內蒙古自治區陳巴爾虎旗地區(紅)粘土的工程特性

摘要:本文以內蒙陳巴爾虎旗地區粘土為例，探討該區粘土、紅粘土的工程特性，根據不同孔位和不同深度試驗的數據，對各項試驗指標進行綜合分析，以評價該區粘土、紅粘土的顆粒組成、膨脹性、抗剪強度等。

關鍵詞:粘土 膨脹性 抗剪強度

文獻標識碼:B

1 該區的自然氣候及(紅)粘土的分布規律

該區位于新華夏系第三沉降帶海拉爾沉降區的中部，為波狀高平原，地勢較平坦，構造有緯向構造、華夏構造及新華夏構造等。屬大陸性亞寒帶氣候，冬季漫長寒冷，夏季短暫炎熱，春季多風少雨。據海拉爾中心氣象站1959～1980年觀測資料，多年平均氣溫-2.3℃，年最高氣溫37.7℃，出現在6月下旬;年最低氣溫-48℃，出現在1月下旬。

區內降水量較少，多年平均降水量為306.80mm，降雨多集中在6~9月份(占年降水量的66%)。年最大降雨量為542.90mm(1984年)，月最大降雨量199.0mm(1985年7月)。最長連續降雨日數12天，多年平均蒸發量為1372.36mm。區內發育有古生界、中生界、新生界地層。該區霜凍較早，凍土較深，一般初霜在9月中旬，終霜在翌年4月下旬至5月初，無霜期120天左右。降雪日在9月中旬，終雪翌年5月下旬。平均積雪日數140天。該區內粘土、紅粘土廣泛分布，根據《呼倫貝爾東能化工有限公司熱電站擴建工程巖土工程勘察報告》(簡稱《報告》)資料顯示:粘土層上覆第四系全新統人工堆積層、第四系全新統風積層及第四系全新統沖湖積層，依次為:雜填土、粉質粘土、細砂，局部夾有軟塑粉質粘土。下伏巨厚卵礫石層。(紅)粘土:棕褐色，局部灰白色，可塑—硬塑，頂部較軟，有光澤，干強度強，韌性強，局部含礫石。天然含水量25.5%~34.5%。層頂埋深在10.90~19.10m，層厚為11.90~19.70m。其顆粒組成以粘粒為主，液限43.2%~52.2%，塑限22.5%~28.2%。鉆探深度內未發現地下水，通過了解地下水埋深在50m以下。

2 該區(紅)粘土的壓縮性

區內(紅)粘土層主要分布在地面下10m處，其成因主要是沖湖積的結果。(紅)粘土層局部夾雜少量礫石，大部分為硬塑狀態。現場所取試樣經室內測試人員進行固結試驗所得數據顯示:孔隙比為0.763~0.950，壓縮系數a1~2為0.0581/MPa~0.0921/MPa，壓縮性低，含水比較小。依據剪切波速測試及室內土工試驗綜合取值，可得該層承載力牲值為230kPa。

區內各層地基土承載力特征值及壓縮模量綜合成果見下表1。

由表1可看出:除粘土層以下卵礫石層外，其余各層承載力均只略大于粘土層承載力的50%。粘土層與外界無水力聯系，層內無地下水，其抗壓縮能力、承載特征值穩定，單位變形量較小，可作為主要持力層。該工程地基采用天然地基，基礎形式采用樁基礎，以避免不均勻沉降的發生。

3 該區(紅)粘土的抗剪強度

剪切波資料顯示:(紅)粘土層剪切波速189.3~239.2m/s，屬于硬粘土-堅硬粘土，區內粘土抗剪強度試驗采用不固結不排水三軸剪切試驗。根據試驗結果統計:內聚力77.5~92.7kPa，內摩擦角13.1~16.8°。該層內聚力較大，內摩擦角較大，摩擦力較好，故該項工程在粘土層中的摩擦型工程樁性能很好，可以很好的做為長期持力層基礎。

4 該區(紅)粘土的脹縮性

原狀樣自由膨脹率為29.3%~46.5%，膨脹率為0.8%~1.4%，線縮率為2.4%~4.7%，收縮性中等。經多年來氣象資料統計，該地區降水量較小，且粘土層上覆地層較厚，隔水性強，地表水對其含水量不會有影響，且該粘土層處于地下水位以上，遠離地下水位，故其含水量不會發生太大變化，即便發生脹縮變化亦可忽略不計，其上建筑物不會發生不均勻沉降。

5 結語

依據經驗可知，含水量對土樣各種力學性質的影響較大，含水量越大，該試樣的力學性質如抗剪能力、抗壓縮能力越弱。該粘土層處于地面下十多米處，與地面水無水力聯系，且在其深度內無地下水，不會使其含水量發生變化，從而使該層、紅粘土，粘土能保持該強度狀態。從上文中可以看出，該粘土層地基為較為穩定，故此工程地基采用樁基礎，樁徑600mm，樁長分為14m、23m兩種，樁型為螺旋鉆桿灌注樁，深樁(23m)持力層處在粘土層，其中深樁(23m)為摩擦樁，淺樁(14m)為端承樁。

參考文獻:

[1]GBJ145-90.土的分類標準.

[2]GB/T50123-1999.土工試驗方法標準.

[3]GB50021-2001.巖土工程勘察規范.