西北地区湿陷性黄土工程特性综合评价与地基处理试验研究.pptx

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桩身加载期轴力、侧摩阻力
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2000 4000 6000 8000 10000 12000 Q(kN)
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50 100 150 200 250 P(kPa)
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16 h(m)
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16 h(m)
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• 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： • ②层黄土极限负摩阻力标准值： qsik＝-45kPa（实测中性点深度比0.5
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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。 ②层黄土状粉土 ③层卵石 ④层黄土状粉土 ⑤层卵石
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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25.8～48.0m， 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。
西北地区湿陷性黄土工程特性综 合评价与地基处理试验研究
太原理工大学岩土与地下工程研究所
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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Ⅱ级阶地湿陷性黄土特征与地基处理
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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（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。
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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③层卵石连续分布且达到一定厚度的区域，选择③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Φ=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③层卵石厚度相关性较大，见下表。
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• 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 响建设工程的正常使用。
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2 湿陷性黄土区的发电厂建筑物分类
室内土工试验表明，具有自重湿陷性的地基土层为② 层，湿陷下限位于②层的底部；在无③层的场地地基土中 ，④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），④ 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％），④层地基土具有轻微的湿陷性。
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（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13.2～15.1m。
）； • ②层黄土极限侧摩阻力标准值：qsik＝90kPa； • ③层卵石极限侧摩阻力标准值：qsik＝160kPa； • ③层卵石极限端阻力标准值：qpik＝3400kPa。 • 在③层卵石层分布不连续或缺失的区域，采用⑤层卵石作为桩端持力
层(长桩方案)。当选择⑤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⑤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。
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人工挖孔扩底灌注桩试验结果
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桩身浸水期轴力、侧摩阻力
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 0
Q(kN)
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-100 -50 0 0
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50 100 150 200 250 P(kPa)
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6 8 10 12 14 16
h(m)
6 8 10 12 14 16 h(m)
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现场实测黄土湿陷量与室内土样试验结果
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• 试验区复查孔揭示的地层可知，该区②层黄土状粉土的厚 度为13.5~14.3m。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② 层底部13.5m~14.3m相差不大。
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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2×300MW。厂区所 处地貌单元为黄河右（南）岸Ⅳ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1596.0～1611.3m。场地地层 上部主要为第四系风积和冲洪积形成黄土状粉土具自重湿 陷性。
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探井湿陷量计算结果
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3.4 现场试坑浸水试验
• 现场浸水试验设计试坑坑深0.5m，坑底面积 30 m×20 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。