河流相冲积层场地岩土工程勘察及地基处理探讨

摘要：河流相冲积成因的建筑场地，由于其特殊的地层沉积规律，场地普遍存在地下水位埋藏浅、地基土强度差、液化砂土分布范围广等诸多工程地质问题，严重制约着工程建设的发展。本文以工程实例为依托，详细论述了该类建筑场地的岩土工程勘察方法及评价体系，进一步对建筑物的基础选型及地基处理方案进行较为详细的分析探讨，供类似场地的岩土工程勘察和地基基础设计参考。

关键词：河流相冲积；岩土工程勘察评价；地基处理

Abstract: the construction site of fluvial alluvial formation, due to its special formation depositional law of field common shallow underground water level, poor strength of foundation soil, liquefaction of sandy soil distribution range is wide, and many other engineering geological problems, seriously restricts the development of engineering construction. Based on an engineering example, this paper discusses in detail the construction sites of geotechnical engineering investigation method and evaluation system, and further to building the basis of selection and detailed analysis, this paper discusses foundation treatment scheme, for the similar field of geotechnical engineering investigation and foundation design reference.

Key words: fluvial alluvial; Geotechnical engineering prospecting and evaluation; Foundation treatment

中图分类号：TU195文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

1 概述

某火力发电厂项目建设规模为2×430t/h高温高压循环流化床锅炉（CFB）+2×110MW高温高压凝汽式汽轮发电机组，规划容量为2X110MW。考虑机组循环冷却系统用水需求及煤炭运输等因素，电厂临近河流进行建设。场地位于河流右岸，地形平坦开阔，属典型的河流相冲积地貌。

2 岩土工程勘察方法

在认真研究勘测任务书和委托要求、全面了解建筑物特点及设计意图的基础上，明确了勘测目的和需要解决的岩土工程问题，综合采用多种勘测方法，主要包括：工程钻探、标准贯入试验、静力触探、现场十字板剪切试验、波速测试及室内试验等。

工程钻探：查明地基土的类别、层次、厚度及、分布规律及地下水的埋藏情况。

标准贯入试验：对砂土及黏性土的物理状态、土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力、砂土的液化性等进行评价。

静力触探：根据静力触探成果，进行力学分层，确定软土的强度、压缩性、地基承载力、沉桩阻力等。

十字版剪切试验：测定饱和软黏性土的不排水抗剪强度和灵敏度。

波速测试：采用跨孔法实测剪切波速，确定场地土的类型、建筑场地类别。

室内试验：除开展常规土工试验外，还进行了击实试验、三轴剪切试验及无侧限抗压强度试验等。

3 岩土工程条件

3.1 地基土构成及特征

场地地基土主要为第四系河流相堆积物构成，物质成分以粘性土、粉土、砂土为主。按其工程特性，可分为5个大层，15个亚层。

①层：该大层为场地的软弱土层，细分为3个亚层。该层场地表层普遍分布，呈层状分布，层厚一般约12~15m，局部接近约18m。

①-1泥炭：黑褐、棕褐色，很湿~饱和，松散，成分主要为未完全炭化的杂草根茎及树干碎块，土质松散、质轻，碰触易散。呈层状分布于场地表面，层厚平均约2.5m，局部接近5m。

①-2淤泥：棕褐、棕、灰褐色，饱和，流塑状态。土质细腻，富含有机质，具腥臭味。呈层状分布，层位连续，局部夹泥炭透镜体。

①-3粘土：灰白、浅灰色，很湿~饱和，软塑状态，局部可塑。土质细腻，富含有机质。呈层状或透镜体状分布于。

②层：主要为砂土层，细分为4个亚层，粉细砂、中粗砂、砾砂和角砾。该层场地普遍分布，层位稳定、连续，层位顶板埋深一般约12~15m，层厚一般约5~8m，局部约10m。

③层：下覆于砂土层之下，以粘性土为主，细分为2亚层，顶板埋深一般约18~21m，层厚一般约2~5m。呈层状分布，局部较连续，局部地段缺失。

③-1粘土：蓝灰、灰绿色，很湿，硬塑状态为主，局部可塑。土质较均匀、细腻，切面光滑，韧性较高，具水平层理构造。呈透镜体状分布，为③大砂土层和下覆粘土层渐变过渡带。

③-2粘土：蓝灰、灰绿色，很湿，硬塑。土质较均匀、细腻，切面光滑，韧性较高，具水平层理构造。呈层状分布。

④层：主要以互层粘性土为主，分为4个亚层，各亚层之间存在渐变、过渡、交错等现象，透镜体较多，层位较紊乱。顶板埋深一般约20~23m，层厚一般约10m。

④-1粘土粉土互层：灰、浅灰、灰绿色，很湿~饱和，硬塑。薄层粘土与薄层粉土呈细韵律交替沉积，小薄层层厚一般约0.5cm~1cm。具水平层理，局部为交错层理，呈现出“千层饼”状构造。土质不均，含粉砂，韧性较差，工程力学性状接近于粘性土。该层呈层状或透镜体状分布，层位连续性较差，层位紊乱，局部过渡为粉质粘土。

④-2细砂粘土互层：灰、浅灰、灰黄、灰绿色，饱和，中密。薄层粉砂与薄层粘土呈细韵律交替沉积，薄层细砂层厚一般约2cm~5cm，局部约10~15cm；薄层粘土层厚一般约1~2cm，局部夹粉土薄层。具水平层理，局部为交错层理。土质极不均，工程力学性状接近于砂土。该层呈层状或透镜体状分布，层位连续性较差，层位紊乱，局部过渡为细砂。

④-3粘土：灰、灰绿色，很湿~饱和，硬塑。土质不均，含粉土、粉细砂，韧性中等。呈透镜体状分布。

④-4细砂：灰黄、灰色，饱和，中密。砂质不纯，含粘粒、粉粒，局部夹粘土薄层。呈透镜体状分布。

⑤层：主要为粘性土，细分为2个亚层。顶板埋深一般约30~33m，局部地段略深，层厚一般超过10m，局部60m深度范围内，钻孔未揭穿该层。层位稳定、连续。

⑤-1粘土：蓝灰、灰绿色，湿，坚硬。土质细腻，切面光滑，韧性较高。具水平层理构造，夹间层土，间层土为极薄粉砂，层厚小于1mm。呈层状分布。

⑤-2粘土粉土互层：灰、浅灰、灰绿色，湿，坚硬。薄层粘土与薄层粉土呈细韵律交替沉积，小薄层层厚一般约0.5cm~1cm。具水平层理，呈现出“千层饼”状构造。土质不均，含少量粉砂，韧性稍差，工程力学性状接近于粘性土。该层呈层状或透镜体状分布。

3.2 地下水

按地下水的贮存形式，分为潜水和承压水。潜水主要贮存于①层粘性土、②层砂土层中，主要补给方式以河流侧向补给和大气降水补给为主；以蒸发、补给河水和人工开采等为主要排泄方式。河水与地下水具有水力联系，存在互补关系，丰水期河水补给地下水，枯水期排泄地下水。地下水埋深一般在场地地表以下约0.2~0.5m。

承压水主要贮存于场地④层互层土中，③层粘性土及⑤层粘性土分别为承压水的顶板和底板隔水层。主要接受远源大气降水的测向径流补给和河水的侧向补给，径流条件下部优于上部，并以地下径流和人工开采等为主要排泄方式。由于④层互层土具水平层理构造，且夹细砂薄层，局部地段过渡为细砂，增强了透水能力，水力通道较畅通。

4 岩土工程分析与评价

4.1 地基土工程性能评价

①层为场地浅部软弱土层，主要为泥炭、淤泥，土质软弱，含水量高，承载力低，高压缩性，工程地质问题突出，需采取工程措施进行处理，不宜做为地基持力层。

②层为砂土层，呈现出“上细下粗”的沉积规律，具有一定的承载能力，较低的压缩性，但浅部砂土存在液化问题。

③层为粘土层，虽然层位相对较稳定，但层厚偏薄，特别是局部与砂土层存在渐变过渡关系，物理力学状态相对较差，不适宜做为地基持力层。

④层为互层土，粘土、粉土、砂土互层，层位较紊乱，各亚层之间存在渐变、过渡、交错等现象，透镜体众多。虽然该层总体承载力较高，但工程力学性状不均匀，在水平向和竖直向均存在差异性，属不均匀性地基。

⑤层为粘性土层，承载力高，压缩性低，层位稳定、连续，层厚普遍大于10m，是良好的地基持力层。

4.2 场地和地基的地震效应

场地50年超越概率10%的地震峰值加速度为0.23g，地震基本烈度为8度，属高地震烈度区。在地震动响应下，软土震陷、砂土液化等工程地质问题突出。场地土类型为软弱土，建筑场地类别为IV类，场地为建筑抗震不利地段。

5 地基处理方案

5.1 复合地基

场地浅表分布十几米厚的软土，物理力学性质差，成为开展工程建设的重要制约因素。场地内的泥炭土，土质松散、质轻，碰触易散，使水泥搅拌桩和灰土桩等的处理效果大打折扣。十字板剪切试验成果表明，场地内软土的饱和不排水抗剪强度12~18kPa，侧限力差，碎石桩成型困难。结合场地防洪考虑，场地标高需要抬升，将堆填一定厚度的填土，综合考虑各因素，采用真空联合堆载预压法对场地的软土层进行预固结处理。

5.2 桩基础

场地深厚软土层虽然经预固结处理，但对集中荷重较大、变形要求较高的重要建（构）筑物，难以达到持力层的要求，鉴于此，采取桩基础方案。分析地基土分布特征，②层砂土主要呈中密状态，厚度较大，局部接近10m，预制桩沉桩困难，穿越砂层困难极大。采用灌注桩，以②层砂土层为桩端持力层，难以充分发挥桩侧阻力，单桩承载力达不到设计要求。以④层互层土为桩端持力层，由于互层土不均匀，存在差异性，桩长难以把握。⑤层粘性土层承载力高、压缩性低，埋藏深度起伏不大，容易控制桩长，是良好的桩端持力层。综合分析各种影响因素，一般性建筑物采用混凝土预制桩，以②层砂土层为桩端持力层；重要性建筑物采用机械成孔灌注桩，以⑤层粘性土为桩端持力层。

6 结论

（1）本文以河流相冲积成因建筑场地的工程实践为依托，详细介绍了该类场地采取的岩土工程勘察方法，存在的主要工程地质问题，如何开展岩土工程分析评价，进一步对地基处理方案进行了详细分析论述。

（2）近年来，随着工程项目的日益增多，类似建筑场地不断涌现，本文所体现出的岩土工程勘察方法、岩土工程分析评价体系及地基处理方案，可以做为类似工程的有益参考。

参考文献

[1]钱家欢，殷宗泽.土工原理与计算[M].2版.北京：中国水利水电出版社，1996.

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