砂卵石做地基承載力狀況分析

雍明全 李林

摘 要：水利工程施工中經常遇到砂卵石地基，如何更好地處理和利用砂卵石基礎， 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，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。同時，引航道采用重力式混凝土結構，自重較大，其地基基礎會產生較大幅度的沉降。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行分析，研究砂卵石做地基基礎的可行性及處理方法。

關鍵詞：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，為航電綜合開發(fā)項目，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、粉質粘土（階地上部物質）和砂卵礫石組成，以砂卵礫石為主。其中上、下引航道基礎置于稍密～中密結構的砂卵礫石層上。中密結構的砂卵礫石，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。設計擬挖除覆蓋層將基礎置于弱風化細砂巖上。弱風化細砂巖裂隙不甚發(fā)育，巖體較完整，巖石濕抗壓強度Rw=20～25MPa，變形模量E0=2～3GPa，允許承載力[R]=1.0～1.5MPa，能滿足引航道內外導墻基礎承載變形要求。建基巖體軟弱夾層不發(fā)育，主要表現為粘土巖條帶或疏松砂巖之巖性軟弱型夾層，分布隨機、斷續(xù)，不構成連續(xù)完整的滑移面，對導墻基礎抗滑穩(wěn)定不起控制作用，基礎抗滑穩(wěn)定主要受控于混凝土與基礎接觸面。

一、實際情況

由于前期地質勘探工具手段的限制，往往和實際情況存在部分差異，在實際工程施工中，沙溪工程左岸船閘及上、下引航道施工開挖至建基面以后，揭露的工程地質條件與前期的工程地質結論基本吻合，但砂卵石層中地下水含水不豐，透水性比原設計透水性弱，水文地質條件變好，有利于施工降水及施工開挖。根據開挖收集的地質資料，將河床覆蓋層劃分為兩大層：上部一層為粉土及粉質粘土層，厚約10m。臨時開挖坡比1∶1較陡，開挖土質邊坡局部垮塌；中下部二層為砂卵礫石層，厚約10m。結構密實程度不均一，動力觸探查明：土體結構由疏松、稍密及中密組成，層內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%，細粒含量較高，故砂卵石層透水性一般較弱。

通過動力觸探孔檢測表明，上、下引航道砂卵石地基，大部分地基結構密實程度達到中密～密實，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粒含量較高，且受施工開挖擾動及地下水影響，承載能力有所降低。應采取夯實或換填處理措施。

二、問題分析

根據實際進行的動力觸探結果，針對沙溪船閘上下引航道基礎揭露的地質情況，具體分解如下：

1）船閘的上、下引航道建于砂卵石層上，由于土體結構密實程度不均一，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，應合理設置施工縫，以適應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，地基經檢測：砂卵石地基表面0～1.7m厚，土體結構疏松～稍密，N120=2～6擊；土體細粒含量較高，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，應加強表層地基處理。可以采用夯實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厚土體結構疏松～稍密，N120=2～6擊；土中細粒含量較高，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，應進行地基加固處理。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、結語

在實際施工過程中，采取的主要方法是部分清除、固結灌漿、振沖碎石樁、高壓旋噴樁等方式，對砂卵石地基進行處理，提高砂卵石材料的強度及其承載力，從而降低地基不均勻沉降現象。同時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，要根據河床覆蓋層開挖后具體砂石顆粒含量情況進行考慮，對于臨時土質邊坡較陡，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坡進行加固。對砂卵石地基細粒含量較高，且受施工開挖擾動及地下水影響，承載能力有所降低。應采取夯實或換填處理措施。灌漿加固處理措施及開挖邊坡的護坡措施。

參考文獻：

[1] 黃焰，李一之.卵石地基高層建筑基礎設計及地基處理研究.湖南水電科普論壇，2007.

[2] 向賢禮.砂卵石地基的勘測方法與承載力研究.中南大學，2005.

[3] 喬飛.卵石地基的勘測方法及承載力分析.山西建筑，2014.

[4] 黃志強，胡書禮，任鴻飛，吳建軍.砂卵石換填地基在洛南新區(qū)高層建筑中的應用.探礦工程，2008-1.