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(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)〈武漢〉,湖北 武漢 430074)
南水北調(diào)中線工程總干渠河南安陽(yáng)段安陽(yáng)河左岸Ⅰ級(jí)階地(樁號(hào)ZBg8+180~ZBg8+750)上部分布有輕粉質(zhì)壤土夾細(xì)砂薄層,漳河右岸漫灘(樁號(hào)ZHg1+450~ZHg1+970)分布有極細(xì)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(dá)到飽和狀態(tài),引起地震液化問(wèn)題。
根據(jù)中國(guó)地震局分析預(yù)報(bào)中心出版的《南水北調(diào)中線工程沿線設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃報(bào)告》,上述地區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.15g,相當(dāng)于地震烈度Ⅶ度區(qū)。故對(duì)于上述渠段砂土和少粘性土均應(yīng)進(jìn)行地震液化判別。
依據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50487-2008)附錄N第N.0.3條之規(guī)定,經(jīng)初判:南水北調(diào)中線工程總干渠安陽(yáng)河左岸Ⅰ級(jí)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(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別法
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)進(jìn)行判別:依據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50487-2008)附錄N第N.0.4條,當(dāng)飽和砂土和少粘性土實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)(未經(jīng)桿長(zhǎng)修正)N63.5值小于臨界值Ncr時(shí),應(yīng)判為可液化土,否則為不液化土;由于標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)貫入點(diǎn)深度和地下水位在試驗(yàn)時(shí)地面以下的深度,不同于工程正常運(yùn)行時(shí),應(yīng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)值進(jìn)行修正,如下:
式中:N63.5——工程運(yùn)行時(shí),標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)在當(dāng)時(shí)地面以下ds,m,深度處的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù);
N′63.5——實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù);
ds——標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)在工程運(yùn)行時(shí)地面以下的深度,在地面以下5m以內(nèi)時(shí),采用5m計(jì)算;
dw——地下水位在工程運(yùn)行時(shí),地下水位在當(dāng)時(shí)地面以下的深度,m,當(dāng)?shù)孛嫜蜎](méi)于水面以下時(shí),dw取0;
d′s——標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)時(shí),標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)在當(dāng)時(shí)地面以下的深度,m;
d′w——標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)時(shí),地下水位在當(dāng)時(shí)地面以下的深度;當(dāng)?shù)孛嫜蜎](méi)于水面以下時(shí),d′w取0。
標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值計(jì)算公式如下:
式中:ρc——土的粘粒含量質(zhì)量百分率,%,當(dāng)ρc<3%時(shí)取3%;
N0——液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值,近震Ⅶ度取6。
安陽(yáng)河左岸渠段利用NEH80-13、NEH80-14 鉆孔資料進(jìn)行判別,由于該處為填方段,渠底板高程85.6m,高出現(xiàn)地面1.24m 左右,式中dw取0,ds取渠底板以下深度。判別結(jié)果見表1。
表1 安陽(yáng)河左岸渠段地基液化判別表(標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn))
漳河右岸渠段利用NEG94B、NEQ94- 1 和NEQ94-3 鉆孔資料進(jìn)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(jié)果見表2。
表2 安陽(yáng)河右岸渠段地基液化判別表(標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn))
由表1、表2可知,安陽(yáng)河左岸Ⅰ級(jí)階地(樁號(hào)ZBg8+180~ZBg8+750)上部的輕粉質(zhì)壤土及細(xì)砂夾層,漳河右岸漫灘(樁號(hào)ZHg1+450~ZHg1+970)分布的輕壤土和樁號(hào)ZHg1+790~ZHg2+049 極細(xì)砂、中壤土和輕壤土均為可液化土層,即在渠道正常運(yùn)行后,存在地震液化問(wèn)題,影響渠道的安全。
2.2.2 靜力觸探試驗(yàn)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(duì)于深基礎(chǔ),au=1;
ap——土性綜合影響系數(shù)。
經(jīng)查表計(jì)算求得:qco=4.6MPa;aw=1.13,au=1.0;ap=1.0;qc′=5.2MPa,勘探中實(shí)測(cè)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(diào)中線工程總干渠河南安陽(yáng)段,安陽(yáng)河左岸Ⅰ級(jí)階地上部分布有輕粉質(zhì)壤土夾細(xì)砂薄層,漳河右岸漫灘分布有極細(xì)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(yùn)行中,地下水位有所抬升,使其達(dá)到飽和狀態(tài);故對(duì)于上述渠段砂土和少粘性土均應(yīng)進(jìn)行地震液化判別。設(shè)計(jì)和施工時(shí)須考慮采用加密法、換土法等方法處理,消除地基液化問(wèn)題。