深厚压实粉煤灰地层工程性质研究

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1、深厚压实粉煤灰地层工程性质研究刘吉胜（中煤科工集团丙安研究院有限公司陕丙丙安710077）摘要：粉煤灰堆场中深厚压实粉煤灰层作为建筑物基础研究较少，通过现场钻探、标准贯入试验和室内试验相结合的方法测试深厚粉煤灰层的物理力学性质。研究结果表明，压实粉煤灰层分布不均匀，承载力较低、与堆积年限和压实程度相关，一般不兵湿陷性，渗透性良好且水稳性差，在设计中应注意防水措施。关键词：压实粉煤灰;勘察;标准贯入试验;承载力;单环注水试验;水稳性引言贵州省六盘水市是我国丙电东输的重要基地，从上世纪九十年代起，已建立数座大型火电厂，预计到2015年底，六盘水市火电总装机容量将达97

2、5.3万Kw。伴随着火电发展产牛.大量的粉煤灰，目前我国粉煤灰综合利用率较低，普遍不足10%,处理方式主要为就近建设粉煤灰堆场储存，占用大量土地。进入新世纪以来，随着经济发展，土地资源H益紧缺，加大了对粉煤灰的综合利用，另一方面，一些重要建（构）筑物由于场地限制必须建于储有深厚粉煤灰层的堆场之上。这使得人们开始对深厚压实粉煤灰地层工程地质性质展开了研究，宋泽华［1】等人研究了废弃贮灰场粉煤灰工程地质性质及水泥粉喷桩处理地基的实践，冯海宁［2］等人通过室内试验研究了粉煤灰的压缩特性和强度特性，讨论了粉煤灰作为地基换填材料的可行性，尹亚雄［3】等人研究了粉煤灰作铁路路

3、基填料时的物理力学性质，普通粉煤灰因其具有湿陷性、遇水软化、液化性而不宜直接作为地基持力层，因此对其工程特性研究较少。目前对粉煤灰堆场中深厚压实粉煤灰地层的岩土工程勘察的经验较少，木文以贵州六盘水地区某粉煤灰堆场岩土工程勘察为例，对粉煤灰地层的工程地质特性进行了勘察与分析，总结了深厚粉煤灰地层勘察的注意事项。1、工程概况拟建场地呈东一一两走向的不规则展布，分成四个场坪标高进行建设，各拟建物为先平场再进行建设的，形成了多级人工回填及挖方高边坡。本次勘察区为场地最高一级平台，为所属电厂堆砌粉煤灰场地，粉煤灰分层碾压密实，粉煤灰层厚2.0〜28.0m,该粉煤灰堆场于20

4、05年开始储灰，已于2008年闭库,无各层堆砌碾压时间和密实度资料。该粉煤灰堆场上部为约8.0〜10.0m人面积压实填土，粉煤灰层之下原始地层为冲洪积及残坡积粘土，其下为基岩。为方便起见，本位讨论范围仅为场地内粉煤灰层。据勘察任务委托书，本工程中各拟建建（构）筑物工程重要性等级均为二级，按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011），拟建建（构）筑物的地基基础设计等级为乙级；依《岩土工程勘察规范（2009修定版）》（GB50021-2001）,该拟建工程场地为二级场地（中等复杂场地）,场地地基为二级地基（中等复杂地基），故本工程岩土工程勘察等级为乙级。2、

5、勘察方法为了查明压实粉煤灰层的物理力性质，本次勘察工作采用工程地质调査、现场钻探、原位测试（标准贯入试验）、单环注水试验、室内常规土工试验等方法综合进行。作为分层压实冋填的粉煤灰层，《岩土工程勘察规范（2009年版）》及《工程地质手册》要求应以轻型钻探和原位测试相结合的方法，并冇一定数量的探井,本工程中粉煤灰层水稳性差，钻探过程中易塌孔，取样闲难，因此加大了原位测试的工作量。3、粉煤灰的性质3.1粉煤灰化学性质场地内粉煤灰化学成分见表1。表1场地粉煤灰化学成分（％）3.2粉煤灰层力学性质本次勘察主要通过现场标准贯入试验测试粉煤灰层的密实度、承载力特征值和压缩模量。

6、现场测得标准贯入数据统计如表2:表2标准贯入试验统计表*根据现场实测标准贯入击数及上下堆积次序，本次勘察将粉煤灰层分为底部的②层粉煤灰和顶部的②1层粉煤灰。根据《岩土工程勘察规范（2009年版）》及《工程地质手册》中通过标准贯入试验对砂类土密实度的划分，②层粉煤灰结构基本为中密状态，层厚约2.0〜25.0m;②1层粉煤灰结构基本为稍密状态，层厚约0〜5.0m。根据修正后的标准贯入试验击数，采用经验公式以及相关工程经验给出建议的粉煤灰层承载力特征值及压缩模量见表3。表3粉煤灰层承载力特征值及压缩模量根据勘察结论，②层粉煤灰，分布不均，层厚差异较大，物理力学性质差异较

7、大，一般承载力稍低，均匀性差，可作为对沉降不敏感的拟建建（构）筑物的天然地基土使用，但②1层粉煤灰不建议作为天然地基土使用。3.3粉煤灰层渗透性本次勘察在粉煤灰堆场库区内进行单环注水试验，在试坑底部嵌入一高为20cm,直径37.75cm的简易铁环，保持环内水柱高度为10cm,试验一直进行到滲水量Q固定不变为止，可用式①计算粉煤灰层渗透系数：k=v=Q/A①通过3组单环注水试验测得场地粉煤灰层的平均渗透系数为3.12×10-3cm/s,可见，压实粉煤灰地层的渗透系数较大。3.3粉煤灰层湿陷性及水穂性压实粉煤灰密实度为稍密〜中密，一般不具湿陷性。贾尚新［4

8、】等人测定