大厚度黄土场地勘.doc

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1、大厚度黄土场地勘察的湿陷程与就震諒岳中国市政工程西北设计研究院华遵孟刘若琪大厚度湿陷性黄土与填土场地湿陷下限深度大于1520m、一般地基处理方法难以满足规范和设计要求的HIIV级自重湿陷性土层，可称为大厚度湿陷性黄 土或填土。随着工程建设场地的扩展，大厚度黄土成为当前黄土地区工程建设研究的重点。一、大厚度湿陷性黄土与填土场地的成因类型I类一黄土嫄坪与高阶地工程场地兰理工大学彭家坪校区：地面高程一15901600 m；时代成因一全新世风牡地廣环境一原始地貌未破坏，经历约30年的灌溉；深部地层结构一弱非湿陷黄土 (Q3)厚20m左右，早更新世冲洪积卵石埋深3848m；湿陷土层下限深度一 625m；

2、湿陷类型与等奴一I级非自重IV级自重湿陷性。 II类一黄土山前冲洪积平原工程场地兰大榆中夏官菅校区：场地高程1800m左右；冲洪积成因；原始地貌未破坏， 经历约30年的灌溉；冲洪积碎石与粉土互层，埋深2834m； IIIV级自重湿 陷性。in类一黄土梁節坡麓区填挖改造工程场地四崖全花藏书楼工程：整平后场地高程1800m左右；近1030年分期人工挖 填；賁土梁穆冲沟原始地貌已破坏；Q2老黄土埋深020m,下部为冲洪积卵 可及赦武系菱质岩；湿陷土层下限深度一325m ；非湿陷IV级自重湿陷I 土 o IV类一黄土沟谷填挖改造区工程场地九洲开发区第一看守匪：整平后场地高程1540m左右；近520年人

3、工 分期城填；原始黄土淘谷地貌已破坏；局部分布旳黄土37m；砂砾层 M2.3-3.5m；第三系砂岩埋深028m。；填土厚虧28m； IV级自重 湿陷性。aj MMn.:加&2心叱心紀血糾曲吻紳 I NI1K2!8!327-或田性减可陷. 地农聾部湿 阶作压逐深的标度同下 指程不陷八 性同有湿. 特不已 程有性 工已陷土短地 基长场 地的, 与间续缸工，大很嚳 的和化减性 坏类性变渐陷 破W陷量逐湿 受及湿水度非 耋强含深的续上化含性随老地度大性较布场或化湿J 形昴厚增陷代分或业杂，化 地类度湿时品元农复大退 始土现深，有样单受得增度深 原黄呈随小见性貌经变的程限场溉不，灌布 后随分 溉量品 灌

4、水样磐2、大厚度松散填土自重湿陷变形和压密变形的严重性当堆填年代较短时，结构松散，湿陷性强 烈而又敏感，具有更强的湿陷性和更高的 压缩性自重压密固结作用在缓慢进行中， 数十年仍不能充分完成；沟谷填土中含有多量软岩块石时，探井取 样困难，其工程性质积累的资料很少，认 识不足。3、勘察工作抗震评价的任务和大厚度黄土场地抗震评价的复杂性抗震评价对勘察的主要要求：场地抗震类别，为结构抗震设计和二是划分场地与地基土对述震有利、不利或危险 地段，判定场地稳定性和楡和砂土与粉土的液化 亘震陷等地震效应，为地基抗震措施设计提供依 据；裂带位置，并根据区域地质构造基础资料分析断 裂性质和对场地的影响，撓出建筑物

5、布置调整建 议。3.1场地抗震类别评价中的问题和大厚度黄土场地波速特征图1兰州市区剪切波速随深度变化散点图碎石土波速测试统计图对浅埋大厚度碎石土或软岩不加分析地一律认为 是密实、坚硬场地土，以表层覆土厚度作为覆盖 层厚度，覆土厚度薄就判定为I类场地。05101520大厚度黄土场地特征大厚度黄土场地在地震时的地面运动特征与低阶地有明显不同。 一是有效峰值加速度较低阶地大，二是加速度反应谱周期加长， 三是波速随深度增长而增大有明显的规律性。不同时代成因黄土 的剪切波速随深度增长的幅度不同，20m深度范围内的等效剪 切波速计算值差别较大：T-兰州理工大学 庆阳熙和金村长庆油田倒班房兰大榆中校区 艸庆

6、阳电信大楼 西安黄土兰州理工大学西校区（判为II类场地）兰州市殡仪馆（判为in类场地）兰州理工大学西校区（判为II类场地）兰州市殡仪馆（判为in类场地）剪切湄州市殡仪馆波速测试散点图o o o O5 0 5 03 3 2 2O5 IX00o O519 21 25 29 31 35 39 431- 亠119长庆油田倒班房波速测试 散点图(判为II类场地)3场地抗震类别评价中的问题和大厚度黄土场地波速特征大厚度场地抗震类别判定时，准确判释剪切波速和准确确定覆盖层厚度至关重要。目前 对大厚度场地的抗震类别的认识还不够深入, 需要继续加强波速测试；相比而言，面波法是比较简便、容易实施的方法今后，应加强

7、 大厚度黄土场地的波速测试，特别是深钻孔 测试资料的积累和与面波法测试资料的对比, 研究提高激震力的设备与方法。大厚度黄土场地的地震效应评价地下水位以下有饱和粉土时，应遵照抗震规范的二步 评价法进行液化判定，注意地层时代和粉土粘粒含量 分析等初判条件。理论研究、室内试验与现场实践都证明黄土场地的震陷现象是存在的，一般黄土场地震陷与湿陷变形都是 大孔隙结构和颗粒间低胶结强度在水或地震力作用下 的产物，震陷变形与湿陷变形相比，后者大于前者， 工程勘察设计对湿陷变形的评价和处理，在一定程度 上包含了震陷变形。值得重视的是大厚度湿陷性黄土 场地不作处理釆用桩基穿越时震陷变形对基础的影响, 特别是松散填

8、土场地的震陷对桩基稳定性的危害问题, 应该引起足够重视，也是震陷研究的重点对象。3.3局部突出地形产生放大作用的地形条件调査高阶地边缘地带及沟谷填挖改造区属于抗震不利地段，鞭梢效应产生对地震动参数 明显的放大作用；工程场地勘察时，应查明突出地形的坡高、 坡度、岩性组成及建筑物与最近坡缘的距 离等现场情况，并在勘察报告中明确表述, 以便设计人员考虑选用地震动参数放大系数，确保建筑物在地震力作用下的安全。4、大厚度黄土的含盐量与腐蚀性分析对混凝土干旱气候条件下，大厚度黄土易 溶盐含量普遍较高，土中侵蚀性离子含量 较大，具不同程度腐蚀性；由于农灌水的渗滤作用，盐份逐渐向下部 迁移，浅部含盐量减小而深

9、部含盐量增大, 腐蚀性离子在不同基础深度范围内含量分 布是有差别的。地基土腐蚀性取样、试验和评价，应针 对基础埋置深度范围进行，根据腐蚀性离子含量分布特点，对土的腐蚀性等级作岀 分段评价，为设计根据情况有针对性地分 段采取不同防护措施提供依据。三、大厚度湿陷性黄土或填土场地的勘察与评价方法1 场地与地基复杂程度划分与勘察工作量大厚度黄土场警杂程度应视人类灌溉或填挖活动地质环境破坏程度而简单场地未经填挖改造、未受农田灌溉等人类活动影响的黄土嫄坪 及高阶地大厚度湿陷性黄土场地未经填挖改造、未受农田灌溉等人类活动影响的黄土嫄坪及高阶地大厚度湿陷性黄土场地;复杂场地人类活动改变了土的湿度状态和原始结构

10、原始地形地貌已受破坏的黄土梁昴和沟谷填挖改造整平后 的场地;湿陷性发生不同程度的退化;湿陷土层厚度及类型和等级变化复杂;大厚度湿陷性黄土或填土场地的勘察要求湿陷性黄土场地勘察应遵照规范规定保证 取样探井数量和取样深度。控制性取样探井应穿透湿陷性下限深度。尝试采用原位测试技术预估湿陷性下限深 度：勘察日期二T183 土工试验主要物理力学性质指标含水 ft孔障 比漫陷 系数压细MMpu助 Mpa640.9460.0112L51.946.31.0200.01821.63376.61.0340.02916J0.8H70.001L7.2917.50.7590.0012X05.45I&80.7310.0

11、0121.69S71930.7290.00121M431兰州黄河南岸四级阶地原生黄土工程名称：兰州理工大学新校区 静探类型；双桥静力触探孔编号， J1S2探孔位置二 孔口标高;自至60On)2.71.11113.81*40.0252627282936373S56?3%100120140160 KPn10121416 MPw(m)0.0谁头阻力 0DP 类称 分名拼土至艰性土至遊性4 强中陷粉中弱陷誹陷性粉土弱湿 陷性 粉土非湿陷性黄土（Q3?）3.021.693.004.104.085.58侧壁摩阻力心46.5LOO.5142.2149.1191.4190.8264.5摩阳比F(o)2.22.

12、23.43.53.383.43.5EsMPa5.110.314.614.518.320.428.2基本承栽力fka Q c(kP】i) p116150ISO18(1205220260 1110榆中和平开发区冲洪积黄土工程名称二 兰州商孚院新校区二级学院J蔡 曰期：2004年12月2H 苗探类艷二 双桥孔深二33-7m承裁力自至图例厚Fr(in)m)360 KFa168命力蚀探成果图lr181920212223243233S.5帥力制！探孑L编号二1213L4152829301 3.013-0JL2 耒穿透UVLHsV2.301.492.393.566.041.6311.55F1.0110150

13、53095.6L 1.0115EsMEn(kVa)Z 5 Kfkn (IsHn)15U27.9103.30.91 0.093064皋兰忠和乡梁昴原生黄土工程名称二绿博园 静探类型：双桥静力触探孔编号： J6静力触探成渥图團初 t21.8I35.O O至On)56.35.81228.3(m)5S-傩头阻力称lc(MPn聲土等陷黄状土 中湿性土粉2.61非潼陷 性黄土 9/73 状粉土(kPn)O.O.3(%.9压缩模量E$MPn.基本承载力fka(kPii)200.34.113.92003434,420,8260408/74.22S5300钻孔 灌注 桩扱 限端 阻力1180兰州黄河北岸五级阶地

14、工樫馅称： 兰艸屯局歼关站 探孑L位苣二萸7可h匕岸三级卩介地將探类型：双桥孑L 口标高二in 助系口朋；2004.7静力fefa探扎编号：丁丄自至静力鮭探成果图国例J勺厂爲） ：F】(.tn) ric 2445678%80100120140160KP810121416MPa力“湿陷SSS番比F嫩力flea钻孔限姗 阳力 Qa筲聲桩扱:12131415161718192021222324252627Z82930313233343536373839401190783.4345.VId透39.4(31.93402 5014.319.04.74.97118-92丄GO45300OO1.2 1.215

15、9.95.218064(r2.2.5.319.022.3強至中湿陷性粉土 髙压翟童土 中至翥陷性处粘土中压翟童土非湿陷性粉土02低压縮性黄土3101060350兰州西固区低阶地场地饱和黄土丄程笛祢：兰州帀曲固区桃源小区静探类型：双桥静力触探孔编号，勘察口期:J2图例静力触探成果图FI2345678%ft20406080100120140160KPag2468ID121416MPa(tn)121314151617181920212223243.822.623.81.2未京透23.824412am0.0d)1.7(in)1/7层状分 土性划杂填十湿陷性粉土饱和粉土2.3616.61锥头阻力lc(N

16、JOPn)3.692 060.76侧壁摩阻力fsga89.144.813 678.3157.1F(o)2.42.21.83.31U)压缩模量Es(MPa)7.03.97.8(kP町90140350大厚度黄土触探指标特征大厚度黄土湿陷系数随着深度增大而减小，锥尖阻 另随奢深度增大而層大：不同场地含水量条件下，锥尖阻力随着深度增长幅 度不同，含水量较木的场地，增长幅度较小；含水量 较小的场地，增长幅度则大；在深部黄土沉积时代变化界线上，锥尖阻力或侧摩 阻力曲线有比较明显的跳跃；时代较老的黄土含有钙质结核较多时，曲线有比较 明显的锯齿状形态，而回填时代较短的素填土内，锥 尖阻力或侧摩阻力曲线随深度增

17、大不明显；平均含水量大于12 %的场地锥尖阻力大于约6 7Mpa以上，平均含水量小于10 %的场地锥尖阻力大 于约89Mpa以上时，取样试验结果已不具湿陷性， 可根据锥尖阻力判定为湿陷性下限深度。2、大厚度湿陷性黄土湿陷程度垂直分带与湿陷性下限深度判定兰州理工大学西校区湿陷系数随深度变化散点图2、大厚度湿陷性黄土湿陷程度垂直分带与湿陷性下限深度判定湿陷系数随着深度增大而减弱，具有明 显的垂直分带性，强中等湿陷性土层主要 分布在上部610m之内；在上部的土样孔隙比大、含水量低时， 表现出强湿陷性和高湿陷敏感性；经历过 灌溉浸水后，一定深度范围内湿陷性已经 发生退化，湿陷程度降低。大厚度湿陷性黄土

18、地基处理根据大厚度湿陷性黄土湿陷性强弱的垂直分带性分析，地基处理的重点应是浅部强中等湿陷性土层。在切实消除浅部强中等湿陷性,并同时了提高上部强度和防渗性能后，深部 处理应遵照规范和根据建筑物等级需要确定, 可适当放宽。3、重视大厚度黄土深部浸水可能性的分析灌溉农田相邻的场地，应考虑灌溉及水渠的长期 入渗与向深部侧渗的可能影响；灌溉农田相邻的 场地，应考虑灌溉及水渠的长期入渗与向深部侧 渗的可能影响；沟谷填挖区应考虑周边山体坡面雨水的深部泾流排泄积聚条件及原始沟谷地下水位上升的可能, 提出避让或治理措施建议；大厚度填土场地，采用以弱透水软岩或非湿陷性 土层上的桩基础，不做场地防渗处理时，也应对

19、松散填土深部浸水的可能性进行分析。四、大厚度湿陷性黄土或填土场地的地基基础方案选型设计深部为弱湿陷性土并且没有产生深部侧向 浸水的可能条件，也没有区域地下水位上 升的可能时，深部湿陷变形就不可能发生, 优先考虑采用地基处理后的浅基础型式， 应是施工方便、技术合理、经济节约的选择。深入分析地基处理后剩余湿陷量的基础上, 提出地基处理浅基础选型建议与场地处理 以及场地排水的综合治理措施。126. 623. 819. 230. 0重87.8232. 310. 655. 7湿陷性下限深度与处理深度比较孔号湿陷等级湿陷类型鬣湿陷性 样品 最大下 限深度满足剩 余湿陷量 的下限处 理深度基础开 挖深度内的

20、湿 1陷量计算处 理厚度 湿陷量蟲蔦9 T8V自重2WX)/ mb1Am 7C7-湿陷性 样品 最大下 限深度(m)满足剩 余湿陷量的 下限处理深 度 (m)基础开 挖深度内的湿 陷量 (cm)处理 湿陷量(cm)大T1IV自 重136.123.518.512.9103.2T2IV自 重81.213.57.522.438.8T3IV自 重60.018.55.520.419.6T4IV自 重84.320.516.512.751.6T5in7自 重53.018.56.53.61129.4T6II非42.3.一20.55.55.1t17.2均1 a 1176.219.21“ o BJ43.3大厚度湿

21、陷性黄土或填土场地的地基基础方案选型设计大厚度黄土场地地基基础方案选型设计时,应作深入细致的论证。勘察分析了深部不存在浸水的条件和可能时，刻意追求满足规范对剩余湿陷量的规定，盲目采用超长桩穿透湿陷性土层支撑低层或多层建筑物的设计，是资源和财力的浪费。在采取了场地处理以及场地排水与结构加强的综合治理措施后，地基处理对剩余湿陷量的要五、大厚度黄土场地的研究方向1、深入认识不同地貌类型大厚度黄土的时代、成因、工程性质 以及人类活动的影响，重点研究黄土的物理力学性质及渗透性随 深度的变化，地表水体浸水渗透影响程度和范围，深部有非湿陷 性土层时，能否利用作为桩端持力层等问题，以便为合理选择基 础形式、合理确定地基处理深度提供经验。2、加强对大厚度黄土和填挖改造场地地基处理方法的研究，引 进或开发适用于本地区的深层地基处理新方法、新技术，结合工 程开展试验检测，进行处理效果评价与处理工艺研究。3、加强对超长桩受力机理与施工工法的研究，对超长桩承载力 计算、应力分布、配筋和灌注混凝土方法与质量控制措施进行现 扬筱验与旃宛。4、加强对大厚度黄土和填挖改造场地与地基抗震评价的研究， 并纳入各地区地震小区划的基础研究工作范畴中，结合工程勘察 开展各类场地抗震类别评价与地震动参数的测试和资料积累。谢谢各位专家-种Ar*w: .