東城水庫壩基不良地質(zhì)條件處理方法

孔登鋒，任宇龍

( 黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱150080)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源短缺問題日趨突出，為更好地合理的利用水資源，某些水利工程有時(shí)需要在不良的地基上建設(shè)水利工程，但不良地基直接影響著水工建筑物的安全，只有對其進(jìn)行可靠的處理后，才能確保水利工程的安全運(yùn)行。對于水利水電工程建筑物來說，不良地基對建筑物的影響主要表現(xiàn)在基礎(chǔ)的沉陷量過大或不均勻性，基礎(chǔ)滲漏量或水力坡降超過容許值，地質(zhì)條件差，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)小于設(shè)計(jì)規(guī)定值。

1 工程概況

東城水庫位于大慶市境內(nèi)，主要功能是城市供水、農(nóng)業(yè)灌溉及改善生態(tài)環(huán)境等。工程區(qū)位于大慶水庫下游、紅旗水庫上游的低洼地帶，通過紅旗干渠引水，引渠長1.086 km。下游泄入東二排干，泄水渠長0.7 km。水庫設(shè)計(jì)壩長約18.09 km，壩頂高程151.40 m，壩高一般4 ～6 m，最高可達(dá)8 m，正常蓄水位148.76 m，正常蓄水位以下庫容0.645 ×108m3，為中型水庫。

2 地質(zhì)概況

工程區(qū)的地貌單元主要為低平原，局部發(fā)育閉流洼地、風(fēng)積砂崗。沿壩線地勢較平坦，高程一般在144.94 ～148.53 m。

地層主要有第四系全新統(tǒng)風(fēng)積層( eolQ4) 、第四系上更新統(tǒng)沖積、沼積層( al+hQ3) 及第四系上更新統(tǒng)湖積層( lQ3)組成，巖性主要為:

粉土質(zhì)細(xì)砂及含砂低液限粉土組成: 黃色－ 黑色，稍濕，中密。分布于壩線樁號3 +850－4 +200 段風(fēng)積砂崗的上部。

含砂低液限黏土、低液限黏土、含細(xì)粒土細(xì)砂等組成:主要分布于庫區(qū)南部閉流洼地表層，其中壩線樁號4 +980－5 +790 段及6 +930－9 +930 段含砂低液限黏土層為灰黑色～灰黃色，松軟，沼澤堆積特征明顯，上部1.00 m左右含大量植物根系及腐爛根徑，局部可見灰色軟塑狀低液限黏土透鏡體。

含細(xì)粒土細(xì)砂、低液限黏土、有機(jī)質(zhì)低液限黏土組成，壩線樁號2 +480－2 +580、3 +880－3 +980、4 +480－4 +680 分布有機(jī)質(zhì)低液限黏土，灰色，軟塑－可塑，厚度0.50 ～1.20 m。

壩址區(qū)第四系松散層厚度達(dá)百米以上，基底構(gòu)造對壩體穩(wěn)定無影響。

壩址區(qū)揭示的地下水類型主要為第四系孔隙潛水及微孔隙潛水。

第四系孔隙潛水含水層主要由上更新統(tǒng)含細(xì)粒土細(xì)砂、粉土質(zhì)細(xì)砂，少量賦存于第四系風(fēng)積含細(xì)粒土細(xì)砂層中。含水層厚度一般為2 ～5 m，水位埋深多＜3 m，在東側(cè)砂崗處則＞10 m。

壩址北側(cè)、西側(cè)、南側(cè)壩基表層巖性主要為低液限黏土，地下水以第四系微孔隙水為主，地下水部分地段具有微承壓性，承壓水頭一般2 ～3 m。地下水以降水入滲補(bǔ)給為主，由于受地形影響，地表徑流遲緩，排泄主要為蒸發(fā)，次為人工開采。

3 壩基工程地質(zhì)條件

在壩線樁號4 +980－5 +790、6 +930－9 +930 段表層分布的沖積、沼積的灰黑色～灰黃色低液限黏土，松軟沼澤堆積特征明顯，根據(jù)勘察期間觀測，上部1.00 m左右含大量植物根系及腐爛根徑，局部可見灰色軟塑狀低液限黏土，在壩線樁號2 +480－2 +580、3 +880－3 +980、4 +480－4 +680、15 +030－15 +340 段下部分布有有機(jī)質(zhì)低液限黏土，工程地質(zhì)條件稍差;在壩線樁號5 +510－6 +050、7 +760－7 +960 段壩基底部分布有低液限黏土與細(xì)砂層互層，工程地質(zhì)條件稍差。壩址其它段未見不良土體，壩基抗滑穩(wěn)定性較好。

4 存在不良地質(zhì)條件

由于壩址區(qū)位于松嫩平原，局部發(fā)育閉流洼地，松軟沼澤堆積特征明顯，工程施工中發(fā)現(xiàn)壩基地基土主要存在以下兩種不良地質(zhì)情況。

4.1 淤泥質(zhì)軟土

壩線樁號7 +378.7 ～7 +608.7 段見有淤泥質(zhì)軟土，為軟弱層，主要由淤泥質(zhì)土及少量泥碳組成，厚度0.50 ～1.20 m，其天然含水量高，抗剪強(qiáng)度極低、承載力低、呈軟塑及流塑狀態(tài)，易產(chǎn)生高壓縮變形、側(cè)向滑移或擠出，嚴(yán)重威脅大壩安全與穩(wěn)定，工程地質(zhì)條件較差。

4.2 厚層有機(jī)質(zhì)土

壩線樁號1 +928 ～3 +315、4 +747 ～4 +954、5 +119 ～5 +282 及5 +508 ～5 +750 段為葦塘地，地基土巖性為低液限黏土，厚度2.50 m左右，濕，可塑，其上部富含有機(jī)質(zhì)( 主要為植物根系及蘆葦腐爛根徑) ，為軟弱層，地基土承載力低，抗剪強(qiáng)度低，較軟，基礎(chǔ)抗滑抗?jié)B穩(wěn)定性差，對壩基安全與穩(wěn)定產(chǎn)生一定影響，工程地質(zhì)條件較差。

5 工程處理方法

淤泥質(zhì)軟土:原設(shè)計(jì)壩基建基面清基寬度為80 m，清基厚度為0.30 m。在壩線樁號7 +378.7－7 +608.7 段對表層厚度0.5 ～1.2 m的軟土層進(jìn)行開挖清除，至下部工程地質(zhì)條件較好地層。

厚層有機(jī)質(zhì)土:工程施工中該段土層上部1.50m 左右處仍含有植物根系，如果完全清除會(huì)增加工程造價(jià)及破壞原始地基結(jié)構(gòu)，給工程造成不良影響。因此對樁號1 +928－3+315、4 +747－4 +954、5 +119－5 +282 及5 +508－5 +750段沿壩軸線挖寬4.0 m，深2.0 m槽后，填筑黏性土碾壓，使其密度滿足工程需要，即對地基土進(jìn)行加固處理，又起到了很好的防滲效果，見圖1。

圖1 挖深槽填筑黏性土示意圖

6 結(jié) 語

在水利工程建設(shè)中不良的地基基礎(chǔ)是經(jīng)常遇到的，其處理的方法有很多，但由于不同建筑物對地基基礎(chǔ)的要求不同，而且各種不良地質(zhì)因素對不同建筑物的影響程度也有很大的區(qū)別，因此處理的方法自然也不一樣。這里需要注意的是，各種處理方法都有其局限性，要根據(jù)具體工程綜合考慮，優(yōu)先選用適合于本工程具體條件、便于就地取材、技術(shù)上可靠、經(jīng)濟(jì)上合理、又能滿足施工進(jìn)度要求的基礎(chǔ)處理方法。

［1］工程地質(zhì)手冊編寫委員會(huì). 工程地質(zhì)手冊:第三版［S］. 北京:中國建筑工業(yè)出版社，1992.

［2］黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院. 大慶市城市供水水源工程地質(zhì)勘察報(bào)告［R］. 哈爾濱: 黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，2008.