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【摘要】通过山东黄河堤防加固工程大规模的开展,笔者经过近几年对大量筑堤土料的勘察工作总结,提出勘察工作中体会和应注意的问题,以提高堤防工程筑堤土料场的勘察。
【关键词】防洪工程 筑堤土料 勘察
中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:
1. 勘察的技术要求。
山东黄河大堤防洪工程是一级堤防工程,目前的堤防加固均涉及到大量的土方工程,按行业标准《堤防工程地质勘察规程》第六章规定,对新建堤防,不同设计阶段勘察精度应按现行的《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》执行,对加固堤防筑堤土料勘察可一次性初查或详查。并针对堤防工程特点,对不同类别的土料场的勘察精度做了具体规定。
1.1勘察的内容
(1)土场位置:查明土场所在的行政区位置,临背河地点和对应大堤桩号,调查土场道路,查明上堤辅道及对应大堤桩号,调查土料场中心距大堤的垂直距离,进行土场平面位置测绘和现场勘探。
(2)详细查明土场的土层结构和岩性,上覆无用层厚度和性质,有用层的储量、质量、地下水位和开采条件等。
(3)储量不少于设计的2.0倍。
(4)勘察储量误差不超过15%。
1.2勘察点布设及勘探方法。
(1)勘探网(点)的布设应根据土场实际情况布设,一般间距为100米。
(2)勘探方法应采用现场踏勘结合麻花钻和坑探的方法进行。
作者简介:李方才(1963- ),男,山东济南人,高级工程师,主要从事水利、公路工程的勘察和检测工作。
李祥(1965- ),男,山东济南人,高级工程师,主要从事水利、公路工程的施工和管理工作。
(3)勘探点描述:土层名称,颜色 ,结构,成份,湿度,可塑性,地下水位,开挖难度等。
1.3取样与试验
(1)取样组数宜为每万方土取一样,每土场不少于5组。
(2)取样位置应在土场范围内均匀布置,并以麻花钻与坑探相结合,以能够控制整个土场岩性为原则。
(3)取样方法采用探坑取样,每次分层提取,混合土样。
(4)取样数量为每一土样不少于25kg。
(5)试验项目为:天然含水量、颗分、液塑限、击实试验、击实后剪切、压缩、渗透试验
1.4土料的要求
依据《堤防工程设计规范》(GB50286一98)之6.2条中有“均质土堤宜选用亚粘土,粘粒含量宜为15%~30%,塑性指数宜为10~20”。从山东黄河的情况来看,达到这一条非常困难也不现实,根据土质情况及多年的工程经验,采用粘粒含量3%为标准,大于3%的土料可作为筑堤土料。且根据压实度0.94要求,土场土料筑堤时控制干密度应大于1.50g/cm3。
2.筑堤土料场勘察中的经验及建议
2.1筑堤土料场的一些特点
山东黄河防洪工程需用大量的筑堤土料,如此大量的土料,只能就地就近选择土料,几乎所有的筑堤土料场都位于临河的滩地内,而滩地多为耕地,为了便于复耕,各土料场的取土深度一般不超过1.2米。
黃河临河滩地内地表土层,受来水、漫滩、地形,大堤条件等诸因素的影响,一般沉积黄河临河滩地内地表土层的土类以粉质砂壤土、粉质轻壤土(属粉质少粘性土类)为主,其特点是粘粒含量,少粉粒含量多。壤土及粘土(尤其是粘土)仅在特定的来水、地形条件下沉积于局部区域,由于沉积环静的影响,在沉积的粉质少粘性土类中,往往局部夹有未风化粘土和壤土等,这类土的沉积年限较近,呈软塑或淤泥状。一般来说,黄河临河滩地内沉积的表层土的粒度成分与距主河槽的距离有关,粒度组成随着该区域离主河槽的横向距离的增加而变细,主要表现在粉粒含量的增加。
经大量土料场土料的试验分析,黄河临河滩地内粉质少粘性土主要由0.074~0.05,0.05~0.005,小于0.005mm的颗粒组成,三个粒组一般各占20%,70%,10%;粉质少粘性土的液限一般在27.1%~31.6%,平均为28.8%,塑限一般在18.6%~21.9%,平均为20.4%,塑性指数一般在7.5~11.8,平均为8.7。
筑堤土料的击实特性:采用国际规定的轻型击实仪进行的大量击实试验表明,最大干密度一般为1.58 g/cm3~1.65 g/cm3,平均为1.62 g/cm3,最优含水量一般为17.5%~20.0%,平均为18.8%,最优含水量一般比塑限含水量小0~4%,平均约小1.6%。
控制干密度条件下的一些物理力学指标:在满足筑堤压实度Pds=0.94时,筑堤的控制干密度一般为1.52 g/cm3,土料的含水量宜控制在最优含水量ωop±3%的范围内,以此标准制备土样,得出筑堤土的一些物理力学性质:饱和固结快剪强度参数,凝聚力CBcq一般为19~39KPa,平均为26.7 KPa,内摩擦角φBcq一般为22.9~28.7度,平均为25.1度;渗透系数k20一般为4.6×10-6~4.2×10-5cm/s,平均为1.85×10-5 cm/s。
2.2勘察的重点及应注意的一些问题
在勘察工作中,应严格按照规程,仔细确定土场的位置、属地、面积、地下水位,土场中心距大堤的垂直距离,运输条件(上堤辅道的数量、位置),土场的储量,有用层,无用层的厚度分布,及土质的评价。对于土质差别较大的土场可根据土质的不同进行分区,分别进行统计和计算,以便能更好的评价土料的质量。
在选定的土料场内,应重点注意淤泥质壤土及粘土块检测,必须剔除或弃用未风化的淤泥质壤土及粘土,因未风化的淤泥质壤土及粘土上堤后,不但难以压实,而且易形成干缩裂隙,对大堤的稳定性极为不利。同时也应注意对植物根系及腐植物检测,特别是河口地区的芦苇、荆棘等根系埋藏较深且含量较多的植物,应剔除或弃用;对于该地区存在的盐渍土等不良土料,不宜作为堤防填筑材料,如采用时,必须采取措施保证填筑质量。
2.3建议
对于山东黄河防洪工程筑堤土料场勘察,笔者建议:
(1)土料场的选定应与有关部门协商,就近开采,尽量不占用或少占用耕地,在堤基安全保护范围之外取土。
(2)土料场的选定开采,不能影响其堤基和堤身稳定。
(3)由于土料场的开采,未能留下保护层,其结果虽然是保住了堤防,但也会造成大片农田被破坏,不易复耕,可能产生砂化,使未来就有限的土地人为的减少,所以开采时应留下一定厚度的可植层以备复耕。
(4)河道内采取土料应尽量在主河槽内,且开挖深度高差不宜过大,在河道弯曲和狭窄段不宜取土。
(5)筑堤土料场的开采由于基本上是顺堤防平行分布,其开采后,场区地势较低,在洪水其间可能影响河水流态,引起顺堤行洪等新问题,应予以关注。
3.结语
以上通过对山东黄河防洪工程筑堤土料工程地质勘察工作总结,并根据笔者的认识和对有关规程规范的理解,提出了的一些看法和建议,供同行和专家讨论参考。
参考文献
1.《堤防工程地质勘察规程》SL188-2005,中国水利水电出版社,2005。
2.《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99,中国计划出版社,1999。
3.《堤防工程设计规范》GB50286一98,中国计划出版社,1997。
4.《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》SL251-2000,中国水利水电出版社,2000。
【关键词】防洪工程 筑堤土料 勘察
中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:
1. 勘察的技术要求。
山东黄河大堤防洪工程是一级堤防工程,目前的堤防加固均涉及到大量的土方工程,按行业标准《堤防工程地质勘察规程》第六章规定,对新建堤防,不同设计阶段勘察精度应按现行的《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》执行,对加固堤防筑堤土料勘察可一次性初查或详查。并针对堤防工程特点,对不同类别的土料场的勘察精度做了具体规定。
1.1勘察的内容
(1)土场位置:查明土场所在的行政区位置,临背河地点和对应大堤桩号,调查土场道路,查明上堤辅道及对应大堤桩号,调查土料场中心距大堤的垂直距离,进行土场平面位置测绘和现场勘探。
(2)详细查明土场的土层结构和岩性,上覆无用层厚度和性质,有用层的储量、质量、地下水位和开采条件等。
(3)储量不少于设计的2.0倍。
(4)勘察储量误差不超过15%。
1.2勘察点布设及勘探方法。
(1)勘探网(点)的布设应根据土场实际情况布设,一般间距为100米。
(2)勘探方法应采用现场踏勘结合麻花钻和坑探的方法进行。
作者简介:李方才(1963- ),男,山东济南人,高级工程师,主要从事水利、公路工程的勘察和检测工作。
李祥(1965- ),男,山东济南人,高级工程师,主要从事水利、公路工程的施工和管理工作。
(3)勘探点描述:土层名称,颜色 ,结构,成份,湿度,可塑性,地下水位,开挖难度等。
1.3取样与试验
(1)取样组数宜为每万方土取一样,每土场不少于5组。
(2)取样位置应在土场范围内均匀布置,并以麻花钻与坑探相结合,以能够控制整个土场岩性为原则。
(3)取样方法采用探坑取样,每次分层提取,混合土样。
(4)取样数量为每一土样不少于25kg。
(5)试验项目为:天然含水量、颗分、液塑限、击实试验、击实后剪切、压缩、渗透试验
1.4土料的要求
依据《堤防工程设计规范》(GB50286一98)之6.2条中有“均质土堤宜选用亚粘土,粘粒含量宜为15%~30%,塑性指数宜为10~20”。从山东黄河的情况来看,达到这一条非常困难也不现实,根据土质情况及多年的工程经验,采用粘粒含量3%为标准,大于3%的土料可作为筑堤土料。且根据压实度0.94要求,土场土料筑堤时控制干密度应大于1.50g/cm3。
2.筑堤土料场勘察中的经验及建议
2.1筑堤土料场的一些特点
山东黄河防洪工程需用大量的筑堤土料,如此大量的土料,只能就地就近选择土料,几乎所有的筑堤土料场都位于临河的滩地内,而滩地多为耕地,为了便于复耕,各土料场的取土深度一般不超过1.2米。
黃河临河滩地内地表土层,受来水、漫滩、地形,大堤条件等诸因素的影响,一般沉积黄河临河滩地内地表土层的土类以粉质砂壤土、粉质轻壤土(属粉质少粘性土类)为主,其特点是粘粒含量,少粉粒含量多。壤土及粘土(尤其是粘土)仅在特定的来水、地形条件下沉积于局部区域,由于沉积环静的影响,在沉积的粉质少粘性土类中,往往局部夹有未风化粘土和壤土等,这类土的沉积年限较近,呈软塑或淤泥状。一般来说,黄河临河滩地内沉积的表层土的粒度成分与距主河槽的距离有关,粒度组成随着该区域离主河槽的横向距离的增加而变细,主要表现在粉粒含量的增加。
经大量土料场土料的试验分析,黄河临河滩地内粉质少粘性土主要由0.074~0.05,0.05~0.005,小于0.005mm的颗粒组成,三个粒组一般各占20%,70%,10%;粉质少粘性土的液限一般在27.1%~31.6%,平均为28.8%,塑限一般在18.6%~21.9%,平均为20.4%,塑性指数一般在7.5~11.8,平均为8.7。
筑堤土料的击实特性:采用国际规定的轻型击实仪进行的大量击实试验表明,最大干密度一般为1.58 g/cm3~1.65 g/cm3,平均为1.62 g/cm3,最优含水量一般为17.5%~20.0%,平均为18.8%,最优含水量一般比塑限含水量小0~4%,平均约小1.6%。
控制干密度条件下的一些物理力学指标:在满足筑堤压实度Pds=0.94时,筑堤的控制干密度一般为1.52 g/cm3,土料的含水量宜控制在最优含水量ωop±3%的范围内,以此标准制备土样,得出筑堤土的一些物理力学性质:饱和固结快剪强度参数,凝聚力CBcq一般为19~39KPa,平均为26.7 KPa,内摩擦角φBcq一般为22.9~28.7度,平均为25.1度;渗透系数k20一般为4.6×10-6~4.2×10-5cm/s,平均为1.85×10-5 cm/s。
2.2勘察的重点及应注意的一些问题
在勘察工作中,应严格按照规程,仔细确定土场的位置、属地、面积、地下水位,土场中心距大堤的垂直距离,运输条件(上堤辅道的数量、位置),土场的储量,有用层,无用层的厚度分布,及土质的评价。对于土质差别较大的土场可根据土质的不同进行分区,分别进行统计和计算,以便能更好的评价土料的质量。
在选定的土料场内,应重点注意淤泥质壤土及粘土块检测,必须剔除或弃用未风化的淤泥质壤土及粘土,因未风化的淤泥质壤土及粘土上堤后,不但难以压实,而且易形成干缩裂隙,对大堤的稳定性极为不利。同时也应注意对植物根系及腐植物检测,特别是河口地区的芦苇、荆棘等根系埋藏较深且含量较多的植物,应剔除或弃用;对于该地区存在的盐渍土等不良土料,不宜作为堤防填筑材料,如采用时,必须采取措施保证填筑质量。
2.3建议
对于山东黄河防洪工程筑堤土料场勘察,笔者建议:
(1)土料场的选定应与有关部门协商,就近开采,尽量不占用或少占用耕地,在堤基安全保护范围之外取土。
(2)土料场的选定开采,不能影响其堤基和堤身稳定。
(3)由于土料场的开采,未能留下保护层,其结果虽然是保住了堤防,但也会造成大片农田被破坏,不易复耕,可能产生砂化,使未来就有限的土地人为的减少,所以开采时应留下一定厚度的可植层以备复耕。
(4)河道内采取土料应尽量在主河槽内,且开挖深度高差不宜过大,在河道弯曲和狭窄段不宜取土。
(5)筑堤土料场的开采由于基本上是顺堤防平行分布,其开采后,场区地势较低,在洪水其间可能影响河水流态,引起顺堤行洪等新问题,应予以关注。
3.结语
以上通过对山东黄河防洪工程筑堤土料工程地质勘察工作总结,并根据笔者的认识和对有关规程规范的理解,提出了的一些看法和建议,供同行和专家讨论参考。
参考文献
1.《堤防工程地质勘察规程》SL188-2005,中国水利水电出版社,2005。
2.《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99,中国计划出版社,1999。
3.《堤防工程设计规范》GB50286一98,中国计划出版社,1997。
4.《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》SL251-2000,中国水利水电出版社,2000。