强夯法在湿陷性黄土坝基处理中的应用

项 目区 出露 地层 主 要 有 元 古界 震 旦 系 （ Ｚ） 古 生 界 前 Ａｎ ，
寒 武 系 （ ｎ ） 奥 陶 系 （ ２ ）， 生 界 三迭 系 （ ３ ｙ 侏 罗 Ａｔ 、 ０ —３ 中 Ｔ ），
系 （ ） 白垩 系 （ ）， 生 界第 三 系 （ 和第 四系 （ Ｏ与 工 Ｊ、 Ｋ１ 新 Ｒ） Ｑ） 程 关 系 密切 的地层 为 第 四系 （ ） Ｑ 和第 三 系 （ 。 Ｒ）
１ 地 质 概 况
１ １ 区 域 地 质 ．
２ 强 夯 试 验
依据 坝 基覆 盖层 厚 度 ， 两 座 坝 采用 不 同 的强 夯处 理 方 对
兰 州 市 区地 处 祁 吕 贺 山字 型 构 造 体 系 前 弧 西 翼 与 河 西 系武 威 一兰 州构 造 带 的复 合 部 位 ， 同构 造 体 系 的相 互 干 扰 不
［ 摘 要 ］ 采用 强夯 法 对均 质土低 坝湿 陷性黄 土 地基 进行 处理 ， 有 施 工速 度 快 、 具 资金投 入 少等优 点 。强 夯试 验表 明 ， 自重湿 陷性 黄 土坝基 厚 １ ２ ｍ及 ８ｍ， 陷等级 Ｉ ～Ｉ 级 ， 度 中等一 严 重 ， 别采 用强 夯能级 ６ ０ Ｎ ・ 湿 Ｉ Ｉ Ｉ 程 分 ００Ｋ ｍ、
主要进 行坝 基 土的 物理力 学性 质试 验 ， 地 基处 理 后 的 效果 为
密实 。强夯 处理 后 ， 坝基 土 孔隙 比减小 ， 实度增 加 。 密
２ 压缩 系数 ａ。 ：原状 土压 缩 系数 一般 为 ０ １ ） 。 ： ． ． ８～
０ ５ ＭＰ ～ ， 中一高 压 缩 性 ； 心 处 压 缩 系 数 为 ０ ０ ．５ ａ 呈 夯 ． ３～ ０ ２ ａ 呈低一 中压 缩性 ， 中压 缩性 为 主 ； 夯 间 地基 ． ０ ＭＰ ～， 以 两 压 缩系 数为 ０ ０ ０ １ ａ 以 中压缩 性 为 主 ； 夯 间地 ． ６— ． ８ＭＰ ～， 三
或改 造 ， 使本 区构 造 形 迹 十分 复 杂 ， 大 构 造体 系 近平 行 排 两 列 的断 裂带 ， 兰 州市 区 分割 成 多个 隆起 和断 陷盆 地 。 将
案 ， 据设 计 要求 ， 工 前 分 别 选 取 坝基 沟底 中心 区进 行 强 根 施
夯试验。
２ １ 试 验参 数 ．
试夯 地 点均 选择 在 坝址 沟谷 中心 片区 ， 中 １ 坝强 夯 能 其 ＃
级 选 择 为 ６０ ０ Ｎ ・ 拍 平 夯 能级 ３ ０ Ｎ ・ 强 夯 设 备 ０ Ｋ ｍ， ００Ｋ ｍ， 选 用 ５ ｔ 支撑 强 夯 机 ， 锺 底 面为 圆形 ， 径 ２ ５ ｍ， 重 ０双 夯 直 ． 锺
根 据 工程 地质 勘察 资 料 ， ＃ １ 坝及 ２ 坝基 地 层有 第 四系素 ＃ 填 土 、 土状 粉 土及 第 三系 泥岩 、 岩 ， 黄 砂 分述 如 下 ： １ 素 填土 ： 布于 沟底 ， 厚 一般 为 ０ ２ ） 分 层 ． ０—０ ５ 主要 ． ０ｍ， 成 份为 冲填 粉 土 、 性土 ， 粘 混杂 少量植 物根 及砂 土 。 ２ 黄 土状 粉 土 ： 洪 积 成 因 ， 布 于 沟谷 底 部 。该 层 厚 ） 坡 分 度 由沟 脑至 沟 口逐 渐变厚 ， ＃ １ 坝址 处厚 １ ２ 坝 址 ８ ｍ， ２ ｍ， ＃ 其
甘 肃省 兰 州市 皋 兰县 中心乡 阴洼 沟 ， 目区距 兰州 市 １ ｍ， 项 ５ｋ
设计 服 务年 限 ２ ． ６ ７年 ， 总库 容 ２ ０万 ｍ 。工 程 主 要 由 １ 及 ９ ＃
２ 均质 土 坝 、 区 防 渗 工程 、 滤 液 收集 系统 、 洪 道 、 站 ＃ 库 渗 溢 泵
根 据天 然土 、 心 、 夯 间 及 三 夯 间 探 井 土 样 土 工 试 验 夯 两
数据 ， 对强夯 前后 处理 深 度 范 围 内地 基 土 的 孔 隙 比、 缩 性 压 及 湿 陷性 等主要 参数 进行 评 价 。
１ 孔 隙 比 ｅ ：自然 含 水 量 状 态 下 ， 状 土 孑 隙 比 为 ） 。 原 Ｌ ０ ７ ～０ ９ 呈 中密 一密 实 ， 中密 为 主 ； 心 处 孔 隙 比为 ． １ ．４， 以 夯 ０ ４ ０ ７ 呈 中密 一密 实 ， ． ８— ． ９， 以密 实 为 主 ； 夯 间 孔 隙 比为 两 ０ ６ ０ ８ 呈 中密 ； 夯 间 孔 隙 比为 ０ ６ ． ０～ ． ８， 三 ． ０～０ ８ 呈 中密 ． ４，
８ ７
第３ ３卷 第 ４期
地 下 水
２１ ０ １年 ７月
搭接 ， 每点 ２击 。
２ ３ 检 测数 据 ．
强夯 主夯 点均 按等 腰 三 角 形 布 置 ， 心 距 ５× ． 要 夯 ４ ５ｍ，
求 主夯 平 均 夯 沉 量 最 后 ２击 小 于 １ ｍ。坝 基 强 夯 处 理 要 ０ｃ
—
—
Ｊ
级 Ｉ ～Ｉ 级 ， Ｉ Ｉ Ｉ 程度 为 中等 ～严 重 ； 夯 处理 后 ， 心处 湿 陷系 强 夯
数 为 ０ ０ ０—０ ０ ４， 夯 间 处 为 ０ ０ ８～０ ０ ５， 夯 间 为 ．０ ．１ 两 ．０ ．１ 三
０ ０ ３～０ ０ ５， ．０ ． １ 坝基 黄土湿 陷性 消除 。
２ ， ０ｔ夯锺 落 距 １ １４锺 印搭 接 ， ５ ｍ， ／ 每点 ２击 。２ 坝 强 夯 能 ＃
级 选 择 为 ４０ ０Ｋ ・ 强夯 设备 选用 ２ 双 支撑强 夯机 ， ０ Ｎ ｍ， ５ｔ 夯 锺 底 面为 圆形 ， 直径 ２ ５ｍ， 重 为 ２ ， 锺 落距 １ ． 锺 ５ｔ夯 ６ ｍ。拍 平 夯 能级 ２０ ０ Ｋ ・ 锺 重 ２ ， ０ Ｎ ｍ， ０ ｔ夯锺 落 距 １ １ ４锺 印 ０ ｍ，／
一
基 土进行 湿 陷性试 验 检测 。试 验 区各 开 挖 探井 ４处 ， 即原 状 土 ｌ处 ， 心 １处 ， 夯 间 １处 ， 夯 两 三夯 间 １处 。１ 坝 区探 井深 ＃
１ ２｝ 区深 ８ｉ， ２ ｍ，｝ 坝 自终 夯 面下每 隔 １ｍ取 土样 各 １组 。 ｎ
对 土样 进行 常规 土 工 试 验 ， 价处 理 后 坝 基 处 理 效 果 。 评
为 浅 桔红 色 及 锈 黄 色 泥 岩 、 砾 岩 互 层 ， 部 为 灰绿 色 砂 质 砂 底
［ 收稿 日期 ］ ２ １ ０ １—０ ４—１ ４ ［ 作者 简 介 ］ 王 子 朝 （ ９ ６一） 男 ， 南新 乡人 ， １７ ， 河 工程 师 ， 主要从 事 防洪及 河 道治 理设 计 。
［ 图分类 号 ］ Ｔ ６ １ ２ 中 Ｖ ４ ．
［ 献标 识码 ］ Ｂ 文
［ 文章编 号 ］ １ ０ ０ ４—１ ８ ２ １ ） ４— ０ ７—０ １ ４（０ １ ０ ０ ８ ２
砾 岩 或砂 岩 ， 度 大于 １ ０ｍ。 厚 ０
１ ２ 坝 基 地 层 及 岩 性 ．
中石 油 兰州 石 化 公 司 阴洼 沟 固体 废 物填 埋 场 工 程 位 于
强 夯 等方 法进 行 处理 ， 过论 证 也 可采 用 预 先 浸 水 的方 法 处 经 理 。考 虑 到 坝 基 覆 盖 层 较 厚 ， 除 或 翻 压 土 方 量 达 ２ ． ５ 挖 ４ １ 万 ｍ ， 工程 量 巨 大 ， 浸 水 法 施 工周 期 又 太 长 ， 工 程 拟 采 而 本 用 强夯 法对 坝基 进行 处 理 ， 消除地 基 湿 陷性 。
５ｍ， 内外 边坡 １ ２ ２ ， 型为 均质 土低 坝 。 ：． ５ 坝 根据 地 质勘 察 资料 ， ｝ １｝ 坝及 ２ 坝 坝 基 均为 黄 土 ， 中 １｝ ＃ 其 ｝
成 份主 要 为沟 谷两 侧 山体 黄土 及 出露 的第 三 系 泥 岩 、 岩 残 砂
积 土经 水流 作用 堆 积而成 。该 层 呈黄 褐 色一红 褐 色 ， 质较 土 均匀 ， 隙较 发育 ， 塑一硬 塑 ， 密一 中密 。 孔 可 稍 ３ 泥 岩 、 岩 ： 第 三 系地 层 ， 布 于 整 个 场 地 ， 场地 ） 砂 属 分 为 地 层 的 基底 。 １ 坝 址处埋 深 为 １ ２｝ ｝ ｝ ２ｍ，｝ 坝址 为 ８ｍ。该层 为 泥岩 夹 砂岩 或 泥岩 、 岩 互 层 ， 红一 褐红 色 ， 砂 砖 泥质 或 砂 状结 构 ， 状 或块 状 构 造 ， 质 、 质 胶 结 ， 部 夹砾 岩 。强一 中 层 泥 钙 局
对 １ 坝及 ２ 坝 坝基强 夯试 验 土工试 验见 表 １ ＃ ＃ 。
２ ４ 检 测 结 果 ．
求： ①有 效处 理 深度 １ 坝基 大于 １ ２ 坝基 大 于 ８ ② 有 ＃ ２ｍ，＃ ｍ；
效处 理深 度 范 围内湿 陷性 消除 。
２ ２ 检 测 内容及 方法 ． 采用 探 井取 土 样 ， 强 夯 处 理 后夯 心 及 两 夯 、 夯 间坝 对 三
风化 。
坝 覆 盖层 厚度 为 １ ２ 坝 为 ８ｍ， 属 自重 湿 陷性 黄 土 地 ２ ｍ， ＃ 均 基 ， 陷等 级 Ｉ～Ｉ 级 ， 度 为 中等 ～严重 。根 据 规 范要 求 ， 湿 Ｉ Ｉ Ｉ 程 湿 陷性 黄 土 可用 于 均质 土 低 坝 坝 基 ， 需 采 用 挖 除 、 压 或 但 翻
第 四 系 （ 冲积 、 积 物 ， Ｑ） 洪 岩性 主要 为 黄 土 状 粉 土 、 粘性 土 及 砂砾 卵 石 ， 度 几 米 至 数 百 米 。下 伏 第 三 系 （ ， 性 厚 Ｒ） 岩
２ ｔ夯 锺落 距 ２ ９， １ｍ。拍平 夯 能级采 用 ３ ０ Ｎ Ｋ ・ 锺 重 ０ ０ Ｋ Ｎ ｍ，
基 压缩 系数 为 ０ ０ ．６～０ ２ ａ ， 低 ～中压缩性 。强 夯 处 ． ０ＭＰ ～ 呈 理 后 ， 基土 压缩 性减 小 。 坝
对 比提 供依 据 。 试 夯位 置 及探 坑点 位详 见图 １ 。
一
１
３ 湿 陷 性 ： ２ ０ Ｋ ａ压 力 下 ， 状 土 湿 陷 系 数 为 ） 在 ０ Ｐ 原 ０ ０ ２～０ １ ７， ．３ ． １ 大于 ０ ０ ５， 自重 湿 陷性 黄 土 地 基 ， 陷 等 ．１ 属 湿
０ １年 第 ４期 第２３卷 ７月 ３１
地下水
Ｇｒ ｕ ｄ ｗａ ｅ ｏ ｎ ｔｒ
Ｊ １ ２ １ ｕ．，０ １
Ｖｏ ． 黄 土 坝 基 处 理 中 的应 用
王 子 朝
（ 西省 水利 电力 勘 测设计 研究 院 ， 西 西 安 ７ ０ ０ ） 陕 陕 １ ０ １
拍 平 夯 能 级 ３０ ０ Ｋ ・ｍ 及 强 夯 能 级 ４ ０ Ｎ ・ 拍 平 夯 能 级 ２ ０ Ｎ ・ 主 夯 夯 心 距 ５× ． 拍 平 夯 １４搭 ０ Ｎ ０ ０Ｋ ｍ、 ０ ０Ｋ ｍ， ４ ５ｍ， ／
接 的工 艺施 工 ， 能够 完全 消 除黄 土 湿陷性 。 ［ 关键 词 】 湿陷性 黄 土 ； 坝基 ； 强夯 法 ； 用 应
图 １ 试 夯 平面布 置 图 表 １ １ 坝 及 ２ 坝 坝基 强夯 试验 土 工试验 报告 撑 ＃
３ 结 论 与建 议
根据 强夯 试验 ，＃ １ 坝坝基 强夯 能级选 择 为 ６０ ０ Ｋ ０ Ｎ・ｍ， 拍平 夯 能 级 ３ ０ Ｎ ・ｍ； 坝 强 夯 能 级 选 择 为 ４ ０ ０ ０ ０Ｋ ２＃ ０
及场 区 附属 工 程等 部 分 组 成 。其 中 １ 坝 坝 址 位 于 阴 洼 沟 沟 ＃
口， 计 坝高 ２ ． 坝 长 ２ ０Ｉ；＃ 设 ６ ０ ｍ， ３ ｌ２ 坝位 于 １｝ ｌ ｝ 坝上 游 ２ ０ ｍ ５
沟道 左侧 缺 口 ， 计 坝 高 ２ 坝 长 １ ５ ｍ。土 坝顶 宽 均 为 设 ６ ｍ， １