黃土高填方場(chǎng)地場(chǎng)平勘察中的幾點(diǎn)體會(huì)

孫 麗

(山西省勘察設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030013)

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黃土高填方場(chǎng)地場(chǎng)平勘察中的幾點(diǎn)體會(huì)

孫 麗

(山西省勘察設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030013)

結(jié)合黃土高填方場(chǎng)地巖土工程勘察工作實(shí)踐，總結(jié)了目前高填方勘察中存在的問題，并針對(duì)高填方的特點(diǎn)從填方區(qū)、填筑材料料源區(qū)、挖方邊坡區(qū)三方面，闡述了高填方場(chǎng)地勘察工作重點(diǎn)，旨在更加客觀地對(duì)高填方場(chǎng)地進(jìn)行評(píng)價(jià)。

黃土，高填方場(chǎng)地，勘察

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，“開山填谷”成為山區(qū)解決工程建設(shè)用地不足的途徑之一。由于場(chǎng)平過程中要進(jìn)行大規(guī)模挖、填方，從而會(huì)形成高填方地基、高填方邊坡及高挖方邊坡等，高填方地基、高填、挖方邊坡勘察目前還沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不能很好地指導(dǎo)工程實(shí)踐，致使勘察工作中存在不同程度不足。本文結(jié)合在山西高填方項(xiàng)目勘察中的體會(huì)，提出高填方場(chǎng)地勘察中應(yīng)注意的問題及工作重點(diǎn)，供同行技術(shù)工作者在工程實(shí)踐中參考。

1 高填方工程的特點(diǎn)

高填方，目前尚沒有統(tǒng)一的劃分標(biāo)準(zhǔn)，一般認(rèn)為填筑高度大于20 m且不超過80 m，按一定標(biāo)準(zhǔn)分層填筑和壓(夯)實(shí)處理后的地基，高填方工程具有以下特點(diǎn)：1)項(xiàng)目所在場(chǎng)地原地形高差大、水文地質(zhì)條件與工程地質(zhì)條件復(fù)雜，巖土結(jié)構(gòu)及工程特性變化較大，不良地質(zhì)作用發(fā)育程度高；2)場(chǎng)平過程中會(huì)挖除原有邊坡，同時(shí)填方和棄土堆放也會(huì)產(chǎn)生新的邊坡，存在的工程地質(zhì)問題較多；3)高填方工程工后沉降要求高，影響因素多，控制難度大；4)填方會(huì)對(duì)建設(shè)場(chǎng)地原有地下水、地表水徑流、排泄條件形成改變，需形成新的排水體系。

2 高填方工程勘察的重點(diǎn)

由于高填方工程的復(fù)雜性和特殊性，豎向設(shè)計(jì)考慮因素多，項(xiàng)目總體規(guī)劃等經(jīng)常會(huì)有調(diào)整。巖土工程勘察前，應(yīng)收集場(chǎng)地總體規(guī)劃平面、豎向設(shè)計(jì)等資料，確定填方區(qū)、填筑材料料源區(qū)、挖方區(qū)及邊坡區(qū)，確定各分區(qū)勘察范圍及工作重點(diǎn)。

2.1 填方區(qū)

1)應(yīng)重點(diǎn)查明場(chǎng)地不良地質(zhì)作用的分布特征，評(píng)價(jià)其對(duì)工程建設(shè)的影響。黃土場(chǎng)地不良地質(zhì)作用發(fā)育程度高，對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性影響大，應(yīng)通過綜合手段進(jìn)行勘察。工程實(shí)踐中通常采用的方法有工程地質(zhì)測(cè)繪、調(diào)查、工程物探及鉆掘探等。總結(jié)已完成的高填方項(xiàng)目，黃土填方場(chǎng)地發(fā)育的不良地質(zhì)作用主要有滑坡、崩塌、黃土洞穴等，其中以滑坡對(duì)工程的影響最大。我們?cè)趨瘟耗掣咛罘巾?xiàng)目勘察時(shí)發(fā)現(xiàn)，場(chǎng)地東側(cè)分布有大型滑坡群，最大滑距約25.0 m，滑坡群最大寬度約1.0 km，根據(jù)場(chǎng)平設(shè)計(jì)標(biāo)高，場(chǎng)平時(shí)需在滑坡頂部進(jìn)行填方，填方會(huì)使滑坡再次復(fù)活，對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性造成影響。我們通過工程地質(zhì)測(cè)繪，查明了滑坡特征及影響滑坡穩(wěn)定的因素，研究了滑動(dòng)機(jī)理。為準(zhǔn)確查明滑動(dòng)面特征，避免鉆探對(duì)勘察成果的影響，重點(diǎn)部位我們采用人工探井查明了滑動(dòng)面。對(duì)滑動(dòng)面巖土體進(jìn)行天然和飽和狀態(tài)重復(fù)剪試驗(yàn)，科學(xué)測(cè)定了滑面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，為滑坡治理提供了設(shè)計(jì)參數(shù)；崩塌一般分布在沖溝底部及兩側(cè)，規(guī)模一般較小，通過工程地質(zhì)測(cè)繪就可查明其特征，通常場(chǎng)地填方前進(jìn)行挖除與原地基一并處理，對(duì)高填方工程影響不大；由于黃土成分特殊、具大孔隙、垂直節(jié)理發(fā)育及具濕陷性等，在特殊的自然條件下，會(huì)形成陷穴、洞穴。另外，場(chǎng)區(qū)也常分布人工開挖的窯洞，這些不良地質(zhì)問題，對(duì)工程建設(shè)構(gòu)成了影響和威脅，工程建設(shè)前必須查清其分布特征。工作中可在采用工程地質(zhì)測(cè)繪的基礎(chǔ)上配合工程物探進(jìn)行勘察，目前應(yīng)用較多的物探方法有：a.電法：電測(cè)深法、高密度電法等；b.地震波法和聲波法:瑞雷波法等；c.電磁法：地質(zhì)雷達(dá)、電磁剖面等。

2)重點(diǎn)查明地下水分布特征。地下水對(duì)填方工程影響較大，勘察時(shí)應(yīng)重點(diǎn)查明地下水的賦存條件與分布規(guī)律，根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)條件分析工程修建后水文地質(zhì)條件改變可能引起的環(huán)境地質(zhì)和地質(zhì)災(zāi)害問題，并做出評(píng)價(jià)。黃土填方區(qū)，地下水分布常不穩(wěn)定，且隨季節(jié)變化較大，雨季出水點(diǎn)增多、枯季斷流?？辈鞎r(shí)不能僅以勘察期結(jié)果為依據(jù)，應(yīng)充分考慮地下水動(dòng)態(tài)特征提出工程建議，確保填筑工程安全。

3)重點(diǎn)查明原地基結(jié)構(gòu)，分析評(píng)價(jià)其工程特征。原地基的工程性質(zhì)直接影響填方工程的工后沉降，據(jù)同類工程監(jiān)測(cè)資料，原地基沉降最大占到總沉降的78%，由此可見原地基對(duì)高填方工程的重要性?？辈炱陂g必須重點(diǎn)做好以下工作：

a.查清填方區(qū)原地基的地層結(jié)構(gòu)。勘探線(點(diǎn))按照先粗后細(xì)、由淺入深、先整體后局部，全局控制重點(diǎn)把握的原則布置。當(dāng)沖溝溝谷較窄(<50 m)時(shí)，可只在溝谷底部布置勘探點(diǎn)；當(dāng)沖溝溝谷較寬(>150 m)底部寬闊平坦時(shí)，溝谷底部適當(dāng)增加勘探點(diǎn)。當(dāng)填方段山坡較窄(<80 m)時(shí)，填挖交界面上可不布置勘探點(diǎn)；當(dāng)填方段山坡較寬(>200 m)時(shí)，尤其是滑坡堆積層、崩塌堆積層或者坡積層，應(yīng)布置取土勘探點(diǎn)。斜坡地段由于現(xiàn)場(chǎng)條件所限，詳勘階段難以布置足夠的勘察工作量，隨著填筑高度的增加，可以在施工階段分階段進(jìn)行施工勘察，及時(shí)提供斜坡地段地基處理設(shè)計(jì)有關(guān)巖土參數(shù)；勘探點(diǎn)的深度應(yīng)滿足原地基處理、變形計(jì)算的要求，應(yīng)按照上覆填土荷載情況，采用分層總和法估算影響深度確定勘探點(diǎn)深度。b.準(zhǔn)確評(píng)價(jià)原地基工程性質(zhì)特別是壓縮性?？辈鞎r(shí)應(yīng)按填方高度計(jì)算上覆壓力，提供上覆壓力段范圍內(nèi)壓縮性指標(biāo)，為計(jì)算沉降提供依據(jù)。實(shí)際工作中有的技術(shù)人員往往忽視了高填方工程的特點(diǎn)，在進(jìn)行壓縮試驗(yàn)時(shí)，沒有把上覆高填方的荷載加進(jìn)去，造成壓縮試驗(yàn)的壓力偏低。在對(duì)黃土濕陷性進(jìn)行評(píng)價(jià)，測(cè)定黃土濕陷系數(shù)的浸水壓力時(shí)，也沒考慮填土荷載的作用，造成濕陷性試驗(yàn)壓力較低，濕陷性試驗(yàn)結(jié)果失真。

2.2 填筑材料料源區(qū)

挖方區(qū)一般挖至場(chǎng)平標(biāo)高后結(jié)合建筑物平面位置進(jìn)行勘察，場(chǎng)平階段僅就料源工程性質(zhì)進(jìn)行勘察，對(duì)場(chǎng)地范圍內(nèi)擬用作料源的土料進(jìn)行分類，分別確定各類料源土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，具體為：1)通過擊實(shí)試驗(yàn)確定料源土的最大干密度和最優(yōu)含水量。擊實(shí)試驗(yàn)分為輕型擊實(shí)試驗(yàn)和重型擊實(shí)試驗(yàn)，輕型擊實(shí)試驗(yàn)擊實(shí)功為592.2 kJ/m3，重型擊實(shí)試驗(yàn)擊實(shí)功為2 684.9 kJ/m3，二者擊實(shí)功差異較大，測(cè)定最大干密度差異明顯，重型擊實(shí)試驗(yàn)測(cè)定最大干密度大于輕型，最優(yōu)含水量小于輕型擊實(shí)試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果。由于高填方的填方荷載較大，為了盡可能減小填筑體本身的壓縮變形，提高其密實(shí)度是減小填筑體本身變形的直接手段。目前常用的高填方填筑施工方法主要有強(qiáng)夯法和沖擊碾壓法，考慮到施工機(jī)械的能量都比較大，強(qiáng)夯或碾壓后填筑體的干密度可以達(dá)到較高的數(shù)值，再加上國內(nèi)水利、公路、民航等行業(yè)土方工程的控制壓實(shí)度均采用重型擊實(shí)試驗(yàn)指標(biāo)，因此從控制填筑體自身沉降的角度，宜采用重型擊實(shí)試驗(yàn)。2)測(cè)定填料不同壓實(shí)度、不同含水量條件下的壓縮模量和次固結(jié)系數(shù)，提供沉降分析與預(yù)測(cè)所需參數(shù)。壓實(shí)系數(shù)一般按0.90，0.93，0.95，0.97控制，含水量一般進(jìn)行接近最優(yōu)含水量和飽和含水量?jī)煞N狀態(tài)，試驗(yàn)壓力按填方高度通過計(jì)算確定。3)測(cè)定填料不同壓實(shí)度、不同含水量條件下的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，壓實(shí)系數(shù)及含水量控制狀態(tài)同上，為填方邊坡高設(shè)計(jì)提供依據(jù)。4)分析評(píng)價(jià)料源土對(duì)建筑材料的腐蝕性，提供鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)所需資料。

2.3 挖方邊坡區(qū)

挖方邊坡區(qū)勘察重點(diǎn)為準(zhǔn)確查明邊坡高度范圍內(nèi)的地層結(jié)構(gòu)，確定邊坡設(shè)計(jì)所需參數(shù)。由于邊坡穩(wěn)定性分析方法的不同，得到潛在滑動(dòng)面位置可能不一樣，勘探點(diǎn)的深度應(yīng)超過潛在滑動(dòng)面位置，滿足多種方法計(jì)算的要求；抗剪強(qiáng)度指標(biāo)測(cè)定宜用固結(jié)快剪法，試驗(yàn)狀態(tài)應(yīng)包括天然狀態(tài)和飽和狀態(tài)。由于試驗(yàn)過程受多種因素影響，試驗(yàn)指標(biāo)一定程度上會(huì)存在失真現(xiàn)象，僅憑取樣進(jìn)行室內(nèi)剪切試驗(yàn)，往往與實(shí)際有較大出入。為準(zhǔn)確提供設(shè)計(jì)參數(shù)，在進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)的同時(shí)，可進(jìn)行一些大型原位剪切試驗(yàn)或結(jié)合現(xiàn)狀邊坡進(jìn)行反算，對(duì)室內(nèi)試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行校核。

3 結(jié)語

1)高填方場(chǎng)地復(fù)雜，應(yīng)按填、挖方及填筑材料分區(qū)有重點(diǎn)性地開展勘察工作；2)高填方場(chǎng)地工程地質(zhì)條件復(fù)雜，應(yīng)采用工程地質(zhì)測(cè)繪、調(diào)查、工程物探、鉆掘探等手段進(jìn)行綜合勘察；有針對(duì)性開展室內(nèi)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作，相互補(bǔ)充、相互驗(yàn)證，準(zhǔn)確提供設(shè)計(jì)所需參數(shù)。

[1] 朱才輝.基于黃土變形時(shí)效試驗(yàn)的高填方工后沉降研究[J].巖土力學(xué)，2015(10)：123-124.

[2] 朱才輝.呂梁機(jī)場(chǎng)黃土高填方地基工后沉降時(shí)空規(guī)律分析[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2013(2)：28-30.

[3] 楊印旺.強(qiáng)夯法在黃土地區(qū)某高填方工程中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2012(1)：48-49.

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Some experience of high loess fill site investigation in the field level

Sun Li

(Shanxi Investigation Research and Design Institute, Taiyuan 030013, China)

Combining with the experience in the geotechnic survey of loess-filled highway embankment, the paper sums up the problems in the loess-filled high embankment, has the objective evaluation over the sites according to the features of the loess-filled highway embankment from the filled areas, sources of filling materials, and excavation slope areas.

loess, loess-filled highway embankment, survey

1009-6825(2016)34-0073-02

2016-09-23

孫 麗(1972- )，女，工程師

P624

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