砂卵石做地基承載力狀況分析

雍明全 李林

摘 要：水利工程施工中經(jīng)常遇到砂卵石地基，如何更好地處理和利用砂卵石基礎(chǔ)， 研究砂卵石做地基的可行性十分必要。砂卵石具有透水性、不均勻性、壓縮特性等性質(zhì)，對于工程安全的影響較為不利。由于可供選擇的地形限制，為了合理利用水能資源，降低投資，沙溪航電工程船閘引航道采用在砂卵石上做基礎(chǔ)。同時(shí)，引航道采用重力式混凝土結(jié)構(gòu)，自重較大，其地基基礎(chǔ)會產(chǎn)生較大幅度的沉降。上、下游的地基還可能發(fā)生較大的不均勻豎向沉降。通過對沙溪航電工程船閘引航道砂卵石地基情況，對砂卵石做地基承載力狀況進(jìn)行分析，研究砂卵石做地基基礎(chǔ)的可行性及處理方法。

關(guān)鍵詞：砂卵石；地基承載力；問題分析

沙溪航電工程位于四川省閬中市境內(nèi)，為航電綜合開發(fā)項(xiàng)目，距縣城5km。通航建筑物位于左岸，靠岸邊布置，由上、下游引航道，上、下閘首和閘室組成。除上引航道前端階地外，其余建筑物所通過位置皆為河床漫灘。通過前期地質(zhì)鉆孔揭示，通航建筑物通過部位為河谷深槽，覆蓋層厚10～22m，由粉砂土、粉質(zhì)粘土（階地上部物質(zhì)）和砂卵礫石組成，以砂卵礫石為主。其中上、下引航道基礎(chǔ)置于稍密～中密結(jié)構(gòu)的砂卵礫石層上。中密結(jié)構(gòu)的砂卵礫石，允許承載力0.4～0.6MPa，變形模量35～40MPa，承載變形滿足地基要求。設(shè)計(jì)擬挖除覆蓋層將基礎(chǔ)置于弱風(fēng)化細(xì)砂巖上。弱風(fēng)化細(xì)砂巖裂隙不甚發(fā)育，巖體較完整，巖石濕抗壓強(qiáng)度Rw=20～25MPa，變形模量E0=2～3GPa，允許承載力[R]=1.0～1.5MPa，能滿足引航道內(nèi)外導(dǎo)墻基礎(chǔ)承載變形要求。建基巖體軟弱夾層不發(fā)育，主要表現(xiàn)為粘土巖條帶或疏松砂巖之巖性軟弱型夾層，分布隨機(jī)、斷續(xù)，不構(gòu)成連續(xù)完整的滑移面，對導(dǎo)墻基礎(chǔ)抗滑穩(wěn)定不起控制作用，基礎(chǔ)抗滑穩(wěn)定主要受控于混凝土與基礎(chǔ)接觸面。

一、實(shí)際情況

由于前期地質(zhì)勘探工具手段的限制，往往和實(shí)際情況存在部分差異，在實(shí)際工程施工中，沙溪工程左岸船閘及上、下引航道施工開挖至建基面以后，揭露的工程地質(zhì)條件與前期的工程地質(zhì)結(jié)論基本吻合，但砂卵石層中地下水含水不豐，透水性比原設(shè)計(jì)透水性弱，水文地質(zhì)條件變好，有利于施工降水及施工開挖。根據(jù)開挖收集的地質(zhì)資料，將河床覆蓋層劃分為兩大層：上部一層為粉土及粉質(zhì)粘土層，厚約10m。臨時(shí)開挖坡比1∶1較陡，開挖土質(zhì)邊坡局部垮塌；中下部二層為砂卵礫石層，厚約10m。結(jié)構(gòu)密實(shí)程度不均一，動(dòng)力觸探查明：土體結(jié)構(gòu)由疏松、稍密及中密組成，層內(nèi)不同高程上局部分布有含礫砂層透鏡體，砂卵石層骨架顆粒直徑3～10cm，百分含量占50～70%，填料<5mm的百分含量占30～50%，細(xì)粒含量較高，故砂卵石層透水性一般較弱。

通過動(dòng)力觸探孔檢測表明，上、下引航道砂卵石地基，大部分地基結(jié)構(gòu)密實(shí)程度達(dá)到中密～密實(shí)，基本能滿足承載與變形要求。建基面附近少部分砂卵石地基細(xì)粒含量較高，且受施工開挖擾動(dòng)及地下水影響，承載能力有所降低。應(yīng)采取夯實(shí)或換填處理措施。

二、問題分析

根據(jù)實(shí)際進(jìn)行的動(dòng)力觸探結(jié)果，針對沙溪船閘上下引航道基礎(chǔ)揭露的地質(zhì)情況，具體分解如下：

1）船閘的上、下引航道建于砂卵石層上，由于土體結(jié)構(gòu)密實(shí)程度不均一，地基存在不均一沉降問題；下階段上、下引航道及邊墻砼澆筑施工，應(yīng)合理設(shè)置施工縫，以適應(yīng)地基的不均一沉降變形。

2）上引航道船0-012～船0-105.0，段長93m，地基經(jīng)檢測：砂卵石地基表面0～1.7m厚，土體結(jié)構(gòu)疏松～稍密，N120=2～6擊；土體細(xì)粒含量較高，承載力相對較低，允許承載力[R]=240Kpa，變形模量E0=21Mpa。不能完全滿足地基承載與變形方面的要求，應(yīng)加強(qiáng)表層地基處理。可以采用夯實(shí)或局部片石砼換填處理措施，換填嘗試。

3）下引航道船0+308.50～船0+448.00，段長139.50m。地基檢測：0～2.3m厚土體結(jié)構(gòu)疏松～稍密，N120=2～6擊；土中細(xì)粒含量較高，承載力較低，[R]=240Kpa，變形模量E0=21Mpa。不能完全滿足地基承載與變形要求，應(yīng)進(jìn)行地基加固處理。可以采用片石砼換填處理措施，換填一定深度。對局部換填深度較大，可采用灌漿加固處理措施。如船0+398.50～船0+448.00段。深度4.10～5.31m，分布一軟臥層，換填困難，可以采用灌漿加固處理。

三、結(jié)語

在實(shí)際施工過程中，采取的主要方法是部分清除、固結(jié)灌漿、振沖碎石樁、高壓旋噴樁等方式，對砂卵石地基進(jìn)行處理，提高砂卵石材料的強(qiáng)度及其承載力，從而降低地基不均勻沉降現(xiàn)象。同時(shí)還能夠有效的將地基滲漏情況減小，防止砂卵石地基發(fā)生震動(dòng)液化的情況。

通過沙溪樞紐船閘上、下引航道開挖揭示地基情況說明，砂卵石作為地基要考慮地基承載情況，要根據(jù)河床覆蓋層開挖后具體砂石顆粒含量情況進(jìn)行考慮，對于臨時(shí)土質(zhì)邊坡較陡，穩(wěn)定性較差，尤其在雨季浸水后易垮塌的地方，最好采用坡面噴射混凝土護(hù)坡進(jìn)行加固。對砂卵石地基細(xì)粒含量較高，且受施工開挖擾動(dòng)及地下水影響，承載能力有所降低。應(yīng)采取夯實(shí)或換填處理措施。灌漿加固處理措施及開挖邊坡的護(hù)坡措施。

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