刍议水闸工程地质勘察.pdf

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1、2012年2月谴村蜀蔫商勘察与测绘刍议水闸工程地质勘察曾昭勇(北流市矿业公司)摘要：本文主要舟绍某水闸工程地质勘察．结合近几年的工程实践．对工程实施情况进行中¨心的分析，提出了几点心得体会，对今后的水闸工程地质勘察工作具有一定的借鉴意义。关键词：地质勘察；参数；稳定性前言众所周知，水闸是一种低水头控制水流的水工建筑物，具有挡水和泄水的双重作用。无论在水利、发电、灌溉、航运、防洪、排涝等水利工程巾都占宵重要地位，尤其在平原地区的水利建设事业中，更得到了广泛的应用。在沿江地区，由于土层分布复杂，闸基常有压缩性大、抗剪强度低的软土(淤泥和淤泥质土)和松散、可液化的砂层。在这样的

2、地基上建闸，对于水闸的稳定和沉陷必须给予应有的重视，常常需要加固地基，同时还应充分、周密地考虑深基坑开挖中可能出现的岩土工程问题，这样才能保证水闸施工和运行的安全。以某水闸工释地质锄察中围绕这些问题所作的工作为例，谈几点体会。1工程概况某水闸紧邻防洪堤，主要是解决建设区附近局部的内涝问题，为防洪工程排涝挡洪闸，防洪标准为50年一遇，其相应外江水位为10．00m。水闸的建筑物等级为2级，共2孔，单孔净宽3．5m，建基面标高为O40m，、F均单位荷重为120kN／m2，闸址区地面的标高为6．2。7．3m。2场地工程地质条件拟建场地位于氏汀中下游平原。场地地基土层f：=部为流塑

3、淤泥或淤泥质土与松散砂层呈互层分布，累计厚度达13～14m，其中中砂③、中砂⑤可产生液化，淤泥②、淤泥④和淤泥质土⑥可产生震陷，其下为厚2．5～3．1m的软塑一可塑的粉质粘土．下部为冲洪积成因的卵石⑧(厚度为3。4商和花岗岩残积砂质粘性土。场地地震基本烈度为Ⅶ度。场地地下水为第四系松散岩类孔隙承压水，地下水主要赋存和运移在中砂③、中砂⑤和卵石⑧中，其中中砂③的地下水稳定水位平均埋深2，20。3．30-n(标高在3．8m左右)，中砂⑤的地下水稳定水位平均埋深3．600．60m(标高在2．6m左I台)。3勘察中的几个重要环节3．1分层求取各有关土层的水文地质参数基坑深度范围内

4、各含水层的渗透性和富水性的大小直接决定和影响了基坑支护设计方案和施工降水设计方案。水闸基坑开挖深度达5～6m，开挖深度内虽只有中砂③含水层，但下伏中砂⑤具有高承压水头，且基坑开挖后中砂⑤的顶板与基坑底板之间的厚度只有0．9m左右，据判定中砂⑤可产生基坑突涌现象，故应对中砂③和中砂⑤进行分层抽水试验，为基坑降水设计提供水文地质参数。中砂③富水性差，涌水量O仅为10．8mTd，基坑开挖时，余水在基坑内采用明沟排水即可解决，但综合考虑必须对中砂⑤进行降水处理，且其富水性较好，故必须在基坑外采用管井降水法进行降水，即要进行降水井的设计与施工。3-2评价基底稳定性在深基坑工程勘察和

5、设计中，岩土工程师和设计工程师多重视坑壁的稳定与否，并据其选择适当的支护结构(方案)，往往忽略了基坑开挖后基底的稳定性，或对基底的稳定性重视不足，支护结构设计末考虑基底的稳定性。以下根据深基坑基底失稳的一般表现形式谈谈水闸工程勘察中基底稳定性的评价。(1)负承载力失效：在粘性土中(尤其是在软粘土中)进行基坑开挖时，由于开挖土体中应力状态的改变，有时可能导致基底抗隆起失效，即所谓的负承载力失效问题。目前世界多数国家判定其稳定性多采用杨布(1anbu)的安全系数法，即：F“=(N汀。)，(1H+q)>2式中：F，一抵抗基底隆起的安全系数；N。_一基底安全系数，根据基坑的深宽比

6、取值；可—一基坑底基础深度范围内粘性土不排水抗剪强度，kPa；H——基坑开挖深度，m；咿—一槽边均布荷载，kPa。当F“2时，开挖面将发生位移，并伴随发生墙外相邻部分的地面沉降。在某水闸中，基坑开挖深度H=5．8m，宽度b；13m，长度L=100m，据计算FFl．55<2，故基底可发生抗隆起失效；故在工程勘察报告中建泌在基坑支护设计时应考虑加大嵌入深度、提高支护结构的刚度及在施工时应减少槽边施工荷载等措施。(2)基坑突涌：当基坑下部有承压含水层时，应评价基坑开挖引起下伏含水层承压水头压力冲毁基坑底板造成突涌的可能性。这也直接关系到施工降水设计方案及施工安全。在水闸工程勘察

7、中以ZK6钻孔资料计算，中砂⑤水位埋深3．60m(标高2．62m)，层面标高一0．48m，建基面以下淤泥④厚度h。：o．88m，重度，=16lkN／m3，根据压力，{，衡概念进行验算，即1H=1山，要求基坑开挖后不透水层厚度满足下式才是安全的：H≥1川1式中：H——基坑开挖后不透水层的厚度，m；1——承压含水层项板之上建基面以下土层的重度，kNlm3(为多层土时应采用厚度加权平均法进行计算)；1。一水的重度，kN／mhh-二～承压水头高于含水层顶板的高度，m。经计算，H应大于1．90m，而实际厚度只有0．90m左右，故在勘察报