甘丰青

摘 要：着重介绍了潜山市高铁新区排涝泵站通过对地基处理方案的比选，确定采用水泥粉喷桩处理地基的工程运用。

关键词：排涝泵站;地基处理;水泥粉喷桩;运用

0 前言

随着合安九快速客运铁路线路的修建，潜山市人民政府抓住新建潜山南站的契机，为此拟在潜山南站北侧新建高铁新区，以适应时代发展需求。拟建高铁新区位于潜山市梅城镇河湾村、油坝乡东店村境内，属于潜山市中联圩内。考虑到高铁新区新建后使得区域土地利用性质改变，区域内排涝问题较为突出，现状排涝标准不能满足高铁新区发展要求，需在高铁新区适当位置新建一座排涝泵站。

1 工程概述

新建的高铁新区排涝站具有抽排和自排功能，其中抽排设计流量15.8 m³/s，自排设计流量19.0 m³/s，本站安装4台1200ZLB-100立式轴流泵，总装机功率1 420 kW。高铁新区排涝站枢纽工程由拦污检修闸及、前池、泵房、汇水箱和防洪闸等工程组成。泵房为堤后式湿室型，正向进出水布置。

根据《防洪标准》GB50201-2014和《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2017，高铁新区排涝泵站工程规模为中型，工程等别为Ⅲ等工程，泵房、进出水等永久性建筑物按3级建筑物设计，其他次要建筑按4级建筑物设计。

2 工程地质条件

2.1 站址处地层简述

①层，杂填土（Qml）：杂色，湿，松散状态，含少量植物根茎和碎石等。局部含20 cm砼路面，下为黏性土或碎石回填;局部含10 cm沥青路面，下为砾石回填。层厚0.60 m～5.00 m，场地普遍分布。

②层，细砂（Q4al+pl）：黄褐色，湿～饱和，松散～稍密状态，含少量云母碎片，切面粗糙，摇震反应强烈，手握有湿感。夹淤泥质粉质黏土和粉质黏土，淤泥质粉质黏土和粉质黏土呈软塑状态。层厚3.10 m～6.00 m，层顶标高18.41 m～20.28 m，场地普遍分布。

③层，淤泥质粉质黏土（Q4al+pl）：青灰、深灰色，饱和，软塑～流塑状态，含少量有机质、腐殖質，有轻微腐臭味。夹粉质黏土、粉土和粉细砂，粉质黏土呈软塑状态，粉土、粉细砂呈松散～稍密状态。层厚3.40 m～7.50 m，层顶标高13.11 m～16.46 m，场地普遍分布。

④层，细中砂（Q3al+pl）：灰黄色，饱和，稍密～中密状，含云母碎片，切面粗糙，摇振反应强烈。夹薄层粉质黏土，呈可塑状态。层厚1.40 m～4.50 m，层顶标高8.77 m～10.21m，场地普遍分布。

⑤层，砾砂（Q3al+pl）：暗黄色，饱和，密实状，该层含少量卵石、砾石，粒径1 cm～5 cm，含量随深度增加而逐渐增加，平均含量约10%～30%，场地普遍揭露，该层未揭穿，最大揭露厚度4.80 m。

2.2 站址处工程地质条件分析与评价

站址处场地现状为农田和沟渠，地势平坦开阔，周边有乡村公路和机耕路，交通较便利。站址处场地浅部土层主要为①层杂填土、②层细砂、③层淤泥质粉质黏土。①层杂填土土性变化较大，土质松散，渗透性较强，可能会产生渗透变形和沉降变形，建议挖除;②层细砂，松散～稍密状态，层厚3.10 m～6.00 m，层顶标高18.41 m～20.28 m，中等透水性，fak=120 kPa;③层淤泥质粉质黏土，流塑～软塑状，层厚3.40 m～7.50 m，层顶标高13.11 m～16.46 m，fak=70 kPa，微透水性。

其中：护底段、铺盖段和拦污检修闸段设计底标高均为17.0 m，埋置于②层细砂中;泵站前池、泵室、汇水箱设计底标高分别为14.2 m、13.8 m、13.8 m，埋置于③层淤泥质粉质黏土中;泵站穿堤涵段设计底标高15.8 m，埋置于②层细砂中;泵站防洪闸和消力池设计底标高分别为15.8 m和15.3 m，埋置于③层淤泥质粉质黏土中。

2.3 地基处理方案设计

2.3.1 地基防渗处理

根据地质资料泵站站基底板基本坐落在③层淤泥质粉质粘土和②层细砂上，偏安全考虑，综合渗径系数取8。泵站基础防渗长度计算结果为52.3 m，设计渗径长度100.8 m，站基设计渗径长度能满足规范要求。从地质剖面可知，站基位于③层淤泥质粉质粘土上，其渗透系数为2.93E-05，该层土为弱～微透水性，且站基地下轮廓线较长，在高水位时地基土不易产生渗流破坏。

2.3.2 地基承载力加固处理方案

根据地质勘探报告，泵站主要建筑物底板坐落在③层淤泥质粉质粘土上，地基允许承载力为70 kPa，小于泵房、汇水箱及翼墙基底计算压应力，且由于淤泥质粉质粘土层标贯击数小于4，根据《泵站设计规范》（GB50265-2010）的规定，标准贯入击数小于4击的粘性土地基不得作为天然地基。因此，需对淤泥质粉质粘土地基进行适当加固处理。

拦污检修闸、穿堤箱涵及防洪闸等建筑物基础坐落在厚薄不一的②层细砂及③层淤泥质粉质粘土上，该土层压缩性高、抗剪强度低，变形量大，且②层细砂透水性较大，对整体抗渗稳定不利。为改善地基应力分布、提高地基稳定性、减少基底沉降、增强地基的防渗效果，对②层细砂地基亦进行适当的加固处理。

经综合分析，拟采用水泥粉体喷射搅拌桩和垫层法结合的措施进行软基加固，其中水泥土搅拌桩的主要优点有：①造价较低;②施工工艺简单，无污染、无振动、噪声小;③经粉喷、搅拌、混合，与土发生物理化学作用，形成水泥土搅拌桩复合地基，能有效提高地基承载力;④淤泥质黏土层较厚，加固可深达下卧的砾砂层，有效减少淤泥质土层压缩量，进而减小站基沉降量和不均匀沉降差;⑤成桩过程中不扰动桩周土，并与桩周土有效形成复合地基;⑥不增大基坑开挖深度，施工较安全。

具体处理范围划分：铺盖、拦污检修闸、前池、泵房、汇水箱、渐变段穿堤箱涵、防洪闸及消力池段采用水泥粉体喷射搅拌桩加固处理。

2.3.3 地基处理水泥粉喷桩方案设计

根据同类工程设计经验，粉喷桩直径采用0.7 m，水泥掺入比暂按15%计，桩距取1.5 m，桩土置换率为0.162，设计桩底以进入④层细中砂不小于1 m为控制。

通过计算，经粉喷桩加固后高铁新区排涝站地基承载力设计值可达140 kPa左右，大于各建筑物最大基底应力，满足承载力要求。

2.4 地基处理检测结果

本工程于2020年9月初开始施工，于2020年12月中旬，经过第三方质检单位、潜山市高铁新区防洪排涝站工程建设管理处和监理单位现场检测抽检共计13组;其中桩号为0491#、0468#、0051#、0067#、0113#、0114#、0198#、0197#做单桩复合地基静载荷试验，1052#、1061#、1070#、1060#、1069#做单桩竖向抗压静载荷试验。试验结论如下：

（1）本次现场共抽检8组做单桩复合地基静载荷试验均满足设计复合地基承载力特征值不小于140 kPa的要求。

（2）本次现场共抽检5组做单桩竖向抗压静载荷试验单桩竖向抗压静载荷试验，加荷至234 kN时，沉降量可以满足规范要求，试验结果能满足单桩竖向抗压承载力117 kN。

3 潜山市高铁新区排涝泵站地基处理设计经验总结

潜山市高铁新区排涝泵站由于地基经过水泥深层搅拌桩加固后，地基为复合地基，有效的改善了地基应力分布、提高了地基稳定性、减少了基底沉降、增强了地基的防渗效果，同时减小了对施工工期及周边建筑物的影响，满足泵站建筑物对地基承载力的需求。

参考文献：

[1]JGJ79-2012，建筑地基处理技术规范[S].

[2]GB50265-2010，泵站设计规范[S].

[3]SLT 792-2020，水工建筑物地基处理设计规范[S].