新疆维吾尔自治区送变电工程公司， 新疆 乌鲁木齐 830011
摘要：本文在对±1100kV昌吉换流站工程土质类别分析的基础上提出了地基土的岩石力学性能；并进行了平板荷载试验，最终确定了地基承载力和弹性模量。
关键词： 换流站；地基；承载力
一 工程意义及概况
±1100kV昌吉换流站是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压直流输电工程，是我国乃至世界特高压直流输电技术创新的又一里程碑工程，对特高压电网及全球能源互联网发展具有重大意义。站址地貌上属天山北麓冲洪积扇前缘的缓倾平原，地势开阔，由东南向西北倾斜，相对平坦。该工程的建设面临着高温、严寒、强腐蚀等不利因素。
二 土质类别及分布规律
换流站地层岩性土质主要为晚更新世~全新世冲洪积成因的细颗粒松散堆积层，地层复杂、变化较大。钻探深度内揭示的地层主要为粉砂、粉土、细砂、粉质粘土、中粗砂。地层由上至下分述如下[2]：
①粉砂（Q4eol），浅黄色、褐黄色，干燥~稍湿，松散~稍密、局部为中密。主要矿物成份为长石、石英，暗色矿物次之，含有少量粘性土，层中常夹有薄层粉土。
②粉砂（Q3al+pl）：浅灰色、黄褐色，局部灰褐色，稍湿~饱和，中密~密实，多呈中密状态。主要矿物成份为长石、石英，暗色矿物次之，含有少量粘性土，层中常夹有薄层粉土，局部为细砂，厚度变化较大。
②1粉土（Q3al+pl）：灰黄色、灰褐色，湿~饱和，中密，粘粒含量较高。摇振反应明显，无光泽、含铁锰质斑点，局部为粉质粘土。该层呈透镜体状分布在②粉砂中，仅在个别钻孔中见到该层。
③细砂（Q3al+pl）：浅灰色、灰褐色~褐黄色，饱和、中密~密实，主要矿物成份为长石、石英，暗色矿物次之。含少量中粗砂及少量砾石，粘粒含量较高，层中夹有粉质粘土及粉砂薄层。
③1粉质粘土（Q3al+pl）：黄褐色，湿~饱和，可塑~硬塑，切面光滑，韧性好，干强度较高，可见铁锰质氧化物，局部含小砾石。具有水平层理，夹有粉细砂或粉土薄层，该层主要以透镜体状展布，局部同③层细砂呈互层分布。
③2粉砂（Q3al+pl）：浅黄色、黄褐色，局部灰褐色，饱和，中密~密实。主要矿物成份为长石、石英，暗色矿物次之，含有少量粘性土，该层夹有薄层粉土，以透镜体状展布。
④细砂（Q3al+pl）：褐~灰褐色，饱和，密实，砂质不纯，粗砂颗粒含量较高，主要矿物成份为长石、石英，暗色矿物次之。夹有中粗砂、粉砂、粉质粘土层。
④1粉质粘土（Q3al+pl）：黄褐色，湿~饱和，软塑～硬可塑，切面光滑，韧性好，干强度较高，土质不纯，混粉细砂。
④2中粗砂（Q3al+pl）：浅灰色、灰褐色~褐黄色，饱和、密实，主要矿物成份为长石、石英，暗色矿物次之。含少量砾石，粘粒含量较高，该层以透镜体状展布。
三 岩土工程性质
3.1地基土物理力学性质指标
根据已有资料及附近工程地质情况，提出各层地基土的物理力学性质指标[1]，见表1-1及表1-2。
表1-1地基土的主要物理力学性质指标
注：表中c、φ为标准值。
表1-2地基土主要物理力学性质指标
注：表中物理力学性质指标数值为经验值.
3.2地基土原位平板载荷试验（PLT）
现场在②层粉砂中进行了3点平板静载荷试验[2] [5]，分别为T1、T2、T3。试验时采用压重平台反力装置。2000kN油压千斤顶，放置于千斤顶顶部的测力传感器测定荷载；50mm量程位移传感器测定沉降；采用堆土作反力装置，通过横梁传递到千斤顶上，沉降量观测采用JCQ503-E型全自动载荷试验仪进行试验，荷载值由安装于千斤顶上的测力传感器测定；在承压板四周安装3个呈梅花状布置的位移传感器对沉降位移进行观测。承压板面积为0.5m2，直径约为0.798m。试验采用慢速维荷法。按照有关规范及现场情况[5] [6] [7]，加荷级别定为10级，每级为60kPa。稳定标准为：在每级荷载作用下，连续2小时内，每小时的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。
T1、T2、T3点的荷载变形Q-S曲线为缓变性，呈现出良好的强度和刚度变化，且沉降量相对较小其承载力特征值取最大加载压力的一半为：
T1点：fak＝300kPa，T2点：fak＝300kPa，T3点：fak＝300kPa。
各点静载荷试验数据见表1-3，试验曲线见图1~3，试验结果汇总见表1-4。
表1-3 T1点载荷试验数据
表1-3 T2点载荷试验数据
表1-3 T3点载荷试验数据
图1 T1试验点P-S曲线图1 T1试验点S-lgt曲线
图2 T2试验点P-S曲线图2 T2试验点S-lgt曲线
图3 T3试验点P-S曲线图3 T3试验点S-lgt曲线
表1-4静载荷试验结果汇总表
本场区对②层粉砂进行了3个点的平板静载荷试验，经过对原始数据进行内业整理分析校正后，分别绘制了P-S曲线和S-lgt曲线（浅层平板静载荷试验曲线图）。
变形模量E0按下式计算[2]：
E0= I0（1-μ2）Pd /s
公式中：
I0—刚性承压板的形状系数，圆形承压板取0.785；
P —p-s曲线线性段的压力（kPa）；
s —与p对应的沉降（mm）；
d—承压板直径（m），承压板直径：d=0.798m；
经计算:T1点E0=29.9MPa;
T2点E0=21.9MPa;
T3点E0=29.5MPa;
四 结论
根据试验结果可知，粉砂层土力学性能较好，3个不同密实度试验点的地基均表现出变形小、承载性能高的特性。因此，不扰动地层原状特性的情况下，地基土承载力可达300kPa，变形模量29MPa。但大规模施工时的场地土往往容易被扰动，其性能也难以达到试验时的结果，因此，确定②层粉砂承载力特征值取240kPa，变形模量取22MPa。
参考文献：
[1]建筑地基处理技术规范 JGJ79-2012 中国建筑工业出版社
[2]岩土工程勘察规范（GB50021-2001）中国建筑工业出版社
[3]建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）中国建筑工业出版社
[4]建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）中国建筑工业出版社
[5]建筑抗震设计规范（GB50011-2010）中国建筑工业出版社
[6]盐渍土地区建筑技术规范（GB/50942-2014）中国建筑工业出版社
[7]建筑边坡工程技术规范（GB50330—2013）中国建筑工业出版社
论文作者:陈锦龙,黄旭 郑洁 郅远
论文发表刊物:《基层建设》2016年18期
论文发表时间:2016/11/23
标签：载荷论文; 矿物论文; 地基论文; 细砂论文; 灰褐色论文; 压板论文; 荷载论文; 《基层建设》2016年18期论文;