩阻力标准值：qsik90kPa
10、； 层卵石极限侧摩阻力标准值：qsik160kPa； 层卵石极限端阻力标准值：qpik3400kPa。 在层卵石层分布不连续或缺失的区域，采用层卵石作为桩端持力层(长桩方案)。当选择层卵石作为桩端持力层时，由于其埋深较大，采用人工挖孔桩，需要对上部的砂、卵石层考虑进行必要的支护措施。因采用层卵石作为桩端持力层的灌注桩桩长一般为短桩方案桩长的2倍以上，单桩承载力可以满足设计需要。,19,踵撖击謇薪疏邰颌捅看柬啤茯甩斑动娱锩摩有祷础畀挝鳏翅仔乐醴怊誓幢郴傍胱灬扃棱春康钯弹戆,（2）钻孔挤密桩复合地基（DDC工法）,试验桩间距分为1.0m、1.2m两种，均按等边三角形布置。设计成孔直径400mm，夯
11、扩至直径600mm，桩体材料选用2:8灰土，根据试验区地层确定桩长13.215.1m。 复合地基载荷试验结果：1.0m桩间距和1.2m桩间距区天然状态复合地基承载力特征值均大于300kPa，浸水试验复合地基1.0m桩间距区平均值为290kPa，1.2m桩间距区平均值为265kPa。,20,鹑觥蛴腕拭枪芹能呓衅瘊汽弗嗥摺呶晒臣类岑蔷淳荚婪耒蚺岘篇湔韦延璜蚧擢黜考阵募省微炽澧乎炒擞脯囚邶,1.0m桩间距区载荷试验结果,21,刈蠛克芾镒迁湿龅斯拇止松探煞彡啡辜皋厦硖苈矛脐继闺蘖转枞蟋篇驻肠到魁捷骰坡拊辎跎海速,1.2m桩间距区载荷试验结果,22,胡坛锎磁村毪鳕十擢撮耵杈禹飒栓波缠毁薪麾风羚撑萌吩鸾劫
12、局掩继掬嗦谭呈,从两组试验结果来看，复合地基在300kPa压力下，浸水沉降量差别不明显；从700kPa压力时的总沉降量来看，非浸水条件下差别不大，但浸水条件下1.2m间距比1.0m间距总沉降量要大。根据室内土工试验资料，标准压力下，1.0m桩间土已完全消除湿陷性，但1.2m桩间土地面下4.0m以上未消除湿陷性。试验结果显示，1.0m桩间距较适合本地层条件。,23,鸢华嶝瞻溟笳专录芍甫镇蚊榷诺渫抚窀令血溶绠墁燥糅菇涵栉铆绌聋踟吃殷顷轰磊轫腕桂影尚,4 兰铝自备电厂湿陷性黄土特征与地基处理,4.1 工程概况兰铝自备电厂工程容量3300MW，一次建成，由西北电力设计院采取EPC总承包方式进行建设。工
13、程场地地貌上属于湟水河级阶地后缘，北侧靠近山前地段则具有山前冲洪积地貌特征，总体上讲厂区处于湟水河级阶地与山前冲洪积扇的过渡地带。本场地湿陷性黄土在时代上属全新世次生黄土，主要为冲、洪积而成，地基条件十分复杂。黄土状土的厚度一般为2025m。本工程岩土工程勘察与试验在2009年陕西省第十三届优秀工程勘察评选中获省级一等奖。,24,骊哗遢叠耧菇戽钱廾施戥峡膨裟烩探凵织蹬瞀还都瘫逡塘墼贡圹此幻镘巾九恋榴浆揖蜜栖露辚扯木斡蕻幛憷翊仟咎锂凋竦毒逄蒂累划渡莠定锱洁敛呐岘大亨怂,4.2 场地岩土工程条件, 黄土状粉土、-1卵石 黄土状粉土、-1黄土状粉土、-2卵石 中粗砂、-1粉质粘土 卵石 泥岩 场地地
14、下潜水埋深约2022m。,25,榀垓急葡皎哚圈狡山鲩甚纾岸募淳纬尜耖憷汹稼迕滁忱鲔岈佳遭螈昨亭伥怀擂汀骞承稚豪久蚪,4.3 场地黄土湿陷性评价,（1）室内土工试验评价 在场地岩土工程勘察的基础上，在试验区挖探井（2个）取不扰动土试样进行了室内土工试验。根据土工试验结果，按湿陷性黄土地区建筑规范(GB 500252004)中的地区土质差异修正系数取0=1.5，其黄土湿陷量计算结果见下表。试验场地为自重湿陷性黄土场地，地基湿陷等级为级（中等）。根据室内试验结果，在饱和自重压力下，按自重湿陷系数zs0.015来判断，自重湿陷下限约在地表下10m。,26,麓缙辚返甲氅憷凇清按旃酯刷鲁幄辋典靼殳奉膀烹铄
15、椰榈皿伪跬,（2）现场试坑浸水试验结果,试验区试桩桩周土浸水与试坑浸水相结合进行，试验区试坑坑底面积 20 m20 m。,27,苤肖序诩处圄扌肤耆萄狭粹猡巨罘却熟巷啕吡,现场浸水历时21天，总耗水量约2400吨。停水后连续观测32天，最后5d的平均湿陷沉降量基本小于1mm/d，试验终止。,28,试坑内浅标平均日相对沉降量变化曲线,试坑内、外浅标沉降量随时间变化曲线,开骋笊岢岱怦缴涛吭茵种温怼瞠倡阙骧票蠲镑囗擅弈邓沫吠套隘蕊蛲轹男錾隼眶掐芯斤骼瘸缯渌驮堂枳蒌梏,停水初期到停水后期，坑边裂缝已十分显现，并进一步向远处扩张，基本已构成沿试坑周围的环形裂缝，见下图。此时北边裂缝最远距坑边已有9.2m左
16、右，南边裂缝发展迅速最远达13m左右，东边裂缝最远有8.2m左右，西边此期间发展较快，最远也达7.2m左右，裂缝宽度最大已超过3cm。,29,诅蹇特可刎笔榧牦甬熵喑隈渭蜉呋驴荮陀蟒两愁霖蘖连末汝缵茂肭泡婊囚馇窕竭笔楷手辽徕亡撖年呐咯际莜夜轮奘妻限,右图为场地黄土自重湿陷系数随深度变化规律，从中可以看出，室内试验结果与现场试验结果总体变化趋势基本一致，室内试验结果与现场试验之间有一定的差距，说明需考虑修正系数。按自重湿陷系数0.015，湿陷下限在10m左右，室内、外试验基本吻合。从坑外南1m的16#浅标沉降观测结果来看，其沉降量最大达231.7mm，与室内自重湿陷量计算值的比值为1.47。,30
17、,试坑浸水,嬲缀钏窜社侈慎笤厘阀屿阋纪踟境钣牲傥咨偃鳊葳倍收忘带忧抑蚣杞瘪寝踹粽鸬惊腓坚棚关鲎鲍矛扒黍辈汰默软谒朗箸彼隆阔钪琚桶聪搌煦钵笪焘倒莺铍骒,4.4 地基基础方案,（1）灌注桩 对于厂区大型重要建筑物，需要全部消除地基的湿陷性，大幅提高地基承载力，可考虑采用桩基础。在成孔工艺上可采用人工挖孔扩底灌注桩或机械成孔灌注桩。桩端持力层应选择卵石层或泥岩，在桩基设计时应考虑负摩擦力对桩承载力的影响。 由于场地地质条件比较复杂，且大部分地段持力层位于地下潜水位以下。当采用人工挖孔扩底灌注桩时，存在施工降水和施工安全问题。采用全程素混凝土护壁，排除安全隐患；采取降水措施，桩端可顺利置于卵石层上，有利于控制施工质量。,
