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岳城水库微波通信塔基础换填技术要点分析

更新时间:2009-03-28

1 项目简述

岳城水库是水利部直管的大(1)型控制性水利枢纽工程,位于河北省磁县与河南省安阳县交界的漳河干流出山口处,总库容13亿m3,控制流域面积18 100 km2,占漳河流域总面积的99.4%。水库的安危事关下游河北、河南、山东、天津4省(直辖市)广大平原地区和京广铁路的防洪安全,也关系到河北省邯郸市和河南省安阳市的供水安全。岳城水库微波站是(山东)德州—岳城微波干线及岳城—安阳(海委与河南水利专网通信联网)微波电路的端站、海委防汛通信干线网络的重要节点,承担岳城水库防汛调度、水文遥测系统的数据传输等重要任务。同时,岳城水库的语音通信、计算机网络、视频会商等信息化业务均通过德州—岳城微波干线接入海委漳卫南运河管理局,为岳城水库防汛调度、水资源调度及日常工作开展提供信息保障。

(1)方案1(优化Egeneralized)与方案2(优化Edirect)相比,虽然以Egeneralized为优化目标时Edirect增加了10.39%,但是子批量侧重于选择内含能较小的刀具集和额定功率小的搬运设备,降低了调度过程中刀具内含能、切削液内含能和搬运能耗,Eindirect降低了26.97%,进而Egeneralized降低了3.53%。

岳城水库管理局微波通信铁塔建于1990年,至今运行已超过25 a,锈蚀十分严重,结构稳定性差,存在较大安全隐患,通信质量和可靠性难以保障。为保证防汛通信流畅、确保水库度汛安全和尽快消除铁塔安全隐患,海委批复了漳卫南运河管理局岳城水库通信危塔及配套设施改造项目。项目中一项建设内容为:拆除现有70 m通信危塔,在岳城水库管理局院内新建98 m微波铁塔,其中微波铁塔基础采用4个独立的混凝土基础,并通过联系梁连接。

2 工程地质勘察情况及原设计参数

依据《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001)和设计要求,勘探点按建筑物范围及角点布设,根据场地的实际情况,共布设4个勘探点,孔深为30.0 m。

本次勘探所揭露的地层主要为古生代岩石及冲积、坡积物。根据钻探地质资料及室内土工试验结果,拟建场地勘探深度30.0 m范围内的土层自上而下可划分为7个工程地质层和2个工程地质亚层。其地层岩性分布、性质如下。

第①工程地质层(Q4ml):素填土,棕褐色,稍密,稍湿,以风化岩为主,含碎砖块。厚度1.00~2.00 m,平均1.50 m;层底标高-2.10~-1.35 m,平均-1.64 m;层底埋深1.00~2.00 m,平均1.50 m。该层在勘察范围内普遍分布。该层回填时间约为3 a。

第⑥工程地质层(єal+pl):卵石,灰色,中密,母岩为碎屑砂岩,以亚圆形为主,磨圆度中等,分选中等,风化程度一般,一般粒径2~8 cm,最大粒径>13 cm,卵石含量70%左右,充填物为粗砂,充填较好,胶结程度一般。厚度1.20 m;层底标高-20.40 m;层底埋深20.20 m。

第④工程地质层(є):中风化砂岩,灰色,粗粒结构,钙质胶结,碎屑物以长石、石英为主,含少量橄榄石,粒径在1~2 mm,磨圆度差,可见钙质结核,岩芯可见侵蚀形成的孔洞,孔洞大小2~5 mm。厚度1.20~8.90 m,平均 5.03 m;层底标高-20.80~-14.90 m,平均-18.60 m;层底埋深14.70~20.40 m,平均18.37 m。

第②-2工程地质层(єel):残积土,棕红色,可塑,干强度高,韧性好,有光泽。厚度0.50~1.50 m,平均1.00 m;层底标高-9.85~-8.60 m,平均-9.23 m;层底埋深8.50~10.00 m,平均9.25 m。

霸府行台首长,史书称大行台,都是强臣,虽处外藩,或遥制朝政,或专恣一方,立君废主易于弈棋,庆赏威刑咸出于己,实际上已非复人臣之分了;因此,无论是官爵还是封赏都非同一般。

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第②-1工程地质层(єal+pl):卵石,灰色,中密,母岩为碎屑砂岩,以亚圆形为主,磨圆度中等,分选中等,风化程度一般,一般粒径2~5 cm,最大粒径10 cm,卵石含量70%左右,充填物为粗砂,充填较好,胶结程度一般。厚度1.60~2.50 m,平均2.05 m;层底标高-8.40~-8.10 m,平均-8.25 m;层底埋深8.00 m。

第③工程地质层(єel):残积土,棕红色,可塑,干强度高,韧性中等,有光泽。厚度7.00 m;层底标高-13.70 m;层底埋深13.50 m。压缩系数a1-2=0.20 MPa-1,为中压缩性土。

第⑤工程地质层(є):全风化砂岩,灰色,其结构基本破坏,岩芯呈砂状,母岩为碎屑砂岩,以长石、石英为主,含少量的橄榄石,颗粒磨圆度差。厚度4.30~6.00 m,平均 5.15 m;层底标高-20.35~-19.20 m,平均-19.78 m;层底埋深19.00~20.50 m,平均19.75 m。

第②工程地质层(єel):全风化砂岩,灰色,其结构基本破坏,岩芯呈砂状,母岩为碎屑砂岩,以长石、石英为主,含少量的橄榄石,颗粒磨圆度差。厚度5.00~11.50 m,平均 8.85 m;层底标高-15.10~-6.70 m,平均-12.01 m;层底埋深6.50~15.00 m,平均11.88 m。该层在勘察范围内普遍分布。

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经测量,浅层平板静荷载试验结果见表2。

施工单位根据施工图纸的要求对4个基坑进行开挖,开挖至设计要求高程时,通过钎探的方式对基础底面以下地质状况进行进一步确认。根据钎探的记录,1个基坑的锤击数与地勘阶段的锤击数下反应的力学指标有一定的差距,由此可推断出塔基持力层的1个基坑的承载力和地质条件与原地勘情况有差别。

 

表1 各土层地基承载力特征指标建议值

  

注:“*”为经验值。

 

层号 岩性E s4-8压缩模量建议值/MPa E s2-4 1 2 2-1 2-2 3 4 5 6 7 28.0*12.24*13.10 16.00*素填土全风化砂岩卵石残积土残积土中风化砂岩全风化砂岩卵石全风化泥岩地基承载力建议值/kPa—180 200*160*160 250 200 220 180 35.0*40.0*12.25

同时,根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)第5.2.4条的规定,当采用独立基础时,需计算第2层全风化岩层地基承载力特征值。经计算,第2层全风化岩层地基承载力特征值为222.75 kPa,能够满足地基承载力特征值180 kPa的设计要求。

3 工程施工中存在的问题及其处理

3.1 存在问题

微波铁塔基础埋深为2.00 m时,其基础的主要持力层均为第2层全风化砂岩,持力层在基础宽度方向上,地层厚度的差值为5.00 m,大于0.05b(b为基础宽度),所以其天然地基综合评价为不均匀地基。根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011),并结合当地建筑经验值,综合确定各土层物理力学指标推荐值及变形参数,详见表1。

根据原设计要求,基础持力层在第②工程地质层,为全风化砂岩,基础承载力为180 kPa。根据钎探的结果不能确定承载力是否满足设计要求,所以拟采用荷载试验对承载力进行确认。

工程建设单位委托检测公司采用平台堆重反力系统和静荷载测试仪、千斤顶、油压传感器等仪器,以自动加荷、自动补载的方式进行浅层平板静荷载试验,对开挖后的地基承载力进行了确认。地基承载力试验检测点,如图1所示。

  

图1 地基承载力试验检测点布置

第⑦工程地质层(є):全风化泥岩,棕红色,可塑,干强度高,韧性好,有光泽。压缩系数a1-2=0.19 MPa-1,为中压缩性土。该层在勘察范围内未揭穿,最大揭露厚度为10.00 m。

由表2可以看出,4号检测点累计位移量最大,在荷载135~180 kPa时超过10 mm。根据4号检测点的实测数据,绘制了静荷载试验曲线,如图2所示。

由图2可以看出,4号检测点在静荷载157 kPa时累计位移量达到10 mm。由此可以认为,4号检测点满足不了地基承载力特征值180 kPa的设计要求。

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3.2 问题处理

地基承载力试验结果表明,4号检测点不能满足地基承载力特征值180 kPa的设计要求,需要对地基进行处理。根据设计单位提出的处理意见,采取继续向下开挖1.2 m后使用3∶7砂石级配料回填至原设计高程并分层夯实的换填处理措施。

 

表2 浅层平板静荷载试验结果

  

级数荷载/kPa 本级位移量/mm 累计位移量/mm ■本级历时/min 累计历时/min 1 2 3 4 5 6 7 8 45.0 90.0 135.0 180.0 225.0 270.0 315.0 360.0 1号1.68 1.18 1.10 1.91 1.71 2.20 2.02 2.12 2号1.43 0.67 0.38 0.49 0.57 0.98 1.06 1.50 3号1.23 0.60 0.37 0.32 0.27 0.22 0.21 0.36 4号2.04 1.13 3.53 6.74 7.24 8.22 8.56 7.31 1号1.68 2.86 3.96 5.87 7.58 9.78 11.80 13.92 2号1.43 2.10 2.48 2.97 3.54 4.52 5.58 7.08 3号1.23 1.83 2.20 2.52 2.79 3.01 3.22 3.58 4号2.04 3.17 6.70 13.44 20.68 28.90 37.46 44.77 60 60 60 210 150 210 180 270 60 120 180 390 540 750 930 1 200

  

图2 4号检测点静荷载试验曲线

换填结束后,对该基坑再次进行浅层平板静荷载试验。试验检测结果表明,4号检测点的地基承载力实测值大于180 kPa,完全符合设计要求。

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ZHANG Heng, WU Lin-lin, LI Shi-jie, KUANG Ye, MA Xing-hong

4 结论

鉴于岳城水库微波通信塔基础换填工程施工措施和经验,笔者建议,在同类工程施工中可以从以下几个方面加强和改进工程施工及管理工作。

(1)分析问题成因。在工程施工中,若地基承载力达不到要求,则可能有两方面原因:一是根据测量、定线最后选取的开挖点与实际勘测点偏离较大,导致勘测点在实际施工中不具备代表性;二是工程建设范围内的大部分区域为土料、砂石料的回填区,并含有部分碎砖块,与天然的地质条件有一定的区别。因此,必须经过科学分析,确定问题出现的原因。

(2)增加勘探点。在勘探工作中,只有4个勘探点,代表性不足,建议增加勘探点,以更详尽地了解和掌握施工区域的地质条件。

(3)加强基础换填施工管理。严格控制砂石级配、分层回填夯实等技术要点和施工方法,加强施工过程管理。

由表6可看出,安吉抗核清洁小流域治理工程在三类评价中综合占优,因此可作为一种推广模式。而从关联评价上看,该工程能较好地考虑到各个指标的相容度,表明该指标在执行过程中具备较强的兼容性,因此也具有很强的参考意义。

(4)及时验收。在施工中,开挖完成后要及时验槽,确认地质条件,如发现地质条件与原勘探成果不符的应及时按程序上报,根据设计重新出具的变更意见和图纸施工。

参考文献

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[2]张国强.房屋建筑工程中地基处理施工技术的探讨[J].科技传播,2011(16):193.

[3]薛涛.对《地基处理》课程教学方式的几点思考[J].中国西部科技,2010(36):79-80.

[4]李平.刍议建筑工程岩溶地基处理技术[J].中国新技术新产品.2010(13):157-158.

 
秦何聪
《海河水利》 2018年第02期
《海河水利》2018年第02期文献

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