城镇一体化预制泵站技术规范

的情况下才有可能。实际上地基土层受到某种分布形式的荷载作用后，总是要产生或多或少的侧向变形，但因采用分层总和法计算，方法比较简单，工作量相对比较小，计算成果一般与实际沉降量比较接近，因此实际工程中宜使用这种计算方法。应该说，无论采用何种计算方法计算地基沉降都是近似的，因为目前各种计算方法在理论上都有一定的局限性，加之地基勘探试验资料的取得，无论是在现场，还是在室内，都难以准确地反映地基的实际情况，因此要想非常准确地计算地基沉降量是很困难的。

当按公式（5.6.9）计算地基最终沉降量时，必须采用土壤压缩曲线，这是由土壤压缩试验提供的。如果基坑开挖较深，基础底面应力往往小于被挖除的土体自重应力，可采用土壤回弹再压缩曲线，以消除开挖土层的先期固结影响。对于公式（5.6.9），根据工程实际情况，往往是软土地基上计算沉降量偏小，对此，参照国家现行有关规范的规定。

对于地基压缩层的计算深度，可按计算层面处附加应力与自重应力之比等于0.1∽0.2的条件确定。这种控制应力分布比例的方法，对于底面积较大的泵房基础，应力往下传递比较深广的实际情况是适宜的，经过水利工程实际使用证明，这种方法是能够满足工程要求的。

泵房地基允许沉降量和沉降差的确定，是一个比较复杂的问题。在目前水利工程设计中，对地基允许沉降量和沉降差尚无统一规定。现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007规定，建筑物的地基变形允许值，可根据地基土类别，上部结构的变形特征，以及上部结构对地基变形的适应能力和使用要求等确定。如单层排架结构（柱距为6m）柱基的允许沉降量，当地基土为中压缩性土时为120mm，当地基土为高压缩性土时为200mm；建筑物高度为100m以下的高耸结构基础允许沉降量，当地基土为中压缩性土时为200mm，当地基土为高压缩性土时为400mm。框架结构相邻柱基础的允许沉降差，当地基土为中、低压缩性土时为0.002L(L为相邻柱基础的中心距，mm)，当地基土为高压缩性土时为0.003L；当基础不均匀沉降时不产生附加应力的结构，其相邻柱基础的沉降差，不论地基土的压缩性如何，均为0.005L。现行行业标准《水闸设计规范》SL 265已对地基允许沉降量和沉降差未作具体规定，由于水闸基础尺寸和刚度比较大，对地基沉降的适应性比较强，因此在不危及水闸结构安全和不影响水闸正常使用的条件下，一般水闸基础的最大沉降量达到100mm～150mm和最大沉降差达到30mm～50mm是允许的。对有防水要求的泵站，过大的沉降差将导致防水失效，危及建筑物安全。现行国家标准《地下工程防水技术规范》GB 50108规定用于沉降的变形缝其最大允许沉降差不应大于30mm。

根据调查资料，多数泵站的泵房地基实测最大沉降量为100mm～250mm，最大沉降差为50mm～100mm，只有少数泵站的泵房地基实测最大沉降量和最大沉降差超过或低于上述

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范围。例如某泵站的泵房地基实测最大沉降量竟达650mm，最大沉降差竟达350mm；又如某泵站的泵房地基实测最大沉降量只有40mm，沉降差只有20mm。但实测资料证明，即使出现较大的沉降量和沉降差，除个别泵站机组每年需进行维修调试，否则难以继续运行外，其余泵站泵房地基均稳定，运行情况正常。显然，如果对这两个控制指标规定太高，软土地基上的泵房结构将难以得到满足，则必须采取改变结构型式（如采用轻型、简支结构），或回填轻质材料，或加大基础的平面尺寸，或调整施工程序和施工进度等措施，但有时采取某种措施却会对泵房结构的抗滑、抗浮稳定带来或多或少的不利影响；如果对这两个控制指标规定太低，固然容易使软土地基上的泵房结构得到满足，但实际上将会危及泵房结构的安全和影响泵房的正常使用，或给泵站的运行管理工作带来较多的麻烦。

5.6.9 水工建筑物的地基处理方法很多，随着科学技术的不断发展，新的地基处理方法，如水泥土搅拌法（深层搅拌法、粉喷桩法）、高压喷射法等不断出现。但是，有些地基处理方法目前仍处于研究阶段，在设计或施工技术方面还不够成熟，特别是用于泵房的地基处理尚有一定的困难；有些方法目前用于实际工程，单价太高，与其它地基处理方法相比较，显得很不经济。根据泵站工程的实际情况，本规范列出换填垫层法、强力夯实法、水泥土搅拌法、振冲法、桩基础、沉井基础等几种常用地基处理方法的基本作用、适用条件和说明事项（见本标准附录B表B.2。1）。但应指出，任何一种地基处理方法都有它的适用范围和局限性，因此对每一个具体工程要进行具体分析，综合考虑地基土质、泵房结构特点、施工条件和运行要求等因素，初步选出几种可供考虑的地基处理方案或多种地基处理综合措施，经技术经济比较确定合适的地基处理方案。必要时应在施工前通过现场确定其适用性和处理效果。 5.6.10 根据工程实践经验，强力夯实法、振冲法等处理措施，对于防止土层可能发生“液化”，均有一定效果。对于粉砂、细砂、砂壤土地基，如果存在可能发生“液化”的问题，采用板桩或连续墙围封，即将泵房底板下四周封闭，其效果尤为显著。

5.6.11 黄土（典型黄土）湿陷性大，且厚度较大；黄土状土(次生黄土）由典型黄土再次搬运而成，其湿陷性一般不大，且厚度较小。黄土在一定的压力作用下受水浸湿，土的结构迅速破坏而产生显著附加下沉，称为湿陷性黄土。湿陷性黄土可分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。前者在其自重压力下受水浸湿后发生湿陷，后者在其自重压力下受水浸湿后不发生湿陷。对湿陷性黄土地基的处理，应减小土的孔隙比，增大土的重力密度，消除土的湿陷性，本规范列举了如下几种常用的处理方法：①重锤表层夯实法一般可消除1.2m～1.8m深度内黄土的湿陷性，但当表层土的饱和度大于60%时，则不宜采用；②换土垫层法（包括换灰土垫层法）是消除黄土地基部分湿陷性最常用的处理方法，一般可消除1m～3m深

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度内黄土的湿陷性，同时可将垫层视为地基的防水层，以减少垫层下天然黄土层的浸水机率。垫层的厚度和宽度可参照现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025确定；③土桩挤密法（包括灰土桩挤密法）适用于地下水位以上，处理深度为5m～15m的湿陷性黄土地基，对地下水位以下或含水量超过25%的黄土层，则不宜采用;④桩基础是将一定长度的桩穿透湿陷性黄土层，使上部结构荷载通过桩尖传到下面坚实的非湿陷性黄土层上，这样即使上面黄土层受水浸湿产生湿陷性下沉，也可使上部结构免遭危害。在湿陷性黄土地基上采用的桩基础一般有钢筋混凝土打入式预制桩和就地灌注桩两类，而后者又有钻孔桩、人工挖孔桩和爆扩桩之分。钻孔桩即一般软土地基上的钻孔灌注桩，对上部为湿陷性黄土层，下部为非湿陷性黄土层的地基尤为适合。人工挖孔桩适用于地下水含水层埋藏较深的自重湿陷性黄土地基，一般以卵石层或含钙质结核较多的土层作为持力层，挖孔桩孔径一般为0.8m～1.0m，深度可达15m～25m。爆扩桩施工简便，工效较高，不需打桩设备，但孔深一般不宜超过10m，且不适宜打入地下水位以下的土层。至于打入式预制桩，采用时一定要选择可靠的持力层，而且要考虑打桩时黄土在天然含水量情况下对桩的摩阻力作用。当黄土含有一定数量钙质结核时，桩的打入会遇到一定的困难，甚至不能打到预定的设计桩底高程。湿陷性黄土地基上的桩基础应按支承桩设计，即要求桩尖下的受力上层在桩尖实际压力的作用下不致受到湿陷的影响，特别是自重湿陷性黄土地基受水浸湿后，不仅正摩擦力完全消失，甚至还出现负摩擦力，连同上部结构荷载一起，全部要由桩尖下的土层承担。因此，在湿陷性黄土地基上，对于上部结构荷载大或地基受水浸湿可能性大的重要建筑物，采用桩基础尤为合理；⑤预浸水法是利用黄土预先浸水后产生自重湿陷性的处理方法，适用于处理厚度大、自重湿陷性强的湿陷性黄土地基。需用的浸水场地面积应根据建筑物的平面尺寸和湿陷性黄土层的厚度确定。由于预浸水法用水量大，工期长，因此在没有充足水源保证的地点，不宜采用这种处理方法。经预浸水法处理后的湿陷性黄土地基，还应重新评定地基的湿陷等级，并采取相应的处理措施。

5.6.12 在我国黄河流域以南地区，不同程度地分布着膨胀土。膨胀土的粘粒成分主要由强亲水性矿物质组成，其矿物成分可归纳为以蒙脱石为主和以伊利石为主两大类，均具有吸水膨胀、失水收缩、反复胀缩变形的特点。这种特点对修建在膨胀土地基上的建筑物危害较大，因此必须在满足建筑物布置和稳定安全要求的前提下，采取可靠的措施。根据多年来对膨胀土的研究和工程实践经验，对修建在膨胀土地基上的泵站工程而言，目前主要采取减小泵房基础底面积，增大泵房基础埋置深度，以及换填无膨胀性土料垫层和设置桩基础等地基处理方法。减小泵房基础底面积是在不影响泵房结构的使用功能和充分利用膨胀土地基允许承载

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力的条件下，增大基础底面的压应力，以减少地基膨胀变形。增大泵房基础埋置深度是将泵房基础尽量往下埋入非膨胀性或膨胀性相对较小的土层中，以减少由于天气干湿变化对地基胀缩变形的影响。上述两种工程措施主要适用于大气影响急剧层深度一般不大于1.5m的平坦地区。换填无膨胀性土料垫层的方法主要适用于强膨胀性或较强膨胀性土层露出较浅，或建筑物在使用中对地基不均匀沉降有严格要求的情况。换填的无膨胀性土料主要有非膨胀性的粘性土、砂、碎石、灰土等，这对含水量及孔隙比较高的膨胀性土地基是很有效的工程措施。换填无膨胀性土料垫层厚度可依据当地大气影响急剧层的深度，或通过胀缩变形计算确定。当大气影响急剧层深度较深，采用减小基础底面积、增大基础埋置深度，或换填无膨胀性土料垫层的方法对泵房结构的使用功能或运行安全有影响，或施工有困难，或工程造价不经济时，可采用桩基础。膨胀土地基中单桩的允许承载力应通过现场浸水静载试验，或根据当地工程实践经验确定。在桩顶以下3m范围内，桩周允许摩擦力的取值应考虑膨胀土的胀缩变形影响，乘以折减系数0.5。在膨胀土地基上设置的桩基础，桩径宜采用250mm～350mm，桩长应通过计算确定，并应大于大气影响急剧层深度的1.6倍，且应大于4m，同时桩尖应支承在非膨胀性或膨胀性相对较小的土层上。

5.7 构造

5.7.1 底板混凝土属于厚大结构物，本身刚度较大，上部荷载又较均匀，因而由于荷载引起裂缝的可能性较小，但值得注意的是温度应力，所以减少混凝土温升，降低水泥水化热，就成为混凝土选用原材料的关注点。

5.7.3 关于泵站外部材质应力和荷载计算方法的规定。泵站外壁材质必须能承受地下水压和土压的作用而不破坏和变形。泵站外壁材质的应力计算应按照国家规范《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB 50069中4.2.3和4.2.4的计算方法，假设地下水水位直至地面，主动土压力系数取1/3，回填土的重量密度取18KN/m3时，计算可简化为外压力作用于泵站的外侧面，大小等效于水压的1.6倍。

5.7.4 关于泵站顶盖结构和强度的基本规定。 5.7.5 关于埋设在道路上的泵站顶盖的规定。

对于埋设在道路上的泵站，顶盖宜采用铸铁材质，顶盖和泵站主体应采用分体设计，两者之间的距离不小于0.5m，可采用锥形或其他形式的钢筋混凝土结构将道路上的荷载传递到泵站周围的土层，保证泵站外壁不受道路上荷载应力的影响。 5.7.6 自配控制运行系统确保水泵根据来水量自动高效运行，内部流态好，系统可自清洁无沉淀，密闭无臭味，符合环保要求。

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