南水北調(diào)中線工程總干渠邯邢段渠道特殊地基處理技術(shù)

□楊松 姚慧敏

南水北調(diào)中線工程總干渠邯邢段渠道特殊地基處理技術(shù)

□楊松 姚慧敏

南水北調(diào)中線工程總干渠邯邢段渠道地質(zhì)情況復(fù)雜，存在膨脹土（巖）、濕陷性土及飽和砂土等特殊地質(zhì)渠段，需要采取特定的地基處理措施保證渠道安全。按照不同地基的特性，膨脹土（巖）地基采取換填黏性土方案進(jìn)行處理，濕陷性黃土地基采取強(qiáng)夯、土擠密樁及翻壓方案進(jìn)行處理，飽和砂土地基采取等能量夯擴(kuò)擠密碎石樁技術(shù)進(jìn)行處理。根據(jù)埋設(shè)的長(zhǎng)期觀測(cè)儀器監(jiān)測(cè)通水?dāng)?shù)據(jù)顯示，總干渠渠道運(yùn)行正常。

地基處理；膨脹土（巖）；濕陷性土；飽和砂土

南水北調(diào)中線工程總干渠邯邢段以冀豫交界處的漳河北為起點(diǎn)，沿京廣鐵路西側(cè)的太行山東麓自南向北，經(jīng)過(guò)河北省邯鄲、邢臺(tái)兩市及所屬8個(gè)縣（市），至邢臺(tái)石家莊交界的梁村為止，總長(zhǎng)度172.751km，其中，渠道長(zhǎng)162.107km，建筑物長(zhǎng)10.644km。本段渠線較長(zhǎng)，地層巖性變化較大，經(jīng)過(guò)膨脹性土（巖）、濕陷性土及飽和砂土等特殊地質(zhì)渠段，需要特定的基礎(chǔ)處理措施，以確保渠道的運(yùn)行安全。

1.渠道及特殊地質(zhì)渠段情況

總干渠邯邢段渠道設(shè)計(jì)橫斷面為梯形斷面，渠道設(shè)計(jì)底寬為13.0m～26.5m，設(shè)計(jì)邊坡1∶0.3～1∶3.5，設(shè)計(jì)水深6m，渠道縱坡為1/28000～1/15720。按不同地形條件，分全挖、全填和半挖半填3種情況。

膨脹土（巖）主要分布在邯鄲（樁號(hào)10+650～68+315）和邢臺(tái)（樁號(hào)109+ 798～123+049）的部分渠段。在勘探深度范圍內(nèi)，強(qiáng)膨脹土（巖）分布長(zhǎng)度3.65km，中等膨脹土（巖）20.705km，弱膨脹土（巖）17.655km。

濕陷性土主要分布在邯鄲（樁號(hào)15+241～16+741、66+747～69+762，74+ 105～76+210）和邢臺(tái)（樁號(hào)109+403～109+903）的部分渠段，總體評(píng)價(jià)為Ⅰ（輕微）級(jí)非自重濕陷性場(chǎng)地～Ⅱ（中等）級(jí)自重濕陷性場(chǎng)地。

飽和砂土主要分布于漳河北岸河漫灘（樁號(hào)0+000～1+851,4+500～4+ 950）渠段，局部范圍內(nèi)飽和中砂、輕粉質(zhì)壤土層具有輕微和中等液化潛勢(shì)。

2.地基處理技術(shù)

2.1 膨脹土（巖）地基

膨脹土（巖）地基的處理，一是清除膨脹土基礎(chǔ)，換填非膨脹性土料；二是土性改良，通過(guò)化學(xué)或物理方法將膨脹土轉(zhuǎn)變?yōu)榉桥蛎浲粱驌桨枰欢ū壤姆桥蛎浲两档兔浛s性；三是采取復(fù)合地基或樁基的深層處理方式。

膨脹土渠道一般采用換填非膨脹土料處理。一級(jí)馬道以下：挖深大于15m時(shí)，強(qiáng)、中、弱膨脹土的換土厚度分別為3.0m、2.5m、1.0m；挖深小于15m時(shí)，強(qiáng)、中、弱膨脹土的換土厚度分別為2.5m、2.0m、1.0m。一級(jí)馬道以上：強(qiáng)、中膨脹換土厚度分別為1.5m、1m；弱膨脹土采取混凝土拱形框格植草防護(hù)，不再采取換填措施。在磁縣設(shè)計(jì)單元部分渠段由于土料匱乏，采用渠道開挖的弱膨脹土摻和4%水泥改性土料進(jìn)行換填。另外，針對(duì)施工過(guò)程中部分膨脹土滑坡渠段，采取抗滑樁與換土結(jié)合方案進(jìn)行處理。

2.2 濕陷性土地基

濕陷性黃土地基采取工程措施，改善土的工程性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，減小土的壓縮性、滲水性，消除基底以下部分或全部濕陷量。當(dāng)基底建基面的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和大于濕陷起始?jí)毫r(shí)，按照濕陷系數(shù)和土層厚度計(jì)算濕陷量，對(duì)濕陷量大于50mm的地基進(jìn)行處理，否則不處理。

對(duì)總干渠填方段濕陷性黃土地基首選強(qiáng)夯方式進(jìn)行處理，夯擊能根據(jù)處理深度分別選用1000kN·m～5000 kN·m，強(qiáng)夯夯擊點(diǎn)正方形布置，間距5m，點(diǎn)夯2遍，滿夯1遍；對(duì)周邊環(huán)境影響區(qū)域，采用土擠密樁方案進(jìn)行處理，土擠密樁直徑400mm，樁間距1m×1m；受高壓線及既有建筑物限制，強(qiáng)夯及擠密樁不能實(shí)施的，采取原土翻壓處理。處理后的濕陷性黃土地基濕陷系數(shù)小于0.015。

2.3 飽和砂土地基

飽和砂土地基采用擠密、振密等方法，使得土體結(jié)構(gòu)逐漸破壞，孔隙水排出，砂層孔隙比減小，密實(shí)度增大，達(dá)到消除液化的目的。

飽和砂土地基采用等能量夯擴(kuò)擠密碎石樁技術(shù)進(jìn)行處理。等能量夯擴(kuò)擠密碎石樁利用碎石做填料，樁徑550mm，樁間距1.8m×1.8m，樁孔位采用等邊三角形布置，可見樁長(zhǎng)7.0m，以卵石層為持力層。處理后地基承載力不小于200kpa，基本消除液化。

3.結(jié)語(yǔ)

南水北調(diào)中線工程總干渠邯邢段渠道特殊地基處理方式的選擇除考慮安全性外，還考慮經(jīng)濟(jì)性、社會(huì)性等因素。地基處理型式經(jīng)過(guò)多方案的論證，結(jié)合土的工程特性、處理工藝研究，施工期現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)總結(jié)，得出了成套的特殊地基處理技術(shù)、工法。2014年12月18日，河北段正式通水，根據(jù)埋設(shè)的長(zhǎng)期觀測(cè)儀器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，總干渠渠道運(yùn)行狀態(tài)正常。□

2016-05-06

楊松，男，漢族，河北省水利水電第二勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，高級(jí)工程師。

姚慧敏，女，漢族，河北天和咨詢有限公司，工程師。