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        某渠道濕陷性地基強(qiáng)夯試驗(yàn)研究

        2015-07-25 07:54:16俞長(zhǎng)隆
        陜西水利 2015年1期
        關(guān)鍵詞:陷性土樣試樣

        俞長(zhǎng)隆

        (新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院試驗(yàn)研究所 新疆 昌吉 831100)

        1 工程概況

        某山坡渠段濕陷性土共有26.71km,其中沖洪積扇區(qū)濕陷性土分布長(zhǎng)度21.62km,山坡區(qū)濕陷性土分布長(zhǎng)度5.09km。該區(qū)土層巖性大部分為上更新統(tǒng)風(fēng)積(Q)低液限粉土、含砂低液限粉土、少部分為粉土質(zhì)砂,厚度2m~20m不等。山坡渠段中~強(qiáng)濕陷性土層一般2m~3m,局部4m~5m,個(gè)別部位7.5m左右。山坡區(qū)含水率一般為0.7%~6.4%,平均值為2.2%;沖洪積扇區(qū)主要為樹(shù)林區(qū)、耕地區(qū)、植被不發(fā)育區(qū),含水率一般為2.5%~14.7%,平均值為6.7%。

        山坡渠段濕陷性土基礎(chǔ)處理通常采用的方法有換填砂礫石法、浸水法、擠密法、翻填法和強(qiáng)夯法等。為了提供決策和處理措施依據(jù),需對(duì)強(qiáng)夯法進(jìn)行試驗(yàn)性施工(即試夯試驗(yàn)),根據(jù)北山坡渠段的征地及現(xiàn)場(chǎng)施工情況,試夯區(qū)選擇在六標(biāo)段。

        2 試夯位置、試夯施工部署

        在六標(biāo)段選擇三段場(chǎng)地進(jìn)行試夯,具體樁號(hào)位置如下表。每段場(chǎng)地布置兩個(gè)試夯區(qū),一個(gè)夯區(qū)范圍為10.0m×10.0m。為了能夠給地基處理設(shè)計(jì)有效、多樣,并具有可比性的數(shù)據(jù),保證大面積施工的質(zhì)量,對(duì)試夯施工做了如下部署:在每段場(chǎng)地劃分兩個(gè)10.0×10.0m的試夯區(qū),采用不同的單擊夯擊能進(jìn)行試驗(yàn)比對(duì)。1#夯區(qū)采用預(yù)浸水增濕,與不浸水強(qiáng)夯進(jìn)行比對(duì)。

        表1 1#夯區(qū)夯擊參數(shù)

        3 試驗(yàn)工作

        在渠線(xiàn)樁號(hào)80+118段試夯場(chǎng)地1#、2#試夯區(qū)探坑內(nèi)每1m深度取原狀土樣進(jìn)行了顆粒分析、比重、壓縮、自重濕陷系數(shù)、濕陷系數(shù)(50kPa、100kPa、200kPa、300kPa、400kPa)等物理力學(xué)性試驗(yàn)。試夯區(qū)探坑位置詳見(jiàn)圖1。

        3.1 試驗(yàn)方法

        本工程中液限、塑限試驗(yàn)采用液限塑限聯(lián)合測(cè)定法,濕陷試驗(yàn)采用單線(xiàn)法,加壓等級(jí)分別為50、100、200、300、400KPa,穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為濕陷系數(shù)小于0.01mm/h。濕陷系數(shù)采用現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)壓力200KPa下的濕陷系數(shù)。

        圖1 1#試夯區(qū)探坑布置示意圖

        3.2 試驗(yàn)結(jié)果

        3.2.1 1#試夯區(qū)

        (1)1#試夯區(qū)夯前試驗(yàn)結(jié)果

        1#試夯區(qū)TK1探坑不同深度(每1m深度取原狀土樣1組,深度自地面算起)內(nèi)取7組細(xì)粒土進(jìn)行了物理力學(xué)性試驗(yàn)。由顆粒分析試驗(yàn)可知:粒徑>2mm的細(xì)礫含量為0.0~0.7%,粒徑2mm~0.5mm的粗砂含量為0.1%~2.2%,0.5mm~0.25mm的中砂含量為0.4%~3.8%,0.25mm~0.075mm的細(xì)砂含量為15.0%~46.8%,0.075mm~0.005mm的粉粒含量為43.4~76.8,<0.005mm的黏粒含量為2.0%~12.5%。液限為22.8%~26.2%,塑限為14.0%~17.0%,塑性指數(shù)為8.5~9.3,定名為低液限粉土(ML)、含砂低液限粉土(MLS)和粉土質(zhì)砂(SM)。比重為2.69~2.71,天然濕密度為1.53 g/cm3~1.58g/cm3,天然干密度為1.45 g/cm3~1.53g/cm3,天然含水率為3.1%~6.8%,孔隙比為0.758~0.869,根據(jù)粉土密實(shí)度按孔隙比分類(lèi),密實(shí)度屬中密。依據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》(GB50025-2004)黃土濕陷性評(píng)價(jià),試樣TK1(1.0m)濕陷系數(shù)(200kPa)為0.121,濕陷性強(qiáng)烈;試樣TK1(2.0m)濕陷系數(shù)(200kPa)為0.0402,濕陷性中等;試樣TK1(3.0m、5.0m)濕陷系數(shù)(200kPa)為0.0182~0.0266,濕陷性輕微;其余3組深度4.0m、6.0m、7m的試樣濕陷系數(shù)(200kPa)為0.00580~0.00900,無(wú)濕陷性;5m以上的試樣濕陷起始?jí)毫?5.0kPa~365.0kPa;其中1m、5m的試樣自重濕陷系數(shù)為0.0160~0.0200,自重濕陷性輕微,其余5組試樣無(wú)自重濕陷性。天然狀態(tài)下壓縮系數(shù)av0.1~0.3為0.070 MPa-1~

        0.110MPa-1,壓縮模量Es0.1~0.3為16.97MPa~25.51MPa,天然狀態(tài)下低~中等壓縮性土;飽和狀態(tài)下壓縮系數(shù)av0.1~0.3為0.175 MPa-1~0.240MPa-1,壓縮模量Es0.1~0.3為7.56 MPa~10.07MPa,飽和狀態(tài)下中等壓縮性土。試驗(yàn)結(jié)果詳見(jiàn)表2、表3。

        表2 1#試夯區(qū)TK1細(xì)粒土物理性試驗(yàn)成果表

        表3 1#試夯區(qū)TK1原狀土樣物理力學(xué)性試驗(yàn)成果表

        表4 1#試夯區(qū)土樣物理性試驗(yàn)成果表

        表5 1#試夯區(qū)原狀土樣物理力學(xué)性試驗(yàn)成果表

        (2)1#試夯區(qū)夯后試驗(yàn)結(jié)果:

        表6 1#試夯區(qū)原狀土樣力學(xué)性試驗(yàn)成果表

        在1#試夯區(qū)TK2、TK3、TK4、TK5探坑不同深度(每1m深度取原狀土樣1組,深度自強(qiáng)夯面算起)取15組細(xì)粒土進(jìn)行了物理力學(xué)性試驗(yàn)。由顆粒分析試驗(yàn)可知:粒徑>5mm的中礫含量為0.0~5.1%,粒徑5mm~2mm的細(xì)礫含量為0.0~3.9%,粒徑2mm~0.5mm的粗砂含量為0.0~3.5%,0.5mm~0.25mm的中砂含量為0.1%~1.8%,0.25mm~0.075mm的細(xì)砂含量為17.1%~38.6%,0.075mm~0.005mm的粉粒含量為44.7~79.5,<0.005mm的黏粒含量為0.8%~11.0%。液限為21.7%~26.0%,塑限為12.8%~16.8%,塑性指數(shù)為8.2~9.4,定名為低液限粉土(ML)和含砂低液限粉土(MLS)。比重為2.69~2.71,天然濕密度為1.55 g/cm3~1.96g/cm3,天然干密度為1.50 g/cm3~1.82g/cm3,天然含水率為2.5%~10.9%。依據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》(GB50025-2004)黃土濕陷性評(píng)價(jià),15組試樣濕陷系數(shù)(200kPa)為0.00225~0.0125,無(wú)濕陷性;該15組試樣小于400 kPa應(yīng)力下無(wú)濕陷起始?jí)毫?;自重濕陷系?shù)為0.00180~0.0118,無(wú)自重濕陷性。天然含水下壓縮系數(shù)av0.1~0.3為0.060 MPa-1~0.100MPa-1,壓縮模量Es0.1~0.3為17.56MPa~27.53MPa,天然含水下低~中等壓縮性土;飽和狀態(tài)下壓縮系數(shù)av0.1~0.3為0.080 MPa-1~0.120MPa-1,壓縮模量Es0.1~0.3為13.48MPa~19.12MPa,飽和下低~中等壓縮性土。試驗(yàn)結(jié)果詳見(jiàn)表4、表5、表6。

        4 結(jié)語(yǔ)

        (1)本試驗(yàn)中強(qiáng)夯前取樣深度自地面算起,強(qiáng)夯后取樣深度自強(qiáng)夯面算,請(qǐng)結(jié)合強(qiáng)夯前后所測(cè)量的場(chǎng)地標(biāo)高結(jié)果使用。

        (2)1#試夯區(qū)土層強(qiáng)夯前孔隙比為0.758~0.869,根據(jù)粉土密實(shí)度按孔隙比分類(lèi),密實(shí)度屬稍密~中密狀態(tài)。強(qiáng)夯后試夯區(qū)土層15組密度試驗(yàn)所得出的孔隙比為0.573~0.800,其中10組孔隙比小于0.75,為密實(shí)狀態(tài);其余5組孔隙比大于0.75,基本為中密狀態(tài),并分布于探坑較深部位。

        (3)1#試夯區(qū)強(qiáng)夯前3m以上土層濕陷系數(shù)(200kPa)為0.0266~0.121,濕陷性輕微~強(qiáng)烈,強(qiáng)夯后無(wú)濕陷性。

        通過(guò)夯前夯后試驗(yàn)對(duì)比,充分證明強(qiáng)夯試驗(yàn)對(duì)深度較淺的土層有明顯影響,可增大土樣的密實(shí)度,減弱濕陷性,對(duì)深度較大的土層影響較小。特別指出的是當(dāng)土樣為砂樣時(shí)夯擊不易影響土樣的濕陷性。※

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