唐 宏，李 华

(1.江西省大余县水库工程管理局，江西 大余 341500；2.江西省大余县水利局，江西 大余 341500）

1 工程概况

某城乡供水工程主要任务是以城乡生活用水、工业供水为主，兼顾农业灌溉和生态环境改善用水的综合性供配水工程，年供水量3.15 亿m3，工程总干渠渠首设计流量为20 m3/s，为Ⅱ等大（2）型工程［1]。根据工程区气候特点及用水户的需水特性，供水工程每年总干及干渠停水检修期确定为每年9月1 日～9月31 日一个月的检修期。作为重要是受水区之一，工程受水区水资源可利用量十分有限，当地已有调蓄工程调蓄能力有限，无法解决供水工程停水检修期用水问题，故新建调蓄水池和水厂承担供水工程停水检修期间的受水区供水任务，形成无缝对接，实现本受水区全时段正常供水，使骨干工程效益完全发挥。由于调蓄水池处压力水头不满足水厂运行要求，在调蓄水池处设提水泵站一座，工程区（调蓄水池、水厂及提水泵站）地基以下分布自重湿陷性黄土状粉土层，层厚3 m～11 m 不等，湿陷级别为I～III 级（轻微～严重），本文以某新建提水泵站为例进行地基处理，在地形地质条件及工程地质问题分析的基础上，提出了水厂地基处理的不同方案进行比选，最终选择了适合该提水泵站及工程区其他建筑物地基处理的工程措施和处理方法。

2 工程地质条件及评价

某新建提水泵站位于位于本次新建的调蓄水池东侧Ⅱ级阶地前缘岸坎上，厂区长25 m，宽15 m。泵站由吸水管、主副厂房及压力管道等组成，设计总扬程32 m。岸坎呈“U”字型，西、南、东三侧紧邻五方河沟道左岸岸坎，岸坎高16.7 m～18.95 m，北侧为Ⅱ级阶平坦阶面。根据现场勘查，泵站所在位置的土层主要有4 层，第①层为冲洪积粉质壤土，主要分布在表层，厚3.0 m，土黄色，土质较均一，结构较疏松，虫孔及大孔隙发育，含植物根系及少量的砾石，具有强湿陷性，属中压缩性土层；第②层为马兰黄土，主要分布在中部，层厚9.0 m，层底埋深12 m，黄褐色～灰褐色，结构稍密～中密，土质较均一，具有中等～轻微湿陷性，其10 m 以下基本无湿湿陷性；第③层为黄土状土，主要分布在下部，其厚度5.0 m，层底埋深17.0 m，黑灰色、青色、黄褐色等杂色，具水平层理，多夹有杂色粘土条带，结构较密实，具有轻微湿陷性，属中压缩性土层；第④层为新近系（N1)中厚层砖红色粉砂质泥岩，提水泵站站址区各岩土层主要物理力学指标建议值见表1。

表1 提水泵站站址区各岩土层主要物理力学指标建议值

提水泵站地基均为Q41al+pl 粉质壤土，其上部3 m～12 m（以现状地面为准）具有强烈～中等～轻微湿陷性，地基湿陷性为泵站的主要工程地质问题，湿陷性土层空间分布极不均匀，总体来看，湿陷性自上而下逐渐由强烈过渡至中等再至轻微，但平面位置不同其湿陷性差异较大。除受地层岩性、深度因素影响外，不同位置土体含水率差异较大也是造成土层湿陷性差异较大的重要因素，同时，土体含水率变化除影响土层湿陷性外，对土层物理力学性质也有一定影响，影响地基处理施工，应予重视。

3 地基处理措施

泵站站址大部分地段属非自重湿陷性场地，部分地段属自重湿陷性场地；大部分地段地基湿陷等级为Ⅱ级（中等），部分地段地基湿陷等级为III 级（严重）。湿陷性场地湿陷性土层深度9 m，根据《湿陷性黄土地区建筑标准》（GB 50025-2018）中地基处理规定及方法，湿陷性地基处理的措施有浸水法、强夯法、垫层法和素土挤密桩法4 种［1，2]，考虑到工程区地处干旱区，水量水资源不足，浸水法需要大量的水，所以不适应；强夯法施工简单、快捷，是处理湿陷性黄土层地基常用的方法之一，但考虑到工程区距离村庄较近，强夯法施工期震动力大，一方面会影响居民的正常生活和休息，强震动也会导致泵站附近村民房屋、院落地坪开裂，影响建筑物结构安全，在果树开花结果季节施工还可能导致花苞及果食震落，影响农产品产量，以及工程区（调蓄水池、水厂及提水泵站）地基处理施工工期长，故不建议采用强夯法进行地基处理。充分考虑工程区地基特性、建筑物设计、施工条件、施工工期，以及类似黄土地区同类基础处理经验，地基处理方案考虑采用垫层法、素土挤密桩法两种方案进行技术经济比选，两种方案技术成熟，均能达到设计要求，施工条件和施工工期相近。两种方案具体措施及投资如下［3，4]：

方案一：垫层法

该方案对提水泵站地基采用垫层法处理，具体为：对泵站地基清除表层0.5 m～1.0 m 的耕作层，基础垫层以下采用500 mm 厚10%水泥土换填，水泥土以下为3500 mm 厚素土换填，每侧宽出基础不小于2.0 m。换填时应分层碾压夯实，压实系数不得小于0.97，处理后的地基承载力不小于150 kPa。基础埋深-2.4 m，基础垫层为100 mm 厚C15 混凝土。提水泵房垫层法处理深度4.0 m，为湿陷性土层厚度的2/3，剩余湿陷量为13.0 mm，地基处理满足《湿陷性黄土地区建筑标准》中“6.1.2”关于乙类建筑的相关规定“自重湿陷黄土场地，处理深度不应小于基底下湿陷性土层的2/3，且下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量不应大于150 mm”。

方案二：素土挤密桩法

该方案对水厂地基采用素土挤密桩处理，桩长穿透非湿陷性黄土层不小于1 m。按照有关规范要求，结合类似工程经验［3]，取素土挤密桩桩径400 mm，桩间距1.0 m，梅花形布置，桩长7.0 m，桩体的夯实质量宜用平均压实系数控制。当桩孔内用素土分层回填、分层夯实时，填料的平均压实系数不应小于0.97。桩顶标高以上需设置10%水泥土垫层500 mm，压实系数不应小于0.97。

对以上两种方案进行经济比较，对两种方案相同工程量的部位，其投资可不列入比较。

经分析计算，垫层法地基处理概算为48.65 万元；素土挤密桩法基础处理概算为67.75 万元。垫层法较素土挤密桩法投资低19.10 万元。两种方案投资分析见表2。

表2 提水泵房地基处理方案综合比较表

综合比较，垫层法和素土挤密桩法两种方案均能达到设计要求，方案一垫层法投资较低，方案二素土挤密桩法投资较高，本次地基处理推荐采用垫层法。

对提水泵站厂坪地基采用原土翻夯法处理，具体为：除泵房建筑物基础开挖处理部分，对厂坪基础采用原土翻夯处理，处理深度0.5 m，其上铺设300 mm 厚10%水泥土垫层。要求压实系数不得小于0.97。

4 结论及建议

新建提水泵站地基层为湿陷性黄土，基础承载力不满足要求，在设计施工按时需进行地基处理，湿陷性黄土地基处理方法较多，方法选择上必须根据工程区地质条件、地质资料和参数、建筑物特征对地基的要求，综合考虑工期、施工质量、施工对周围建筑物和环境、工程造价等影响等因素，选择技术可行经济合理的处理方法。本次新建提水泵站湿陷性黄土地基处理采纳了垫层法，简单实用，效果显著，工程于2019年4月完工，在城乡供水工程检修期期间，很好地保证了受水区的水量和水质，保障了受水区人们的生活和生产。