KKDZ水電站引水渠道濕陷性黃土基礎(chǔ)的處理

【摘要】強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土地基具有施工簡(jiǎn)便、快速有效、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量可靠的優(yōu)點(diǎn).它對(duì)增強(qiáng)地基密實(shí)度、消除土層濕陷性、降低土層壓縮性和提高地基承載力效果顯著.本文就新疆KKDZ水電站工程采用強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土地基方面的試驗(yàn)、應(yīng)用進(jìn)行一些探討。

【關(guān)鍵詞】基礎(chǔ)；濕陷性黃土；強(qiáng)夯法；試夯

1.工程及地質(zhì)概況

KDZ水電站是新疆某河流水電梯級(jí)規(guī)劃的第三級(jí)，工程位于該河流中下游，電站引水渠道全長(zhǎng)10.884km。引水渠9+550—10+887段渠基位于Ⅳ級(jí)階地頂部，為原生黃土，厚度巨大，室內(nèi)試驗(yàn)定名低液限粉土，呈土黃色，干燥～稍濕，大孔隙，無層理，根據(jù)室內(nèi)顆粒分析試驗(yàn)結(jié)果，0.075～2mm顆粒含量2—14.4%，平均值4.68%；0.005～0.075 mm顆粒含量75.5—93.6%，平均值84.28%；0.002～0.005 mm顆粒含量1.9—11%，平均值5.56%；<0.002 mm顆粒含量0.9—10.8%，平均值5.52%；不均與系數(shù)3.5—24，曲率系數(shù)0.9—4.1，液限25.2—27.8%，塑限16.5—187%。

風(fēng)積黃土天然密度平均值1.45g/cm3，含水率平均值6.87%，滲透系數(shù)1.52×10-5～9.55×10-5cm/s，平均值5.10×10-5cm/s，屬弱透水層。天然狀態(tài)壓縮系數(shù)0.06-0.79MPa-1，平均值0.16MPa-1，為中等壓縮性土；飽和狀態(tài)壓縮系數(shù)0.12-1.74MP-1，平均值0.6MPa-1，屬高壓縮性土，由此可見黃土在浸水飽和后壓縮性變大。

2.強(qiáng)夯設(shè)計(jì)

濕陷性黃土在一定壓力下受水浸濕，土結(jié)構(gòu)迅速破壞，并產(chǎn)生顯著附加下沉，產(chǎn)生地基表面垂直沉陷，導(dǎo)致建筑物破壞。本工程引水渠道基礎(chǔ)為中等到強(qiáng)烈濕陷的黃土，施工前因根據(jù)黃土覆蓋層的厚度及黃土性質(zhì)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)渠道基礎(chǔ)進(jìn)行試夯實(shí)驗(yàn)。

2.1試驗(yàn)參數(shù)

（1）處理深度

綜合地層特性，濕陷性黃土厚度及特性差異，結(jié)合試夯區(qū)試驗(yàn)成果，按照消除建基面以下中等濕陷土層為原則擬定處理深度，最終確定處理厚度為8m。

（2）結(jié)合強(qiáng)夯試驗(yàn)提出以下設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)

①夯擊能

點(diǎn)夯夯擊能8000KN·m，滿夯夯擊能3000 KN·m。

②夯擊遍數(shù)及擊數(shù)

夯擊擊數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試夯得到的夯擊擊數(shù)與夯沉量關(guān)系曲線確定，初擬第一遍點(diǎn)夯8擊，第二遍點(diǎn)夯7擊，滿夯2擊一遍，施工過程中擊數(shù)按照最后兩擊夯沉量平均值不大于100mm控制且應(yīng)同時(shí)滿足下列條件：

a. 夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大隆起；

b. 不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。

③夯點(diǎn)布置

點(diǎn)夯采用正方形布置，夯點(diǎn)中心距基本按照7m控制，第二遍點(diǎn)夯位于第一遍點(diǎn)夯夯點(diǎn)之間，滿夯時(shí)錘印搭接1/4錘徑。

④起夯面高程控制

渠道9+550～10+634段起夯面按照高于設(shè)計(jì)渠底開挖高程3.84m控制。

⑤強(qiáng)夯間歇時(shí)間要求

根據(jù)《強(qiáng)夯地基處理技術(shù)規(guī)程》相關(guān)規(guī)定，結(jié)合強(qiáng)夯試驗(yàn)施工過程，第一遍點(diǎn)夯完成后間歇1天，再進(jìn)行第二遍點(diǎn)夯，點(diǎn)夯完成后間歇1天，再進(jìn)行滿夯。所有夯擊完成后間歇3天進(jìn)行夯后土樣取樣及土樣物理力學(xué)指標(biāo)檢測(cè)。

2.2檢測(cè)內(nèi)容及方法

①夯前檢測(cè)

采用現(xiàn)場(chǎng)探坑取樣、室內(nèi)土工試驗(yàn)進(jìn)行。土工試驗(yàn)每1000m2布置一處探坑，探坑位于兩遍主夯點(diǎn)之間，深度10m，沿垂直方向每隔1m取原狀樣1組，分別測(cè)定含水率、天然密度、干密度、濕陷系數(shù)、滲透系數(shù)等

②夯后檢測(cè)

渠道夯后土工試驗(yàn)每1000m2布置一處探井，探井布置于夯前探坑附近，兩遍主夯點(diǎn)之間，深度10m，沿垂直方向每隔1m取原狀樣1組，檢測(cè)項(xiàng)同夯前檢測(cè)列項(xiàng)。

2.3檢測(cè)結(jié)果

2.3檢測(cè)結(jié)果分析及評(píng)價(jià)

1、綜合干密度、孔隙率、濕陷系數(shù)、滲透系數(shù)變化規(guī)律及對(duì)比關(guān)系，8000KN·m夯擊能情況下影響深度為9m。

2、從夯后濕陷系數(shù)看，0—7m范圍效果顯著，0-9m夯后實(shí)現(xiàn)系數(shù)基本均小于0.015，濕陷性完全消除。

3、從夯后干密度和孔隙率看，0-4m孔隙率減小24%以上，5-7m孔隙率減小12%—15%，8-10孔隙率減小9%-10%。

4、從滲透系數(shù)看，0m-5m范圍滲透系數(shù)減小64%-97%，6-10滲透系數(shù)減小30%-45%。

3.結(jié)論及建議

本工程用強(qiáng)夯法成功解決了大面積渠道濕陷性黃土基礎(chǔ)加固處理這一難題，地基的加固處理深度達(dá)到9m以上，地基的承載力明顯提高，土體密度得到很好的加固，降低了壓縮性，有效消除黃土的濕陷性，改善了工程地質(zhì)條件，有效地控制了設(shè)計(jì)中因濕陷性黃土基礎(chǔ)處理不徹底引起渠堤沉降導(dǎo)致渠道發(fā)生滲透破壞的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 王艷紅、袁建周. 淺談濕陷性黃土處理的重夯施工與控制.工程技術(shù)，2016.06.

[3] 潘奕舟. 新疆北疆長(zhǎng)距離干渠BSP段濕陷性黃土地基處理措施分析.河南水利與南水北調(diào)，2016.01.