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对于疏洪泵站基础透过毁坏特别案例的剖析

   日期:2019-12-05     来源:互联网    作者:admin    浏览:1    评论:0    
核心提示:  1工程实例  淮南市新应台孜排涝站位于淮河南岸,建于1990年,运行不久便发生泵站前池底部冒砂、边坡开裂等问题,并分别于1

  1工程实例

  淮南市新应台孜排涝站位于淮河南岸,建于1990年,运行不久便发生泵站前池底部冒砂、边坡开裂等问题,并分别于1990、1992、1993年进行了多次加固处理,仍未解决根本问题。

  2003年汛期,淮河水位达到24.70m时,前池又发生多处冒砂,泵房部位地基沉降。

  2005年9月,老泵房东北角发生流土破坏,在前池内填土压渗。现前池边坡底板裂缝众多,老泵房比原地面高程下沉了约1.0m,底板断裂,墙体严重开裂,排水泵无法正常工作。

  2产生问题的原因分析

  2.1初步判断

  该泵站位于淮河河漫滩之上,地层呈多层结构,上部为人工填土和中、重粉质壤土,下部为砂壤土和细砂层,泵房底板位于重粉质壤土上,前池底板位于砂壤土层上。经计算,泵房各种工况下的大地基应力均小于地基允许承载力,说明底板沉降断裂不是承载力不足所致,初步判断为站基在外河高水位顶托下发生渗透破坏。

  2.2渗流稳定计算

  为深入分析泵站前池渗透破坏原因,必须进行渗流稳定计算。首先按照一般渗流计算公式计算泵站基础防渗长度,结果表明满足本工程砂壤土地基抗渗要求。为进一步详细分析渗透破坏原因,采用了有限元分析系统对排涝站进水前池、泵房连同堤防一起进行地基渗流及渗透稳定验算,计算简图见图1.根据渗流稳定计算成果,在内外大水位差作用下,前池底板下渗流比降为0.52,大于砂壤土的允许水力比降0.35.由于进水前池底板座落在砂壤土层中,开挖时已基本将上覆粉质壤土层挖除,而前池底板下既未设反滤层,也未布置排水设施,在汛期淮河侧高水位时,底板基础中渗透坡降较大,造成土中细颗粒随渗透水流带走,形成前池冒砂现象,随着土中细颗粒被带走,骨架颗粒之间的孔隙进一步增大,土体中形成空洞,使建筑物发生沉降。

  3加固处理

  鉴于老泵房底板断裂、墙体开裂,前池边坡塌陷,已无法正常使用,故决定拆除重建。受现有的排水沟渠位置限制,并考虑减少征地等因素,拟在原址拆除重建。

  根据站址地质条件和破坏情况,在泵房和前池重建时采取了相应的工程措施,有效防止了渗透破坏。

  ①在新建泵房基础下换填1.2m厚的水泥土,以增加抗渗覆盖层厚度。

  ②考虑到进水前池下地基已遭多次破坏,且也没有覆盖层,在泵房出水侧墙后和前池四周设置高压摆喷封闭防渗墙,以削减渗压水头,保证地基内的渗透坡降不超过允许值。

  ③为进一步减少前池底板渗透压力,防止渗透出口处发生渗透变形,在前池底板上布置排水孔,下设反滤层。

  ④由于前池底板下约2.5m处为细砂层,该层为承压水层,为引出承压水,在前池内布置2口直径0.9m排水井,该井在施工时兼做基坑降水使用。

  ⑤重建护坡砂壤土层范围内设反滤层,护坡全部设排水孔。加固改建措施详见2、3.

  按照上述工程措施,新应台孜排涝站于2006年完成重建后,即经历了汛期淮河高水位的考验,建筑物运行一切正常,未出现冒砂、沉降等问题,表明防渗措施发挥了作用。

  4结论

  通过以上工程实例分析可以看出,复杂地基情况下的建筑物抗渗稳定至关重要,由于地基渗透变形造成的建筑物损坏往往比因承载力不足产生的沉降更加严重,因此在设计中必须彻底摸清地基土特性,结合周边环境全面分析地基土抗渗稳定性能,采取必要的工程措施。设计中应将防渗和导渗措施结合考虑,上游尽量设置防渗设施,以减低渗压水头;下游布置导渗系统,以降低渗透压力,排出承压水。当遇到双层或多层地基土中的下部强透水层在基坑开挖时已出露的情况,可考虑将表层换填适当的粘性土,一般厚度可在1m以内,既可以防止沿基底渗漏,也可以防止在降水效果不好时的基坑稳定,以便于施工。

 
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