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        東城水庫壩基不良地質條件處理方法

        2012-10-24 02:03:32孔登鋒任宇龍
        黑龍江水利科技 2012年2期
        關鍵詞:工程

        孔登鋒,任宇龍

        ( 黑龍江省水利水電勘測設計研究院,哈爾濱150080)

        隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,水資源短缺問題日趨突出,為更好地合理的利用水資源,某些水利工程有時需要在不良的地基上建設水利工程,但不良地基直接影響著水工建筑物的安全,只有對其進行可靠的處理后,才能確保水利工程的安全運行。對于水利水電工程建筑物來說,不良地基對建筑物的影響主要表現(xiàn)在基礎的沉陷量過大或不均勻性,基礎滲漏量或水力坡降超過容許值,地質條件差,抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)小于設計規(guī)定值。

        1 工程概況

        東城水庫位于大慶市境內,主要功能是城市供水、農(nóng)業(yè)灌溉及改善生態(tài)環(huán)境等。工程區(qū)位于大慶水庫下游、紅旗水庫上游的低洼地帶,通過紅旗干渠引水,引渠長1.086 km。下游泄入東二排干,泄水渠長0.7 km。水庫設計壩長約18.09 km,壩頂高程151.40 m,壩高一般4 ~6 m,最高可達8 m,正常蓄水位148.76 m,正常蓄水位以下庫容0.645 ×108m3,為中型水庫。

        2 地質概況

        工程區(qū)的地貌單元主要為低平原,局部發(fā)育閉流洼地、風積砂崗。沿壩線地勢較平坦,高程一般在144.94 ~148.53 m。

        地層主要有第四系全新統(tǒng)風積層( eolQ4) 、第四系上更新統(tǒng)沖積、沼積層( al+hQ3) 及第四系上更新統(tǒng)湖積層( lQ3)組成,巖性主要為:

        粉土質細砂及含砂低液限粉土組成: 黃色- 黑色,稍濕,中密。分布于壩線樁號3 +850-4 +200 段風積砂崗的上部。

        含砂低液限黏土、低液限黏土、含細粒土細砂等組成:主要分布于庫區(qū)南部閉流洼地表層,其中壩線樁號4 +980-5 +790 段及6 +930-9 +930 段含砂低液限黏土層為灰黑色~灰黃色,松軟,沼澤堆積特征明顯,上部1.00 m左右含大量植物根系及腐爛根徑,局部可見灰色軟塑狀低液限黏土透鏡體。

        含細粒土細砂、低液限黏土、有機質低液限黏土組成,壩線樁號2 +480-2 +580、3 +880-3 +980、4 +480-4 +680 分布有機質低液限黏土,灰色,軟塑-可塑,厚度0.50 ~1.20 m。

        壩址區(qū)第四系松散層厚度達百米以上,基底構造對壩體穩(wěn)定無影響。

        壩址區(qū)揭示的地下水類型主要為第四系孔隙潛水及微孔隙潛水。

        第四系孔隙潛水含水層主要由上更新統(tǒng)含細粒土細砂、粉土質細砂,少量賦存于第四系風積含細粒土細砂層中。含水層厚度一般為2 ~5 m,水位埋深多<3 m,在東側砂崗處則>10 m。

        壩址北側、西側、南側壩基表層巖性主要為低液限黏土,地下水以第四系微孔隙水為主,地下水部分地段具有微承壓性,承壓水頭一般2 ~3 m。地下水以降水入滲補給為主,由于受地形影響,地表徑流遲緩,排泄主要為蒸發(fā),次為人工開采。

        3 壩基工程地質條件

        在壩線樁號4 +980-5 +790、6 +930-9 +930 段表層分布的沖積、沼積的灰黑色~灰黃色低液限黏土,松軟沼澤堆積特征明顯,根據(jù)勘察期間觀測,上部1.00 m左右含大量植物根系及腐爛根徑,局部可見灰色軟塑狀低液限黏土,在壩線樁號2 +480-2 +580、3 +880-3 +980、4 +480-4 +680、15 +030-15 +340 段下部分布有有機質低液限黏土,工程地質條件稍差;在壩線樁號5 +510-6 +050、7 +760-7 +960 段壩基底部分布有低液限黏土與細砂層互層,工程地質條件稍差。壩址其它段未見不良土體,壩基抗滑穩(wěn)定性較好。

        4 存在不良地質條件

        由于壩址區(qū)位于松嫩平原,局部發(fā)育閉流洼地,松軟沼澤堆積特征明顯,工程施工中發(fā)現(xiàn)壩基地基土主要存在以下兩種不良地質情況。

        4.1 淤泥質軟土

        壩線樁號7 +378.7 ~7 +608.7 段見有淤泥質軟土,為軟弱層,主要由淤泥質土及少量泥碳組成,厚度0.50 ~1.20 m,其天然含水量高,抗剪強度極低、承載力低、呈軟塑及流塑狀態(tài),易產(chǎn)生高壓縮變形、側向滑移或擠出,嚴重威脅大壩安全與穩(wěn)定,工程地質條件較差。

        4.2 厚層有機質土

        壩線樁號1 +928 ~3 +315、4 +747 ~4 +954、5 +119 ~5 +282 及5 +508 ~5 +750 段為葦塘地,地基土巖性為低液限黏土,厚度2.50 m左右,濕,可塑,其上部富含有機質( 主要為植物根系及蘆葦腐爛根徑) ,為軟弱層,地基土承載力低,抗剪強度低,較軟,基礎抗滑抗?jié)B穩(wěn)定性差,對壩基安全與穩(wěn)定產(chǎn)生一定影響,工程地質條件較差。

        5 工程處理方法

        淤泥質軟土:原設計壩基建基面清基寬度為80 m,清基厚度為0.30 m。在壩線樁號7 +378.7-7 +608.7 段對表層厚度0.5 ~1.2 m的軟土層進行開挖清除,至下部工程地質條件較好地層。

        厚層有機質土:工程施工中該段土層上部1.50m 左右處仍含有植物根系,如果完全清除會增加工程造價及破壞原始地基結構,給工程造成不良影響。因此對樁號1 +928-3+315、4 +747-4 +954、5 +119-5 +282 及5 +508-5 +750段沿壩軸線挖寬4.0 m,深2.0 m槽后,填筑黏性土碾壓,使其密度滿足工程需要,即對地基土進行加固處理,又起到了很好的防滲效果,見圖1。

        圖1 挖深槽填筑黏性土示意圖

        6 結 語

        在水利工程建設中不良的地基基礎是經(jīng)常遇到的,其處理的方法有很多,但由于不同建筑物對地基基礎的要求不同,而且各種不良地質因素對不同建筑物的影響程度也有很大的區(qū)別,因此處理的方法自然也不一樣。這里需要注意的是,各種處理方法都有其局限性,要根據(jù)具體工程綜合考慮,優(yōu)先選用適合于本工程具體條件、便于就地取材、技術上可靠、經(jīng)濟上合理、又能滿足施工進度要求的基礎處理方法。

        [1]工程地質手冊編寫委員會. 工程地質手冊:第三版[S]. 北京:中國建筑工業(yè)出版社,1992.

        [2]黑龍江省水利水電勘測設計研究院. 大慶市城市供水水源工程地質勘察報告[R]. 哈爾濱: 黑龍江省水利水電勘測設計研究院,2008.

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