泵站工程中泵房基礎型式選擇

曹 銳 吳利明 周國斌 陳 敏

（1.宿遷市水務勘測設計研究有限公司 宿遷 223800；2. 南水北調東線江蘇水源有限責任公司宿遷 223800；3. 江蘇省泗洪縣水利局 宿遷 223900；4. 宿遷市宿城區水利工程建設服務中心 宿遷 223800）

1 引言

泵房是泵站的主體工程之一，當前社會各界及參建各方對工程環境及形象要求越來越高，泵房的建設質量可以直接影響整個泵站工程的質量，泵房的重要性越來越突出。關于泵房的外在形象即建筑造型、建筑風格等是仁者見仁、智者見智的事情，沒有統一的評判標準，只要滿足相關建筑規范，其設計方案達到相關要求即可。而泵房基礎雖然深埋地下，但卻是影響泵房安全及穩定的最重要因素?；A是泵房的地下部分，它的作用是將上部的泵房及泵房內部所有荷載傳遞到地基，支撐起整個泵房結構。因此基礎是否穩固是整個泵站工程是否安全可靠的關鍵。在實際工程中，泵房的部分空間是布置在泵室結構上的，包括進水池、墩墻等，這部分泵房和泵室組成一個整體結構，不需再另設基礎。除此之外的其他部分泵房需單獨設計基礎。因泵站結構型式及周邊環境的特殊性，泵房的基礎型式不同于其他房屋建筑工程，需根據泵站類型、功能、周邊地形、水文、基礎地質情況等條件進行合理設計。本文將對泵站工程中常見的幾種泵房基礎型式進行介紹，分析論述其特點、適用條件及優缺點等。

2 條形基礎

條形基礎是使用歷史悠久的一種基礎型式，常用于磚混房屋建筑中。條形基礎根據材料和結構型式不同也分成不同的種類，泵房常用的有磚混條形基礎、鋼筋混凝土條形基礎等（見圖1），具體型式可根據泵房荷載及基礎實際情況合理選擇。在泵房上部荷載不大、基礎寬度較小、基礎土質較好及地下水位較低的地基上，可采用磚混條形基礎，該基礎型式施工簡單，對施工人員的技術要求不高，工程造價相對較低，是早期泵房最常用的基礎型式之一，目前仍有較多泵房采用；當地下水位較高、泵房上部荷載較大時，磚混條形基礎無法滿足荷載、地基、擋土及防水防潮等要求，這時就可以采用鋼筋混凝土條形基礎，該基礎型式一般埋深較大，因此施工難度也較大，對施工人員的技術要求也較高，造價相對于磚混條形基礎來說也較高，這種基礎型式在近年來的泵站工程中開始較多使用，但是因其適用的局限性，目前未大范圍推廣。中型混流泵站、軸流泵站、立式混流泵站、潛水泵站的泵房常采用條形基礎。

3 獨立基礎

獨立基礎也稱為柱下獨立基礎，使用條件通常為泵房柱距在4～12m 之間，上部荷載較小且分布相對均勻，基礎場地土質也較好的情況。獨立基礎采用的材料也多種多樣，可根據實際情況選擇，目前使用較多的有混凝土和鋼筋混凝土等。因為泵站都位于水邊，所以泵房基礎一般采用鋼筋混凝土獨立基礎，可防水防潮。獨立基礎埋深一般在3～6m 左右，用料較省，無需復雜的施工設備，施工技術要求一般、工期短、工程造價一般，因而為各種建筑物特別是排架、框架結構優先采用的一種基礎型式，也是參建各方比較推薦的基礎型式。中小型軸流泵站、離心泵站的泵房常采用獨立基礎。

圖1 條形基礎平面及剖面圖

如圖2 所示，該泵站為一座小型軸流泵站，該泵站位于某河道堤邊，功能為灌排結合，所在河道常水位較高，為原址拆建站，堤后式布置。泵站采用兩臺套軸流泵機組，正向進水，正向出水。泵室采用濕室型結構，出水池后接箱涵引排水，一側接管涵連接灌溉渠道。泵房為1 層框架結構，中間部分為泵室，泵室深度為4m，該部分泵房基礎直接坐落在泵室墩墻上，兩側檢修間和配電間的建筑基礎需另行布置，根據施工現場實際情況，泵室施工開挖基坑時將兩側原狀土體挖除，此時兩側已不適合淺基礎（如條形基礎等），需將泵房基礎高程向下做到原狀土層（土質滿足要求），在這種情況下可優先選擇采用鋼筋混凝土獨立基礎。

4 樁基礎

樁基礎也是使用較為廣泛的一種基礎型式，其優點是沉降量極小、適用性強、穩定性高，缺點是施工復雜、造價較高，甚至在個別工程中基礎的造價可能占到整個泵站工程的一半以上。目前樁基礎被廣泛應用于高層建筑、水利、橋梁等工程中。關于樁基礎的使用范圍，主要取決于地形及地基土質分布情況。因為泵站工程地形及地質的特殊性，樁基礎可以較好地解決泵房下部復雜的地基情況，沉降量極小，安全性和穩定性較高，所以樁基礎在泵站工程中使用率越來越高，常用的有混凝土預制樁和鋼筋混凝土灌注樁。

圖2 泵站（獨立基礎）平面圖及立面圖

如圖3 所示，該泵站為一座中型軸流泵站，該泵站位于某河道堤邊，功能為灌溉、排澇、補水三用，既能灌溉農田，排除圩區內澇水，又能在下游河道中的節制閘關閉時，引閘下水補充閘上，實現閘上灌溉，所在河道常水位較高。原泵房基礎為柱下混凝土獨立基礎，在運行幾年后發現泵室兩側房屋墻體開裂，經安全鑒定分析，結論為基礎沉降較大導致，說明原設計的基礎型式不適用，需在這次拆建后設計新的基礎。泵站采用布置為正向進水、正向出水。泵室采用濕室型結構，出水池后接箱涵引排水，一側接管涵連接灌溉渠道。泵房為2 層框架結構，中間部分為泵室，泵室深度為5m，該部分泵房基礎直接坐落在泵室墩墻上，兩側檢修間和配電間的建筑基礎需另行布置，根據地質勘探資料顯示，泵房地面以下的淺土層為軟弱土層，為粉土和淤泥質黏土，滿足不了基礎的承載力及變形要求，而深部土層為黏土，土質較好，同時該處河道常水位較高，因此泵室電機層高程較高，導致基礎深度較大。這種情況下獨立基礎已不適用，需采用樁基礎穿透上部土層，將基礎做到黏土層上，經過方案比選，確定采用鋼筋混凝土灌注樁基礎。

5 注意事項

在泵房基礎的設計和施工過程中要特別注意：建筑物和基礎在完建期和運行期都會發生一定量的沉降，在設計時都會通過復核確定最終沉降量是否滿足規范要求，而計算采用的地質資料是前期勘探的原狀土土質，特殊情況下也會按照處理后的復合地基進行計算，計算的結果決定了采用哪種基礎型式。

圖3 泵站（灌注樁基礎）平面圖及立面圖

所以前期地質勘探非常重要，同時可以得出結論：無論哪種基礎型式，它的持力層都優先選擇原狀土，其次是經過處理的回填土，絕對不可直接做在未經處理的回填土上，否則再好的基礎也無法穩固。

6 結語

泵房是泵站工程的重要組成部分，而泵房基礎是泵房安全穩固的保障?；A的型式多種多樣，本文列舉幾種型式供參考，在泵房設計過程中，應結合泵站功能、周邊地形、水位高低、地質等各種實際條件進行設計，通過方案比選確定基礎型式，要遵循安全可靠、方案適用、投資合理、施工方便的原則，避免出現不切合實際的工程設計，導致不良的后果■