KKDZ水電站引水渠道濕陷性黃土基礎的處理

【摘要】強夯法處理濕陷性黃土地基具有施工簡便、快速有效、造價經濟、質量可靠的優點.它對增強地基密實度、消除土層濕陷性、降低土層壓縮性和提高地基承載力效果顯著.本文就新疆KKDZ水電站工程采用強夯法處理濕陷性黃土地基方面的試驗、應用進行一些探討。

【關鍵詞】基礎；濕陷性黃土；強夯法；試夯

1.工程及地質概況

KDZ水電站是新疆某河流水電梯級規劃的第三級，工程位于該河流中下游，電站引水渠道全長10.884km。引水渠9+550—10+887段渠基位于Ⅳ級階地頂部，為原生黃土，厚度巨大，室內試驗定名低液限粉土，呈土黃色，干燥～稍濕，大孔隙，無層理，根據室內顆粒分析試驗結果，0.075～2mm顆粒含量2—14.4%，平均值4.68%；0.005～0.075 mm顆粒含量75.5—93.6%，平均值84.28%；0.002～0.005 mm顆粒含量1.9—11%，平均值5.56%；<0.002 mm顆粒含量0.9—10.8%，平均值5.52%；不均與系數3.5—24，曲率系數0.9—4.1，液限25.2—27.8%，塑限16.5—187%。

風積黃土天然密度平均值1.45g/cm3，含水率平均值6.87%，滲透系數1.52×10-5～9.55×10-5cm/s，平均值5.10×10-5cm/s，屬弱透水層。天然狀態壓縮系數0.06-0.79MPa-1，平均值0.16MPa-1，為中等壓縮性土；飽和狀態壓縮系數0.12-1.74MP-1，平均值0.6MPa-1，屬高壓縮性土，由此可見黃土在浸水飽和后壓縮性變大。

2.強夯設計

濕陷性黃土在一定壓力下受水浸濕，土結構迅速破壞，并產生顯著附加下沉，產生地基表面垂直沉陷，導致建筑物破壞。本工程引水渠道基礎為中等到強烈濕陷的黃土，施工前因根據黃土覆蓋層的厚度及黃土性質，根據設計要求對渠道基礎進行試夯實驗。

2.1試驗參數

（1）處理深度

綜合地層特性，濕陷性黃土厚度及特性差異，結合試夯區試驗成果，按照消除建基面以下中等濕陷土層為原則擬定處理深度，最終確定處理厚度為8m。

（2）結合強夯試驗提出以下設計技術參數

①夯擊能

點夯夯擊能8000KN·m，滿夯夯擊能3000 KN·m。

②夯擊遍數及擊數

夯擊擊數根據現場試夯得到的夯擊擊數與夯沉量關系曲線確定，初擬第一遍點夯8擊，第二遍點夯7擊，滿夯2擊一遍，施工過程中擊數按照最后兩擊夯沉量平均值不大于100mm控制且應同時滿足下列條件：

a. 夯坑周圍地面不應發生過大隆起；

b. 不因夯坑過深而發生起錘困難。

③夯點布置

點夯采用正方形布置，夯點中心距基本按照7m控制，第二遍點夯位于第一遍點夯夯點之間，滿夯時錘印搭接1/4錘徑。

④起夯面高程控制

渠道9+550～10+634段起夯面按照高于設計渠底開挖高程3.84m控制。

⑤強夯間歇時間要求

根據《強夯地基處理技術規程》相關規定，結合強夯試驗施工過程，第一遍點夯完成后間歇1天，再進行第二遍點夯，點夯完成后間歇1天，再進行滿夯。所有夯擊完成后間歇3天進行夯后土樣取樣及土樣物理力學指標檢測。

2.2檢測內容及方法

①夯前檢測

采用現場探坑取樣、室內土工試驗進行。土工試驗每1000m2布置一處探坑，探坑位于兩遍主夯點之間，深度10m，沿垂直方向每隔1m取原狀樣1組，分別測定含水率、天然密度、干密度、濕陷系數、滲透系數等

②夯后檢測

渠道夯后土工試驗每1000m2布置一處探井，探井布置于夯前探坑附近，兩遍主夯點之間，深度10m，沿垂直方向每隔1m取原狀樣1組，檢測項同夯前檢測列項。

2.3檢測結果

2.3檢測結果分析及評價

1、綜合干密度、孔隙率、濕陷系數、滲透系數變化規律及對比關系，8000KN·m夯擊能情況下影響深度為9m。

2、從夯后濕陷系數看，0—7m范圍效果顯著，0-9m夯后實現系數基本均小于0.015，濕陷性完全消除。

3、從夯后干密度和孔隙率看，0-4m孔隙率減小24%以上，5-7m孔隙率減小12%—15%，8-10孔隙率減小9%-10%。

4、從滲透系數看，0m-5m范圍滲透系數減小64%-97%，6-10滲透系數減小30%-45%。

3.結論及建議

本工程用強夯法成功解決了大面積渠道濕陷性黃土基礎加固處理這一難題，地基的加固處理深度達到9m以上，地基的承載力明顯提高，土體密度得到很好的加固，降低了壓縮性，有效消除黃土的濕陷性，改善了工程地質條件，有效地控制了設計中因濕陷性黃土基礎處理不徹底引起渠堤沉降導致渠道發生滲透破壞的發生。

參考文獻：

[1]《濕陷性黃土地區建筑規范》（GB 50025-2004）

[2] 王艷紅、袁建周. 淺談濕陷性黃土處理的重夯施工與控制.工程技術，2016.06.

[3] 潘奕舟. 新疆北疆長距離干渠BSP段濕陷性黃土地基處理措施分析.河南水利與南水北調，2016.01.