地连墙在黄骅港某海水淡化取水工程中的应用

发表时间:2021/8/26   来源:《工程管理前沿》2021年第3月第9期   作者:刘安荣
[导读] 本文针对黄骅港区域较厚淤泥层的地质条件

        刘安荣
        中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司,河北  石家庄 050031
        【摘要】本文针对黄骅港区域较厚淤泥层的地质条件,介绍了地下16m深的引水过滤间采用“两墙合一地连墙”类型中的“叠合墙”,地连墙槽段施工接头采用工字型型钢接头设计方案及施工效果,供同类工程参考。
【关键词】 引水过滤间  地连墙  工字型接头
1概况
某海水淡化取水工程位于沧州市黄骅港综合港区的一港池西侧,起点为一港池,终点为某海水淡化处理厂。港区道路从场地的附近通过,交通较为便利,但场地内部区域属于吹填区,未经处理,交通不便。
2过滤间布置
        整个引水系统由引水头部、引水箱涵、过滤间、过滤间后引水管道组成。其中过滤间平面尺寸30m×32.835m,地下深16m,地上高20m。从进水口到出水口布置分别为:进水前池、闸门、拦污栅、旋转滤网、检修闸门、出水间。过滤间东侧距离港池防波堤约10m。其中引水过滤间采用“两墙合一地连墙”类型中的“叠合墙”结构。
3地质条件
3.1地层岩性特征
        拟建场地地处河北平原东部沿海,渤海西岸海区,场地地貌单元属华北冲积平原东部的滨海平原,微地貌单元属渤海潮间带及水下岸坡,场地为吹填地区,地面标高为3.64m。
地基土为第四系海相及海陆交互相地层, 60.00m深度范围内的地层主要由淤泥质粉质黏土、黏性土及砂土等组成,上述地层自上而下分为5大层,现分别叙述如下:
①该层为吹填土,地层岩性以淤泥质粉质黏土为主,叙述如下。
淤泥质粉质黏土:灰色~灰褐色,流塑,土质不均,夹粉土团及粉土薄层,混少量砂粒及贝壳。该层主要为新近吹填而成,承载力特征值为fak=50kPa。
本层厚度为5.00~9.00m,平均厚度约7.01m,层底埋深5.00~9.00m,层底高程 -2.54~-5.97m。
②该层为第一海相沉积层(Q4m),地层以粉砂、淤泥质粉质黏土及粉质黏土为主。分别叙述如下。
②1粉砂:灰色~灰褐色,松散,砂质不均匀,含黏土团块,颗粒分选性较好,成分以石英、长石为主。承载力特征值为fak=80kPa。
本层厚度为1.30~2.00m,平均厚度约1.49m,层底埋深7.00~10.50m,层底高程-4.59~-7.96m。
②2淤泥质粉质黏土:褐灰色~灰色,流塑;土质不均,含少量贝壳碎屑及砂粒,承载力特征值为fak=60kPa。
本层厚度为5.80~8.00m,平均厚度约7.35m,层底埋深5.80~8.00m,层底高程-7.53~-9.70m。
②3粉质黏土:褐灰色~灰褐色,局部灰黄色,软塑,稍有光泽,土质较均一,局部有机质含量较高,偶见贝壳或碎石,无摇振反应,干强度中等,韧性中等。承载力特征值为fak=100kPa。
本层厚度为5.70~11.90m,平均厚度约7.78m,层底埋深11.50~18.90m,层底高程-11.77~-16.10m。
③该层为海陆交互相沉积层(Q4mc),地层以粉细砂及黏土为主。分别叙述如下。
③1粉细砂:灰色、褐灰色~灰黄色、黄褐色,饱和,稍密~中密,颗粒分选性一般,混较多的黏粒及粉粒,局部夹粉质黏土薄层及黏土团块,承载力特征值为fak=140kPa。
本层厚度为1.00~7.60m,平均厚度约2.66m,层底埋深13.70~22.00m,层底高程-15.24~-19.37m。
③2黏土:褐灰色~灰褐色、黄褐色,可塑,有光泽,土质较均一,局部有机质含量较高,偶见贝壳,无摇振反应,干强度中等,韧性中等,承载力特征值为fak=140kPa。
本层厚度为1.40~7.30m,平均厚度约3.10m,层底埋深19.80~24.10m,层底高程-17.34~-22.73m。
③3粉细砂:褐灰色~灰黄色、黄褐色,饱和,中密、颗粒分选性一般,成分以石英、长石为主,局部夹粉质黏土薄层及黏土团块,承载力特征值为fak=180kPa
本层厚度为2.50~8.80m,平均厚度约5.70m,层底埋深23.00~30.50m,层底高程-19.23~-27.63m。
④该层为海陆交互相沉积层(Q4mc),地层以黏土及粉细砂为主。分别叙述如下。
④1黏土:灰色~褐灰色,可塑,有光泽,土质较均匀,无摇振反应,干强度及韧性高,承载力特征值为fak=160kPa。
本层厚度为5.40~13.90m,平均厚度约9.10m,层底埋深32.90~43.50m,层底高程-32.37~-40.87m。
④2粉细砂:褐褐色~灰黄色,饱和,密实、颗粒分选性一般,成分以石英、长石为主,局部夹粉质黏土薄层及黏土团块,承载力特征值为fak=240kPa,
该层部分钻孔未揭穿,最大揭露厚度25.10m。
3.2 地下水及腐蚀性
场地地下水属于第四系松散堆积层孔隙潜水,主要赋存于第四系全新统的黏性土和砂层中,富水性较好。地下水水位受潮汐影响越大,根据观察,临近海边钻孔的地下水位变化与潮汐变化同步。
地下水位埋深0.0~0.8m,标高1.69~3.60m。总体地下水水位为越靠近大海水位越低,受周边海水、地下水、池塘及大气降水的补给,以向大海渗流为主要排泄方式。
        场区地下水对对混凝土结构具有强腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具有强腐蚀性。
3.3地震效应
    场地土类型属软弱土,建筑场地类别属IV类,50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.0625g,对应的抗震设防烈度为6度,分组为第三组,地震动反应谱特征周期值为0.90s。该场地存在的②1粉砂和③1层粉细砂均为可液化土,场地地基的液化等级按中等液化考虑。
4地连墙结构设计
4.1 地连墙设计方案
        根据地质勘探资料和地理位置,浅部地层主要为①淤泥质黏土及②2淤泥质粉质黏土,土质松软,下部地层为稍密状态的粉细砂,水稳定性较差。过滤间基坑开挖深度16m,单独采用坡率法开挖困难,靠港池侧不具备开挖条件,沉井易发生管涌,综合考虑采用地下连续墙支护形式。
        考虑永临结合,地下连续墙兼做过滤间下部结构侧壁,采用“两墙合一地连墙”类型中的“叠合墙”,地连墙厚1m,深38.1m,标准每槽段长5m,内衬墙厚0.7m。地连墙槽段施工接头采用工字型型钢接头。内支撑从上往下布置三层临时钢支撑,选用φ800×16。
4.2 地连墙施工效果
        目前基坑已开挖到底,结构安全,基坑开挖中,施工接头处局部存在渗水,但水量较小,整体施工效果较好,见图3。

5结语
        黄骅港区域,地表土质较差,上部为淤泥质土,下部为粉砂,深的基坑大开挖成坡困难,海边引水过滤间等大的地下结构可考虑采用地连墙方案。
        采用“两墙合一地连墙”类型中的“叠合墙”,地连墙槽段施工接头采用工字型型钢接头,相比大开挖等其他方案,在安全、工期、经济性方面具有一定的借鉴可比性。
参考文献:
[1] 11SG814建筑基坑支护结构构造.北京:中国计划出版社,2011.
[2] JGJ 120-2012 建筑基坑支护技术规程.北京:中国建筑工业出版社,2012.
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