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莱阳市香岛橡胶坝工程基础处理及施工建

发布日期:2019-01-18 浏览数:190 次

1.工程概况
          香岛橡胶坝位于胶东著名的河流五龙河的下游,距入海口香岛3.66km。工程主要由橡胶坝及底板,上游防冲槽铺盖、高压摆喷和旋喷防渗墙,下游连接段、消力池,灌注桩防冲墙,下游防冲槽,管理与控制建筑物等部分组成。工程总长500m,橡胶坝共7 孔,其中1#坝6 孔高3.5m,2#坝1 孔高3.8m。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》,该工程为2 级水工建筑物,安全组别为Ⅱ级,设计洪水标准为50 年一遇。

 

2.兴建缘由

          五龙河流域控制面积2832km2,其中橡胶坝以上控制流域面积2726k2。五龙河为山区河道,河道比降大,洪水陡涨陡落。现状五龙河下游沿岸由于缺少水源工程,沿河村庄守着河道无水灌溉农田,致使农业生产长期徘徊不前,五龙河口濒临黄海,近年来降雨量减少,由于大量开采地下水,海水倒灌,农田盐减化,致使粮食作物大幅减产。修建香岛橡胶坝可以拦蓄上游雨洪,形成蓄水量为1200 万m3的淡水湖,蓄淡压碱,防止海水倒灌,满足沿河两岸农田灌溉用水需求,使万亩荒滩变绿洲,为新规划的莱阳南海新城提供可靠水源保证。

 

3.工程勘察的任务

         工程勘察的主要任务是:查明场地岩土层结构,分布规律埋藏条件、厚度、均匀性及工程特性;查明场地及周围有无不良地质作用,场地内地下水的埋藏条件、类型、水位变化规律及多年变化幅度;划分场地土类型与场地类别,判别场地与地基的地震效应;提出各土层的地基承载力及渗透、变形计算参数。

 

4.工程地质条件

         根据《水利水电工程地质勘察规范》,按照拟建橡胶坝轴线布置勘探孔,共布孔11 个,钻至基岩,孔深13.70~29.10m,均为技术孔。

4.1地形、地貌、

          地层岩性场区地形平坦,孔口标高介于2.85~3.30m,孔口最大高差为0.45m。地貌单元属河流一级阶地,第四系全新统松散地层为冲积而成,其下伏基岩为中生代莱阳组砂岩。周围无地下管道及障碍物分布,环境工程地质基本未被破坏。

4.2场区地震效应
         按照《建筑抗震设计规范》第4.1.3 条规定,以2#、11#为例,计算场地覆盖层等效剪切波速见表1。
          经计算该场地等效剪切波速为175.2~187.6m/s,综合分析判定覆盖层土为中软土,场地类别因其覆盖层厚度为13.20~28.60m,故为Ⅱ类场地,建筑设计特征周期值取0.40s。莱阳地区抗震设防烈度6 度,设计地震分组二组,设计基本地震加速度值为0.05g。
4.3水文地质条件
          勘探期间地下水埋深4.00~5.70m,黄海高程在-0.9~-2.6m 左右,为孔隙水,其主要补给来源为漂流侧向补给及大气降水,以径流及蒸发为主要排泄方式。据地区经验,地下水位在丰水期与枯水期变化幅度为0.50~1.50m,一般为0.80~1.20m。在该场地取水样2 件,进行了水质分析。水质分析结果见表2。
4.4橡胶坝工程地质条件
           根据实地勘察资料显示,场区地形平坦,探孔孔口高程为2.85~3.30m,场区地下水为孔隙潜水,地下水埋深相应标高为4.00~5.70m,主要含水层为砾砂层。钻探深度最深29.1m(6#孔),主要为第四系松散层和中生代砂岩,地层由上而下分别揭示如下:
(1)耕植土层(Q4ml):褐色,场区均有分布,该层为砂壤土,多植物根系,厚度0.80m,相应层底标高介于2.05~2.50m,平均值2.34m,该层多植物根系,不宜作建筑物天然持力层,应清除。
(2)中砂层(Q4al):黄色,6#、7#孔缺失为粗砂层,其余孔均有出露,层底埋深2.00~7.00m,层厚1.20~6.20m,平均厚度3.31m,相应层底标高介于-3.70~1.28m,平均值-0.94m,松散,以石英、长石为主要成份,磨圆度好,在该层取扰动土样6 件,并在室内作了筛分。对该层作标准贯入测试7 点次,击数4~6 击/30cm,标准差:0.81,变异系数:0.16,平均值:5.0 击/30cm,标准值:4.4 击/30cm。变形模量建议值取33MPa,内摩擦角取350。
(3)粗砂层(Q4al):黄色,场区分布均匀,层底埋深7.00~19.00m,层厚2.00~18.20m,平均厚度10.19m,相应层底标高介于-15.90~-4.15m,平均值-10.56m,松散~稍密,以石英、长石为主要成份,磨圆度好,在该层取扰动土样6 件,并在室内作了筛分。对该层作标准贯入测试8 点次,击数2.5~11 击/30cm,标准差:2.48,变异系数:0.38,平均值:6.5 击/30cm,标准值:4.9 击/30cm。变形模量建议值取33MPa,内摩擦角取380。
(4)砾石层(Q4al):黄色,场区分布均匀,层底埋深12.00~27.50m,层厚2.00~12.50m,平均厚度7.11m,相应层底标高介于-24.40~-8.90m,平均值-17.76m,稍密,以砂岩为主要成份,磨圆度好为园砾,在该层取扰动土样6 件,并在室内作了筛分。对该层作标准贯入测试6点次,击数12~14 击/30cm,标准差:0.88,变异系数:0.10,平均值:9.2 击/30cm,标准值:8.4 击/30cm。建议内摩擦角取40°。
(5)强风化砂岩(J3):暗灰色,场区分布均匀,层底埋深13.20~28.00m,层厚0.50~1.50m,平均厚度1.05m,相应层底标高介于-24.90~-10.10m,平均值-18.07m,该层为中生代莱阳群砂岩,成块状,对该层作标准贯入测试6 点次,击数30~32 击/30cm,标准差:1.95,变异系数:0.09,平均值:21.7 击/30cm,标准值:20.1 击/30cm。
(6)微风化砂岩(J3):暗灰色,场区分布均匀,该层未穿透,碎屑结构,硅质胶结,层状构造,倾向西南,倾角较缓约40。左右。岩石基本质量指标为Ⅳ级。

 

5.工程地质评价

5.1地下水腐蚀性评价
           依据《岩土工程勘察规范》附表,按环境类型水对混凝土结构具有中等腐蚀性,按地渗性水对混凝土结构具有微腐蚀性,在长期浸水条件下,水对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性;在干湿交替作用下,具有强腐蚀性。综合评价,在长期浸水条件下水对混凝土结构具有中等腐蚀性,在干湿交替作用下,具有强腐蚀性。
5.2场区稳定性、适宜性评价
           根据地基土的分布和性质,场区内无不良地质作用,据已有资料及勘察,场区附近尚未发现活动断裂及断裂通过,该场地适宜建设各类建筑物。
5.3坝基渗透评价
          坝基的渗透稳定是橡胶坝工程的主要工程地质问题,在橡胶坝蓄水高水位时,坝基砂性土在渗透压力作用下,细粒土被水流不断带走,形成渗流通道,是橡胶坝渗透破坏的主要因素。
5.4橡胶坝地基土评价
          经钻探、土工试验及原位测试,该场地耕植土厚度0.80m,相应层底标高介于2.05~2.50m,平均值2.34m,该层多植物根系,不宜作建筑物天然持力层,应清除。中砂层6#、7#孔缺失为粗砂层替代,粗砂层、砾石层场区分布均匀。场区无不良地质作用,据己有资料及勘探,附近尚未发现活动断裂及断裂通过,该场地对建筑各类建筑物是适宜的。场区各岩土层承载力特征值,据周围建筑物施工经验、现场原位测试及其物理力学性质综合评定如下:(1)中砂层:110kPa,建议取变形模量33MPa,内摩擦角35°,渗透系数2.1×10-2cm/s。(2)粗砂层:110kPa,建议取变形模量33MPa,内摩擦角38°,渗透系数6.0×10-2cm/s。(3)砾石层:150kPa,建议内摩擦角40°,渗透系数1.8×10-1cm/s。

 

6.建议

6.1砂石桩加密地基
          橡胶坝地基土松散,建议采用砂石桩加密,检测标准为相对密度不少于0.70。
6.2设高喷防渗墙
          考虑到橡胶坝受潮水影响,上下游水位差大,建议在橡胶坝铺盖首端底板下设高喷防渗墙,两岸与堤防防渗墙连接。
6.3砼加防海水侵蚀剂
           橡胶坝下游3.6km 为黄海,水质对砼结构在长期浸水条件下,具有中等腐蚀性,在干湿交替作用下具有强腐蚀性,砼浇注时加入防海水侵蚀剂优先采用大坝水泥并掺用引气剂。