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        黑峪河地基土的物理力學(xué)性質(zhì)及岸坎堤基滲透變形分析

        2022-11-25 08:13:56
        水科學(xué)與工程技術(shù) 2022年5期
        關(guān)鍵詞:變形

        劉 丹

        (遼寧中澤設(shè)計(jì)服務(wù)有限公司,遼寧 撫順 113000)

        1 概述

        黑峪河為海城河右岸一級(jí)支流、 太子河二級(jí)支流,發(fā)源于遼寧省海城、岫巖交界處的老黃崗嶺,流經(jīng)接文鎮(zhèn)三家堡村、大桃溝、山咀子、花紅峪、奪獐峪、對(duì)子峪,于海城市析木鎮(zhèn)析木村匯入海城河。 黑峪河河流全長(zhǎng)為26km,流域面積為195km2,河流平均落差為0.873%。 本次治理海城市黑峪河干流段河心長(zhǎng)度為16.46km,支流東大嶺河段長(zhǎng)0.71km,共長(zhǎng)17.17km。

        2 勘察方法

        勘察施工共投入DPP-100型汽車鉆機(jī)3臺(tái)。 勘察手段以鉆探為主,采用沖擊跟管鉆進(jìn)。原狀土使用薄壁敞開式取土器取樣, 通過取樣后進(jìn)行重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)及, 并對(duì)圓礫和卵石層進(jìn)行滲透試驗(yàn)。 土工試驗(yàn)設(shè)備使用全自動(dòng)固結(jié)儀、 剪切儀、光電液塑限儀、干燥箱、電子天平和四聯(lián)剪切儀。試驗(yàn)項(xiàng)目分為原位測(cè)試和室內(nèi)試驗(yàn)。 室內(nèi)試驗(yàn)包括物理力學(xué)性質(zhì)等常規(guī)試驗(yàn)。 使用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)繪,坐標(biāo)采用北京54坐標(biāo)系統(tǒng),高程為黃?;妫辈旃ぷ髁咳绫?。

        表1 勘察工作量

        3 工程地質(zhì)條件述評(píng)

        3.1 場(chǎng)地地形地貌

        勘察河堤工程為河漫灘過渡地帶, 均為河道現(xiàn)狀岸坎,沿河地勢(shì)相對(duì)平坦,整體東高西低,地貌單元為河漫灘地帶。

        3.2 場(chǎng)地地形及巖性描述

        根據(jù)鉆探條件下, 地面站點(diǎn)的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單,地基土自上而下分別由①粉質(zhì)黏土、②圓礫石層和③卵石層組成。

        ①粉質(zhì)黏土(Q4al):沿河岸分布,棕黃色,濕,塑,部分柔軟,中等可壓縮性,含有少量棕色錳鐵結(jié)節(jié)及灰白色斑塊,略帶光澤,干強(qiáng)度中等,無振動(dòng)反應(yīng),標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N范圍為5.0~12.0擊,平均為8.5擊,層厚1.2~2.6m。層底深度1.2~2.6m,層底標(biāo)高82.20~168.52m。

        ②圓礫(Q4al+pl):沿著河岸分布,黃棕色的,灰白色,濕潤(rùn)~飽和。松散至稍密,稍密為主,多呈亞圓形,其巖性由石英巖和花崗巖等碎屑組成,磨圓度好,一般粒徑為20~40mm,占總重量的21.43%~34.88%。 填砂約占總重量的21.87%~38.75%,重型動(dòng)力觸探擊數(shù)在2.1~12.4擊范圍內(nèi), 平均為6.4擊, 變形模量E0為18MPa,內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值為30°。 層厚1.3~5.4m。 層底深度2.4~7.6m,層底標(biāo)高76.10~165.33m。

        ③卵石(Q4al+pl):均布于河堤沿線,淺棕色,灰白色,潮濕~飽和,中密至稍密密實(shí)度以中密為主,巖性由石英巖和花崗巖等碎屑組成,磨圓度好,一般粒徑20~60mm,個(gè)別最大可達(dá)120mm,填砂約占總重量的50%~65%, 重型動(dòng)力觸探擊數(shù)在5.7~21.3擊范圍內(nèi),平均為11.9擊,變形模量E0為30MPa,內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值為35°,控制層厚7.3~12.7m。 層頂深度2.4~7.6m,層頂標(biāo)高76.10~165.33m。

        3.3 場(chǎng)地地下水水文地質(zhì)條件

        在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),每個(gè)鉆孔中均有地下水,其排泄方式為補(bǔ)給河流兩岸的地下水,并向下流排放,類型為潛水型[1],產(chǎn)于礫石層中,調(diào)查期間,其穩(wěn)定水位埋 深 在0.1 ~0.4m 之 間, 穩(wěn) 定 水 位 標(biāo) 高 為80.70 ~167.50m。 其類型為HCO3-Na·Ca為型,pH在7.8~8.14范圍之間,礦化度0.75~0.84g/L。 水化學(xué)類型為HCO3-Na·Ca為型,pH為7.01~7.9范圍之間, 礦化度0.338~0.528g/L。

        3.4 地基土的物理力學(xué)性質(zhì)分析與評(píng)價(jià)

        粉質(zhì)黏土層標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)如表2。重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)如表3。

        表2 粉質(zhì)黏土層標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)

        表3 重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)

        試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明:粉質(zhì)黏土層為中壓縮性。可塑狀態(tài)。通過重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)可知砂礫、卵石的離散性較小,圓礫修正擊中次數(shù)一般在2.1~12.4擊范圍內(nèi)/10cm,平均值為6.4擊,判斷密度的程度是松到略密,在卵石層試驗(yàn)中,一般在5.7~21.3擊范圍內(nèi)/10cm之間,平均為11.9擊,密實(shí)度被確定為中等至密實(shí),以中密為主。

        3.5 場(chǎng)地不良地質(zhì)現(xiàn)象及岸坡穩(wěn)定性

        地貌單元為漫灘,地勢(shì)相對(duì)平坦,除分布于河流兩岸的粉質(zhì)黏土外, 主要由稍密至中密狀態(tài)的圓礫和卵石層構(gòu)成,現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)條件相對(duì)較好,沒有不良地質(zhì)現(xiàn)象,如滑坡、坍塌、泥石流等,根據(jù)調(diào)查,均為河道現(xiàn)狀岸坎,岸坎狀況總體良好,個(gè)別每個(gè)剖面都受到地表水侵蝕的影響, 局部有岸坎坡腳沖刷破壞現(xiàn)象,整體來說無不良地質(zhì)現(xiàn)象。

        3.6 各地層滲透性評(píng)價(jià)

        各土層滲透系數(shù)統(tǒng)計(jì)如表4。

        表4 各土層滲透系數(shù)統(tǒng)計(jì)

        續(xù)表4

        結(jié)合野外試驗(yàn)、 室內(nèi)試驗(yàn)及以住經(jīng)驗(yàn)得出各層的滲透系數(shù)建議值,結(jié)果如表5。

        表5 各土層滲透系數(shù)建議值統(tǒng)計(jì)

        3.7 岸坎堤基滲透變形分析

        勘探揭露,河岸基礎(chǔ)土主要由沖積卵石組成,根據(jù)卵礫石顆粒分析資料,該土級(jí)配不連續(xù),細(xì)顆粒含量為26.39%~35.86%,均大于25%,并且依據(jù)顆分試驗(yàn),滲透變形類型判別評(píng)價(jià)如表6。

        表6 滲透變形類型判別評(píng)價(jià)

        粉質(zhì)黏土層一般具有弱滲透性[2],其允許水力梯度Jy>0.5的經(jīng)驗(yàn)值。 卵礫石層Jy>0.1~0.2。

        考慮分布于河床的礫石層的臨界水力坡度為0.36,因此建議允許水力坡度的經(jīng)驗(yàn)值Jy為0.18。粉質(zhì)黏土允許水力坡降Jy為0.55。

        3.8 地基承載力與變形指標(biāo)

        根據(jù)室內(nèi)巖土試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的結(jié)果,按照相關(guān)設(shè)計(jì)建筑的經(jīng)驗(yàn),其建議值如表7。

        表7 地基土各項(xiàng)指標(biāo)建議值統(tǒng)計(jì)

        3.9 河堤基持力層選擇與穩(wěn)定性驗(yàn)算參數(shù)

        如岸坎基土持力層對(duì)承載力強(qiáng)度要求高, 此層不宜做基礎(chǔ)持力層, 岸坎基土持力層選擇除了滿足基礎(chǔ)的均勻性和強(qiáng)度要求外, 還應(yīng)考慮岸坎基土沖刷深度[4],當(dāng)沖刷深度較小時(shí),河堤基礎(chǔ)持力層推薦使用圓礫石[5]。

        4 天然建筑材料

        土料可以采用就近的原則,就地取材。河道地層巖性為第四系圓形礫石層和卵石層, 含量占55%~70%,由中粗砂充填。 巖性為稍密狀態(tài)。 本著經(jīng)濟(jì)原則,砂礫料可就地取材,也可從河道中篩選出來,開采和運(yùn)輸條件都比較方便。 石料可以從附近的海碩石材場(chǎng)進(jìn)行取料,運(yùn)距約3~10km。 土料的各項(xiàng)指標(biāo)如表8。

        表8 土料的各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)

        5 結(jié)語

        該區(qū)域地貌單元為河漫灘地帶, 沿河人類工程活動(dòng)頻繁,地形較平緩,整體來說河道現(xiàn)狀岸坎較穩(wěn)定,岸坎推薦使用②礫石層作為基礎(chǔ)持力層,該層具有高強(qiáng)度的特點(diǎn),低壓縮率和均勻性良好,是河道大堤穩(wěn)定可靠的基礎(chǔ)承載層。當(dāng)沖刷深度較小時(shí),圓形礫石可作為護(hù)岸的基礎(chǔ)持力層。綜合判斷,河堤施工現(xiàn)場(chǎng)為Ⅱ類,場(chǎng)地屬于中軟至中硬場(chǎng)地土。

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