砂卵石做地基承载力状况分析

雍明全 李林

摘 要：水利工程施工中经常遇到砂卵石地基，如何更好地处理和利用砂卵石基础， 研究砂卵石做地基的可行性十分必要。砂卵石具有透水性、不均匀性、压缩特性等性质，对于工程安全的影响较为不利。由于可供选择的地形限制，为了合理利用水能资源，降低投资，沙溪航电工程船闸引航道采用在砂卵石上做基础。同时，引航道采用重力式混凝土结构，自重较大，其地基基础会产生较大幅度的沉降。上、下游的地基还可能发生较大的不均匀竖向沉降。通过对沙溪航电工程船闸引航道砂卵石地基情况，对砂卵石做地基承载力状况进行分析，研究砂卵石做地基基础的可行性及处理方法。

关键词：砂卵石；地基承载力；问题分析

沙溪航电工程位于四川省阆中市境内，为航电综合开发项目，距县城5km。通航建筑物位于左岸，靠岸边布置，由上、下游引航道，上、下闸首和闸室组成。除上引航道前端阶地外，其余建筑物所通过位置皆为河床漫滩。通过前期地质钻孔揭示，通航建筑物通过部位为河谷深槽，覆盖层厚10～22m，由粉砂土、粉质粘土（阶地上部物质）和砂卵砾石组成，以砂卵砾石为主。其中上、下引航道基础置于稍密～中密结构的砂卵砾石层上。中密结构的砂卵砾石，允许承载力0.4～0.6MPa，变形模量35～40MPa，承载变形满足地基要求。设计拟挖除覆盖层将基础置于弱风化细砂岩上。弱风化细砂岩裂隙不甚发育，岩体较完整，岩石湿抗压强度Rw=20～25MPa，变形模量E0=2～3GPa，允许承载力[R]=1.0～1.5MPa，能满足引航道内外导墙基础承载变形要求。建基岩体软弱夹层不发育，主要表现为粘土岩条带或疏松砂岩之岩性软弱型夹层，分布随机、断续，不构成连续完整的滑移面，对导墙基础抗滑稳定不起控制作用，基础抗滑稳定主要受控于混凝土与基础接触面。

一、实际情况

由于前期地质勘探工具手段的限制，往往和实际情况存在部分差异，在实际工程施工中，沙溪工程左岸船闸及上、下引航道施工开挖至建基面以后，揭露的工程地质条件与前期的工程地质结论基本吻合，但砂卵石层中地下水含水不丰，透水性比原设计透水性弱，水文地质条件变好，有利于施工降水及施工开挖。根据开挖收集的地质资料，将河床覆盖层划分为两大层：上部一层为粉土及粉质粘土层，厚约10m。临时开挖坡比1∶1较陡，开挖土质边坡局部垮塌；中下部二层为砂卵砾石层，厚约10m。结构密实程度不均一，动力触探查明：土体结构由疏松、稍密及中密组成，层内不同高程上局部分布有含砾砂层透镜体，砂卵石层骨架颗粒直径3～10cm，百分含量占50～70%，填料<5mm的百分含量占30～50%，细粒含量较高，故砂卵石层透水性一般较弱。

通过动力触探孔检测表明，上、下引航道砂卵石地基，大部分地基结构密实程度达到中密～密实，基本能满足承载与变形要求。建基面附近少部分砂卵石地基细粒含量较高，且受施工开挖扰动及地下水影响，承载能力有所降低。应采取夯实或换填处理措施。

二、问题分析

根据实际进行的动力触探结果，针对沙溪船闸上下引航道基础揭露的地质情况，具体分解如下：

1）船闸的上、下引航道建于砂卵石层上，由于土体结构密实程度不均一，地基存在不均一沉降问题；下阶段上、下引航道及边墙砼浇筑施工，应合理设置施工缝，以适应地基的不均一沉降变形。

2）上引航道船0-012～船0-105.0，段长93m，地基经检测：砂卵石地基表面0～1.7m厚，土体结构疏松～稍密，N120=2～6击；土体细粒含量较高，承载力相对较低，允许承载力[R]=240Kpa，变形模量E0=21Mpa。不能完全满足地基承载与变形方面的要求，应加强表层地基处理。可以采用夯实或局部片石砼换填处理措施，换填尝试。

3）下引航道船0+308.50～船0+448.00，段长139.50m。地基检测：0～2.3m厚土体结构疏松～稍密，N120=2～6击；土中细粒含量较高，承载力较低，[R]=240Kpa，变形模量E0=21Mpa。不能完全满足地基承载与变形要求，应进行地基加固处理。可以采用片石砼换填处理措施，换填一定深度。对局部换填深度较大，可采用灌浆加固处理措施。如船0+398.50～船0+448.00段。深度4.10～5.31m，分布一软卧层，换填困难，可以采用灌浆加固处理。

三、结语

在实际施工过程中，采取的主要方法是部分清除、固结灌浆、振冲碎石桩、高压旋喷桩等方式，对砂卵石地基进行处理，提高砂卵石材料的强度及其承载力，从而降低地基不均匀沉降现象。同时还能够有效的将地基渗漏情况减小，防止砂卵石地基发生震动液化的情况。

通过沙溪枢纽船闸上、下引航道开挖揭示地基情况说明，砂卵石作为地基要考虑地基承载情况，要根据河床覆盖层开挖后具体砂石颗粒含量情况进行考虑，对于临时土质边坡较陡，稳定性较差，尤其在雨季浸水后易垮塌的地方，最好采用坡面喷射混凝土护坡进行加固。对砂卵石地基细粒含量较高，且受施工开挖扰动及地下水影响，承载能力有所降低。应采取夯实或换填处理措施。灌浆加固处理措施及开挖边坡的护坡措施。

参考文献：

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[4] 黄志强，胡书礼，任鸿飞，吴建军.砂卵石换填地基在洛南新区高层建筑中的应用.探矿工程，2008-1.