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(中國地質大學〈武漢〉,湖北 武漢 430074)
南水北調中線工程總干渠河南安陽段安陽河左岸Ⅰ級階地(樁號ZBg8+180~ZBg8+750)上部分布有輕粉質壤土夾細砂薄層,漳河右岸漫灘(樁號ZHg1+450~ZHg1+970)分布有極細砂、輕壤土和中壤土,雖然部分砂土和少粘性土在勘察期間處于地下水位以上,考慮渠道建成后,由于渠道滲漏使地下水位抬升,可能使其達到飽和狀態(tài),引起地震液化問題。
根據中國地震局分析預報中心出版的《南水北調中線工程沿線設計地震動參數區(qū)劃報告》,上述地區(qū)地震動峰值加速度為0.15g,相當于地震烈度Ⅶ度區(qū)。故對于上述渠段砂土和少粘性土均應進行地震液化判別。
依據《水利水電工程地質勘察規(guī)范》(GB50487-2008)附錄N第N.0.3條之規(guī)定,經初判:南水北調中線工程總干渠安陽河左岸Ⅰ級階地和漳河右岸漫灘上分布的砂土及少粘性土為可能液化土層。
2.2.1 標準貫入試驗判別法
根據標準貫入試驗進行判別:依據《水利水電工程地質勘察規(guī)范》(GB50487-2008)附錄N第N.0.4條,當飽和砂土和少粘性土實測標準貫入擊數(未經桿長修正)N63.5值小于臨界值Ncr時,應判為可液化土,否則為不液化土;由于標準貫入試驗貫入點深度和地下水位在試驗時地面以下的深度,不同于工程正常運行時,應對標準貫入擊數值進行修正,如下:
式中:N63.5——工程運行時,標準貫入點在當時地面以下ds,m,深度處的標準貫入擊數;
N′63.5——實測標準貫入擊數;
ds——標準貫入點在工程運行時地面以下的深度,在地面以下5m以內時,采用5m計算;
dw——地下水位在工程運行時,地下水位在當時地面以下的深度,m,當地面淹沒于水面以下時,dw取0;
d′s——標準貫入試驗時,標準貫入點在當時地面以下的深度,m;
d′w——標準貫入試驗時,地下水位在當時地面以下的深度;當地面淹沒于水面以下時,d′w取0。
標準貫入錘擊數臨界值計算公式如下:
式中:ρc——土的粘粒含量質量百分率,%,當ρc<3%時取3%;
N0——液化判別標準貫入錘擊數基準值,近震Ⅶ度取6。
安陽河左岸渠段利用NEH80-13、NEH80-14 鉆孔資料進行判別,由于該處為填方段,渠底板高程85.6m,高出現地面1.24m 左右,式中dw取0,ds取渠底板以下深度。判別結果見表1。
表1 安陽河左岸渠段地基液化判別表(標準貫入試驗)
漳河右岸渠段利用NEG94B、NEQ94- 1 和NEQ94-3 鉆孔資料進行判別,該處為填方段,渠底板位于地面以上,式中dw取0,ds取渠底板以下深度。判別結果見表2。
表2 安陽河右岸渠段地基液化判別表(標準貫入試驗)
由表1、表2可知,安陽河左岸Ⅰ級階地(樁號ZBg8+180~ZBg8+750)上部的輕粉質壤土及細砂夾層,漳河右岸漫灘(樁號ZHg1+450~ZHg1+970)分布的輕壤土和樁號ZHg1+790~ZHg2+049 極細砂、中壤土和輕壤土均為可液化土層,即在渠道正常運行后,存在地震液化問題,影響渠道的安全。
2.2.2 靜力觸探試驗判別法
qc′=qco·aw·au·ap
式中:qc′——飽和土液化臨界靜力觸探錐尖阻力,MPa;
qco——飽和土液化臨界靜力錐尖阻力,MPa;
aw=1-0.065(dw-2);
au=1-0.05(du-2),對于深基礎,au=1;
ap——土性綜合影響系數。
經查表計算求得:qco=4.6MPa;aw=1.13,au=1.0;ap=1.0;qc′=5.2MPa,勘探中實測錐尖阻力平均值qc=3.6~5.3MPa,因此判定一般qc<qc′,因此判定為可液化砂層。
南水北調中線工程總干渠河南安陽段,安陽河左岸Ⅰ級階地上部分布有輕粉質壤土夾細砂薄層,漳河右岸漫灘分布有極細砂、輕壤土、輕壤土和中壤土,雖然部分砂土和少粘性土在勘察期間處于地下水位以下,總干渠渠道建成運行中,地下水位有所抬升,使其達到飽和狀態(tài);故對于上述渠段砂土和少粘性土均應進行地震液化判別。設計和施工時須考慮采用加密法、換土法等方法處理,消除地基液化問題。