济南市水利建筑勘测设计研究院 山东济南 250014
摘要：本文是对东湖水库输水工程泵站主厂房和调节池地基处理措施的简述，并提出了在地基处理施工过程中应控制的技术要点，保证了工程施工质量，为济南市其余类似地区地基处理提供了参考和借鉴。
关键词：地基处理；水泥土搅拌桩；技术要点；载荷试验
1 工程概况
南水北调济南市东湖水库输水工程输水流量为30万m³/d，工程规模为中型。该工程位于济南市历城区，主要工程内容包括引水工程、泵站工程和输水工程。该工程从东湖水库和南水北调东线干渠分水闸引水至泵站调节池，通过泵站加压后，利用输水管道将长江水、黄河水输送至济南市东湖水厂，输水管线长度20.68km。其中泵站工程包括主、副厂房和调节池。
泵站主厂房基础总长39.04m，总宽15.20m，包括下部水泵层和上部检修层，水泵层采用钢筋混凝土结构，底板顶高程15.40m，厚度1.20m，水泵层高5.0m，设5台水泵机组； 调节池采用钢筋混凝土结构，占地面积520m²，分为进口段、扩散段、进水池三部分，底板厚度1.0m，侧墙及顶板厚度均为0.8m。主厂房与调节池之间采用5根DN800的进水管连接。
2 泵站地质概述
根据地质勘查报告，泵站主厂房基础坐于①层壤土、①1层轻壤土、①2层(裂隙)粘土和②1层粘土上，调节池基础坐于①层壤土、②层壤土和②1层粘土上，为新近堆积层，结构松散，力学强度低，工程地质条件较差。主厂房各层土力学性质见下表：
3 地基处理
3.1应力分析
根据主厂房及调节池运行工况应力分析计算得出，主厂房和调节池的最大地基应力分别为93Kpa和145Kpa，均大于相应的地基承载力，不满足《泵站设计规范》要求；基础土层压缩系数均较大，其中的①2（裂隙）粘土、②壤土和②1粘土层压缩系数大于0.5，属高压缩性土，经计算的地基沉降量分别为97mm和114mm，沉降量较大。为提高主厂房和调节池地基承载力，减小建筑物沉降量，保证泵站运行安全，需对泵站主厂房和调节池的地基进行处理。
3.2地基处理方法
根据主厂房和调节池地基土层性质，结合以往工程经验，地基处理均采用水泥土搅拌桩。其中主厂房水泥土搅拌桩桩径为60cm，桩长5.0m，梅花桩型布置，间距1.0m，共713根；调节池水泥土搅拌桩桩径60cm。桩长6.0m，梅花桩型布置，间距1.0m，共723根。
1.单桩竖向承载力特征值计算
单桩竖向承载力特征值 可按下列两式计算，并取其中较小值：
4 施工控制
为保证水泥土搅拌桩的施工质量，本工程地基处理前，建设单位组织施工、监理、第三方检测、设计等单位的相关人员召开了地基处理施工技术要点讨论会，并要求施工单位严格按照技术要点及相关施工规范进行施工。主要技术要求如下：
1.水泥土搅拌法施工现场事先应予以平整，必须清除地上和地下的障碍物。遇有明浜、 池塘及洼地时应抽水和清淤，回填土料应压实，不得回填生活垃圾。
2.水泥土搅拌桩施工前应根据设计进行工艺性试桩，数量不得少于3根，多头搅拌不得少于3组。应对工艺试桩的质量进行必要的检验。
3.搅拌头翼片的枚数、宽度、与搅拌轴的垂直夹角、搅拌头的回转数、提升速度应相互匹配，钻头每转一圈的提升(或下沉)量以1.0～1.5cm为宜，以确保加固深度范围内土体的任何一点均能经过20次以上的搅拌。
4.竖向承载搅拌桩施工时，停浆(灰)面应高于桩顶设计标高300～500mm。
5.施工中应保持搅拌桩机底盘的水平和导向架的竖直，搅拌桩的垂直偏差不得超过1%；桩位的偏差不得大于50mm；成桩直径和桩长不得小于设计值。
6.水泥土搅拌桩采用强度等级为42.5级的抗硫酸盐水泥，水泥掺入比为15%；水灰比为1:0.5（每根桩必须用比重计测量水灰比）。
7.下沉搅拌时，转速不能大于450转/min；下沉速度为1.2～1.3m/min；喷浆上提时转速不小于650转/min；上提速度为0.5 m/min。
8.必须确保全桩长上下至少再重复搅拌一次。
9.水泥浆液到达喷浆口的出口压力不应小于10MPa。
10.在开挖过程中，设计桩顶1.2m以上不得采用大型机械开挖。采用小型机械或人工开挖时，不得碰触桩体。应将桩顶以上500mm土层及搅拌桩顶端施工质量较差的桩段用人工挖除，不得出现断桩情况。
水泥土搅拌桩工程于2016年7月初开始施工，至2016年8月底完成。2016年9月，第三方检测单位采用平板载荷试验对处理后的地基进行了检测。经检测，主厂房地基单桩竖向承载力特征值为105Kpa，复合地基承载力特征值为145Kpa，调节池地基单桩竖向承载力特征值为120Kpa，复合地基承载力为184Kpa，满足设计要求。
5 结论
通过以上处理方案及检测结论可知，对地基承载力较小、压缩性较大的轻壤土、壤土和粘土等，水泥土搅拌桩是一种非常有效的处理方法，能够较大的提高复合地基承载力；该工程的地基处理方法、施工技术控制是可行的，为以后类似工程地基处理提供了参考。
参考文献
[1] 丁玲．浅议水泥搅拌桩在软土地基中的应用[J]．山西建筑，2010，36(25)：129-130．
[2]徐至钧,曹名葆.水泥土搅拌法处理地基[M].北京:机械工业出版社,2004.
论文作者:马冲
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/10
标签：地基论文; 泵站论文; 工程论文; 壤土论文; 厂房论文; 水泥论文; 东湖论文; 《基层建设》2017年第12期论文;