五河泵站進水閘土層地基承載力特征值的確定方法

陳理勇

（安徽省淮河河道管理局 蚌埠 233000）

1 工程概況

五河泵站是洪澤湖抬高蓄水位影響處理工程組成部分，站址位于五河縣城南約4km，淮北大堤內側的東陵莊南，在原郜湖泵站位置拆除重建。

泵站建筑物包括進水閘、前池、站身、壓力水箱、穿堤涵洞等。土建工程按排澇、引水流量50m3/s一次建設完成，近期按排澇、引水流量30m3/s選配機泵及電氣設備等。泵站主副廠房采用灌注樁加固，建基面高程3.7m（1985國家高程基準）。

2 工程地質條件

根據安徽省水利水電勘測設計院《五河泵站施工圖設計階段工程地質勘察報告》五河泵站站址區的地層主要由第四系沖、洪積形成。根據勘探揭露，地層自上而下分7層，現描述如下。

堤身填土層：其主要成分為中、重粉質壤土，灰黃色，軟塑～軟可塑。分布淮河堤上，層厚6.40m，層底高程15.80m左右。

1-1 層：淤泥，灰黑色，軟～流塑，含腐殖物，在進水池內主要由淤泥及少量塊石等組成，防洪閘出口及淮河河道內主要為淤泥及沖淤泥砂等，層厚0.60～1.60m，層底高程9.60～13.74m。

1層：中、重粉質壤土夾砂壤土，局部互層狀，灰黃、灰色，軟塑/松散，表層1～2m可塑，下部軟塑，屬中等偏高壓縮性土。層厚1.00～7.90m，層底高程7.60～10.51m。

2層：淤泥質重粉質壤土夾薄層輕粉質壤土～砂壤土，局部互層狀，灰色，軟塑/松散，含腐殖物及螺絲、貝殼，屬高壓縮性土。層厚3.40～6.30m，層底高程3.00～5.96m。

3層：重、中粉質壤土，下部以中、輕粉質壤土為主，灰綠、灰黃色，硬可塑～軟可塑，上部1～2m硬可塑，下部軟可塑。屬中等偏高性壓縮土。層厚2.00～4.00m，層底高程-0.48～1.71m。

4層：淤泥質重粉質壤土夾輕～砂壤土，局部為互層狀，灰色，軟塑/稍密，屬高壓縮性土。層厚5.50～9.50m，層底高程-7.79～-5.30m。

5層：重粉質壤土，灰色，軟可塑，局部硬可塑，底部夾大量螺類貝殼等，屬中等偏高壓縮性土。層厚1.40～5.10m，層底高程-11.11～-8.40m。

6層：細砂，下部為中砂，灰色，中～密實，上部2～3m夾薄層壤土，稍密，局部孔揭露有10～15cm砂礓石，屬中等壓縮性土。未揭穿，揭露最大厚度37.1m，相應底高程-46.66m。

3 試驗方法

地基土靜載荷試驗采用直徑80cm的承壓板，試驗基坑寬度不小于承壓板寬度或直徑的三倍。應保持試驗土層的原狀結構和天然濕度，宜在擬試壓表面用粗砂或中砂層填平，其厚度不超過20mm。

本次試驗加荷分級為10級，第一級加載量為40kPa，以后每級加載量為20kPa，加載直至滿足終止加載條件。每級加載后，按間隔 10min、10min、10min、15min、15min，以后為每隔半小時測讀一次沉降量，當在連續2h內，每小時的沉降量小于0.1mm時，則認為已趨穩定，可加下一級荷載。當出現下列情況之一時，即可終止加載：承壓板周圍的土明顯地側向擠出；沉降s急驟增大，荷載～沉降（p～s）曲線出現陡降段；在某一級荷載下，24h內沉降速率不能達到穩定；沉降量與承壓板寬度或直徑之比大于或等于0.06。

檢測系統及過程如下：

砌磚垛挖試坑→安裝千斤頂→架設載荷承臺→加載荷→安裝檢驗用儀表→檢驗測試→整理檢驗資料→評定檢驗結果（設備安裝見圖1）。

4 檢測結果及數據分析

本次對五河泵站地基土進行載荷試驗，目的是為設計單位提供地層的承載力特征值，為優化地基處理設計提供依據。

本次在排澇進水閘處布置1組3處試驗點，壓載位置布于排澇進水閘上游護坦處，受壓土層為2層。

1#靜試點：加荷至180kPa，抗壓穩定，最大沉降量為63.77mm，達到極限荷載，繪制p～s曲線為平緩的光滑曲線（見圖2），沉降量與承壓板直徑之比等于0.06時對應的荷載為162kPa，該值為極限荷載。沉降量與承壓板直徑之比等于0.015時所對應的荷載為97kPa，該值大于極限荷載的一半即81kPa，所以根據規范《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002可知該靜試點承載力特征值取81kPa。

2#靜試點：加荷至180kPa，抗壓穩定，最大沉降量為60.37mm，達到極限荷載，繪制p～s曲線為平緩的光滑曲線（見圖3），沉降量與承壓板直徑之比等于0.06時對應的荷載為165kPa，該值為極限荷載。沉降量與承壓板直徑之比等于0.015時所對應的荷載為96kPa，該值大于極限荷載的一半即82.5kPa，所以根據規范《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002可知該靜試點承載力特征值取82.5kPa。

3#靜試點：加荷至180kPa，抗壓穩定，最大沉降量為65.83mm，達到極限荷載，繪制p～s曲線為平緩的光滑曲線（見圖4），沉降量與承壓板直徑之比等于0.06時對應的荷載為162kPa，該值為極限荷載。沉降量與承壓板直徑之比等于0.015時所對應的荷載為100kPa，該值大于極限荷載的一半即81kPa，所以根據規范《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002可知該靜試點承載力特征值取81kPa。

以上試驗點均為2層土，3處試驗實測值的極差不超過平均值的30%，3處靜試點P～S曲線相似性較好，所以取3處靜試點承載力特征值的平均值為該土層的地基承載力特征值fak，為81.5kPa。

5 結語

地基土淺層平板載荷試驗雖然是一種常規試驗，但卻是一項較為復雜的工作。試驗人員需要不斷地學習、探索、總結經驗，采用新技術、新材料，使試驗成果更加科學可靠