某变电站场地软基处理毕业设计

xx 工程学院毕业设计某变电站场地软基处理设计学生姓名： 朱 系（部）： 土木工程 专 业： 建筑工程技术 指导教师： 张 20xx 年 5 月 19 日目录 一、设计任务书 1、工程概况 （1）项目位置 （2）项目功能 （3）场地现状 2、场地条件与地质条件 （1）场地条件 （2）地质条件 （3）土工参数指标 （4）水文条件 3、场地软基处理标准 4、设计内容及要求 二、设计说明书 1、绘制典型断面图以及地质剖面图（1）地质剖面图定义、概念、作用 2、分层总和法计算各钻孔处地基使用期沉降、预压期沉降及残余沉降（1）堆载预压法使用期沉降 （2）堆载预压法预压期沉降 （3）堆载预压法残余沉降 （4）真空堆载预压法使用期、预压期、残余沉降 3、高木俊介法钻孔处地基固结度与加载时间的关系曲线 （1）加载计划曲线 （2）相关参数的计算 （3）各钻孔处地基固结度与加载时间的曲线图 4、堆载预压、真空堆载联合预压施工工艺流程 （1）堆载预压法工艺流程 （2）真空堆载联合预压法工艺流程 （3）质量控制标准 5、地基断面图、塑料排水板布置平面图、压膜沟大样图、虑管布置图6、双曲线法、三点法、浅冈法推算最终沉降量、工后沉降与固结度（1）双曲线法、三点法、浅冈法基本原理（2）S-3 沉降板最终沉降量、工后沉降、固结度 （3）S-5 沉降板最终沉降量、工后沉降、固结度 （4）S-7 沉降板最终沉降量、工后沉降、固结度 三、设计成果及主要结论 1、设计成果 2、主要结论 四、参考文献 五、附录 六、致谢 一、 设计任务书1 工程概况（1）项目位置110kV 变电站拟建场地在深圳机场扩建项目填海场地内，位于已建深圳宝安机场的西南部，紧邻填海区南侧海堤（如图 1） 。变电站规划占地面积约为4000m2，软基处理面积 7158m2。说明：1） 图中尺寸单位均以 m 计；2） 软基处理范围为 abcde 闭合区域。图 1 变电站软基处理平面图（2）项目功能变电站主要功能是为新建的二跑道和航站楼及设施供电，属于机场扩建项目的重要附属工程。根据变电站平面布置图，场地将布置 3 台 110kV 变压器、配电室、电容室和相关配套设施，以及环形道路。（3）场地现状变电站拟建场地位于滨海潮间带，现状为鱼塘。塘底标高-0.50.3m，水深 1.01.5m。规划场地基本处于一口鱼塘之内，具备抽排水的条件。拟建场地所处片区的地貌和地质条件与机场扩建填海项目基本一致，参照有关地勘资料，本工程场地普遍有一层较深厚的海积淤泥层，性质软弱、压缩性大，未经处理不能作为持力层。对于本工程而言，重要的是鱼塘填土形成陆域之后，将会发生较大的工后沉降，预计达到 1.0m 以上，将会影响设备、道路的正常使用，所以场地填筑和软基处理是变电站建设的先导工程。场地软基处理主要解决形成场地后的长期沉降问题，以及场地填筑边界的稳定问题，同时可解决道路、停车场的地基处理。2 场地条件与地质条件（1）场地条件拟建变电站规划用地处于机场扩建项目规划填海区范围的南端，填海边界的抛石海提已施工，场地及周边状态为鱼塘。目前尚无专门的进场道路，场地的南侧紧邻已建的抛石海堤，可作为临时施工道路，便于土、砂等建材的运输。场地的北端邻规划道路，将作为变电站的进出通道。（2）地质条件根据相近钻探孔揭露，场地地层条件自下而上简述如下： 人工填土，为淤泥质粘性土，由淤泥脱水形成。 淤泥，海积成因，灰灰黑色，表面易流动，具腥臭味，有机质含量为3.5910.07，部分含粉细砂。该淤泥具有高含水量、高压缩性、极低强度、欠固结等特点。该层在场地中普遍连续分布，平均层厚 5.5m。 粉质粘土，冲洪积成因，土质细腻均一，饱和、可塑状态。场地内该层普遍分布，层厚约 2.0m，平均标贯击数 11 击。 砂层，冲洪积成因，整体上呈沟状，透镜状分布，饱和、中密状态，有较高含量的粘粒，平均厚度约 2.0m。 砂质粘性土，由花岗岩，花岗片麻岩风化残积而成，饱和、可塑硬塑状态。从上述地层条件可以看出，场地内淤泥是软基处理的对象。（3）土工参数指标根据机场扩建项目已有的三份地质勘察报告，统计鱼塘区淤泥的物理、力学性质指标，本工程软基处理设计采用的土工参数指标如下：表 1 物理性质与压缩性指标土层名称 初始孔隙比 e0 含水量(%) 压缩指数 Cc 压缩模量(MPa) N63.5人工填土 0.85淤泥 2.26 81 0.635粉质粘土 0.9 33 12.7 8.5砂层 10.0砂质粘土 0.85 27 15.0 11.7表 2 强度指标三轴固结不排水剪切强度（cu） 十字板剪切强度三轴不固结不排水剪切强度（uu） 总应力法 有效应力法 原状 扰动试验方法指标土层Cuu(kPa) uu()Ccu(kPa) cu()(kPa)()uC(kPa)(kPa)鱼塘淤泥 6.0 0.9 8.5 12.5 13.0 22.0 3.05 1.10表 3 淤泥的固结系数及次固结系数土层名称 Cv(cm2/s) Ch(cm2/s) C鱼塘淤泥 4.510-4 5.010-4 0.015（4） 水文条件场地各地层中，淤泥层，淤泥质粘土层，淤泥下卧的粉质粘性层（包括冲洪积粘土和残积粘性土）均为隔水层。冲洪积粘性土之下的砂层为强透水层，地下水较丰富，与海水具有连通关系，并具有微承压性。3 场地软基处理标准变电站场地软基处理工程采用下述标准和技术要求：（1） 场地填筑并经软基处理后交工面标高：3.5m；（2） 地面堆载强度：28KPa（1.7m 土柱，一般市政道路的要求） ，使用荷载50kPa；（3） 交工后使用期 20 年内地面工后沉降量不大于 20cm；（4） 场地内差异沉降小于 1/500，50m 范围沉降小于 10cm；（5） 填土压实度：表面达到 93，其余 90；（6） 预压时间 90 天时，固结度不小于 75；卸载固结度不小于 85%；残余沉降不大于 30cm。4 设计内容及要求（1）根据表 4 钻孔点土层分布情况，绘制南北向、东西向两个典型断面 1-1与 2-2 的地质剖面图。表 4 邻近参考钻孔点土层分布（单位 m）钻孔编号土层 ZK01 ZK02 ZK03 ZK04 ZK05人工填土 1.6 1.9 2.0 1.8 1.5淤泥 6.5 5.5 4.5 5.7 6.2粉质粘土 2.3 2.0 1.8 2.1 2.4砂层 2.0 2.3 2.4 2.2 1.9砂质粘土 1.5 1.6 1.4 1.3 1.4备注：ZK01、ZK02、ZK03 由北至南布置，ZK04、ZK02、ZK05 由西至东布置，砂质粘土层未钻穿。（2）采用分层总和法，计算采用堆载预压法、真空堆载联合预压两种软基处理方法时，设计预压荷载下表 4 各钻孔处地基使用期沉降、预压期沉降及残余沉降。其中堆载预压填土高约 5m，使用荷载 50kPa；真空堆载联合预压真空荷载与上覆填土荷载之和为 180kPa。（3）根据图 2 制定的真空堆载联合预压加载计划，采用建筑地基处理技术规范改进的高木俊介法计算表 4 各钻孔处地基固结度与加载时间的关系曲线。砂 垫 层抽 真 空填 土图 2 加载计划（4）分别简述堆载预压、真空堆载联合预压两种软基处理施工工艺流程，并分别绘制两种软基处理典型断面图、塑料排水板布置平面图、压膜沟大样图、滤管布置图等。 （23 张 A3 图）（5）表 3 为堆载预压法处理变电站场地设置的三个监测沉降板的沉降观测值与时间数据，试分别利用 Asaoka 法、三点法、双曲线法推算最终沉降量、工后沉降与固结度。表 3 沉降板沉降观测记录S-3 沉降板 S-5 沉降板 S-7 沉降板时间t（d） 累计沉降 St(mm)时间t（d） 累计沉降 St(mm)时间t（d） 累计沉降 St(mm)0 0 0 0 0 05 99 5 47 5 6710 201 10 90 9 14415 247 15 127 14 21820 300 21 162 19 26925 380 26 192 24 33030 434 31 198 30 40635 489 35 210 34 45440 527 40 258 40 52845 641 50 286 45 56350 678 56 358 51 60655 740 60 390 55 63060 783 66 411 60 66465 823 70 435 65 69970 873 75 494 70 72275 922 80 546 75 74580 965 85 657 80 77085 1013 91 695 85 79490 1093 100 743 90 856100 1153 110 835 100 923110 1234 120 944 110 1023119 1282 130 990 120 1091130 1344 140 1070 130 1143140 1394 150 1155 140 1188151 1447 160 1215 150 1220161 1492 170 1280 160 1267172 1524 180 1320 171 1299183 1552 190 1359 181 1327193 1576 200 1379 192 1358203 1598 211 1405 202 1383214 1619 221 1430 213 1404224 1636 232 1436 223 1422235 1651 242 1442 234 1438245 1662 253 1448 244 1451256 1672 264 1457 255 1463266 1679 274 1465 265 1474282 1690 284 1473 276 1485291 1478 286 1495297 1503306 1509二、 设计说明书1、绘制南北向、东西向两个典型断面 1-1 与 2-2 的地质剖面图。（1）地质剖面图定义及作用：地质剖面图是按照一定比例尺，表示地质剖面上的地质现象及其相互关系的图件。垂直岩层走向的地质剖面图称地质横剖面图；平行岩层走向的剖面图称地质纵剖面图；按水平方向编制的剖面图称地质断面图。地质剖面图与地质图相配合，可以获得地质构造的立体概念。（2）1-1 与 2-2 地质剖面图见附图 1。2、分层总和法计算各钻孔处地基使用期沉降、预压期沉降及残余沉降。（1）堆载预压法使用期沉降：1）使用期附加荷载确定：附加荷载=使用荷载+地面堆载强度0.8=50+280.8=72.4 kPa。2）各钻孔土层情况与参数详见设计任务书。3）分层总和法计算最终沉降量：对于人工填土与粉质粘土、砂质粘土层： isiHEP其中： 为附加荷载；对于淤泥层，为欠固结土： ciicii PeCslg10其中： 为淤泥层的先期固结压力，取该层平均自重压力的 0.2 倍。ci4)堆载预压法使用期沉降计算结果汇总表：土层类别e0 压缩模量(MPa)压缩指数Cc层厚Hi（m）附加荷载（kPa）Si (mm)Si(mm)人工填土 0.85 1.6 72.4 136.28 淤泥 2.26 0.635 6.5 72.4 953.92 粉质粘土 12.7 2.3 72.4 13.11 砂层 10 2 72.4 14.48 ZK01砂质粘土 15 1.5 72.4 7.24 1125.031人工填土 0.85 1.9 72.4 161.84 淤泥 2.26 0.635 5.5 72.4 817.70 粉质粘土 12.7 2 72.4 11.40 砂层 10 2.3 72.4 16.65 ZK02砂质粘土 15 1.6 72.4 7.72 1015.316人工填土 0.85 2 72.4 170.35 淤泥 2.26 0.635 4.5 72.4 693.94 粉质粘土 12.7 1.8 72.4 10.26 砂层 10 2.4 72.4 17.38 ZK03砂质粘土 15 1.4 72.4 6.76 898.6891人工填土 0.85 1.8 72.4 153.32 淤泥 2.26 0.635 5.7 72.4 849.03 粉质粘土 12.7 2.1 72.4 11.97 砂层 10 2.2 72.4 15.93 ZK04砂质粘土 15 1.3 72.4 6.27 1036.522人工填土 0.85 1.5 72.4 127.76 淤泥 2.26 0.635 6.2 72.4 933.17 粉质粘土 12.7 2.4 72.4 13.68 砂层 10 1.9 72.4 13.76 ZK05砂质粘土 15 1.4 72.4 6.76 1095.127（2）堆载法预压期沉降：1）预压期附加荷载的确定：附加荷载=堆载预压填土厚度20kPa=5 20=100 kPa。2） 、3） 、4）与使用期沉降计算方法相同。堆载预压法预压期沉降计算结果汇总表土层类别e0 压缩模量(MPa)压缩指数Cc层厚Hi（m）附加荷载（kPa）Si (mm)Si(mm)人工填土 0.85 1.6 100 188.24 淤泥 2.26 0.635 6.5 100 1104.05 粉质粘土 12.7 2.3 100 18.11 砂层 10 2 100 20.00 ZK01砂质粘土 15 1.5 100 10.00 1340.398人工填土 0.85 1.9 100 223.53 淤泥 2.26 0.635 5.5 100 945.28 粉质粘土 12.7 2 100 15.75 砂层 10 2.3 100 23.0