黄土高填方场地场平勘察中的几点体会

孙 丽

(山西省勘察设计研究院，山西 太原 030013)



黄土高填方场地场平勘察中的几点体会

孙 丽

(山西省勘察设计研究院，山西 太原 030013)

结合黄土高填方场地岩土工程勘察工作实践，总结了目前高填方勘察中存在的问题，并针对高填方的特点从填方区、填筑材料料源区、挖方边坡区三方面，阐述了高填方场地勘察工作重点，旨在更加客观地对高填方场地进行评价。

黄土，高填方场地，勘察

0 引言

随着我国经济建设的发展，“开山填谷”成为山区解决工程建设用地不足的途径之一。由于场平过程中要进行大规模挖、填方，从而会形成高填方地基、高填方边坡及高挖方边坡等，高填方地基、高填、挖方边坡勘察目前还没有统一的技术标准，现行技术标准不能很好地指导工程实践，致使勘察工作中存在不同程度不足。本文结合在山西高填方项目勘察中的体会，提出高填方场地勘察中应注意的问题及工作重点，供同行技术工作者在工程实践中参考。

1 高填方工程的特点

高填方，目前尚没有统一的划分标准，一般认为填筑高度大于20 m且不超过80 m，按一定标准分层填筑和压(夯)实处理后的地基，高填方工程具有以下特点：1)项目所在场地原地形高差大、水文地质条件与工程地质条件复杂，岩土结构及工程特性变化较大，不良地质作用发育程度高；2)场平过程中会挖除原有边坡，同时填方和弃土堆放也会产生新的边坡，存在的工程地质问题较多；3)高填方工程工后沉降要求高，影响因素多，控制难度大；4)填方会对建设场地原有地下水、地表水径流、排泄条件形成改变，需形成新的排水体系。

2 高填方工程勘察的重点

由于高填方工程的复杂性和特殊性，竖向设计考虑因素多，项目总体规划等经常会有调整。岩土工程勘察前，应收集场地总体规划平面、竖向设计等资料，确定填方区、填筑材料料源区、挖方区及边坡区，确定各分区勘察范围及工作重点。

2.1 填方区

1)应重点查明场地不良地质作用的分布特征，评价其对工程建设的影响。黄土场地不良地质作用发育程度高，对场地稳定性影响大，应通过综合手段进行勘察。工程实践中通常采用的方法有工程地质测绘、调查、工程物探及钻掘探等。总结已完成的高填方项目，黄土填方场地发育的不良地质作用主要有滑坡、崩塌、黄土洞穴等，其中以滑坡对工程的影响最大。我们在吕梁某高填方项目勘察时发现，场地东侧分布有大型滑坡群，最大滑距约25.0 m，滑坡群最大宽度约1.0 km，根据场平设计标高，场平时需在滑坡顶部进行填方，填方会使滑坡再次复活，对场地稳定性造成影响。我们通过工程地质测绘，查明了滑坡特征及影响滑坡稳定的因素，研究了滑动机理。为准确查明滑动面特征，避免钻探对勘察成果的影响，重点部位我们采用人工探井查明了滑动面。对滑动面岩土体进行天然和饱和状态重复剪试验，科学测定了滑面抗剪强度指标，为滑坡治理提供了设计参数；崩塌一般分布在冲沟底部及两侧，规模一般较小，通过工程地质测绘就可查明其特征，通常场地填方前进行挖除与原地基一并处理，对高填方工程影响不大；由于黄土成分特殊、具大孔隙、垂直节理发育及具湿陷性等，在特殊的自然条件下，会形成陷穴、洞穴。另外，场区也常分布人工开挖的窑洞，这些不良地质问题，对工程建设构成了影响和威胁，工程建设前必须查清其分布特征。工作中可在采用工程地质测绘的基础上配合工程物探进行勘察，目前应用较多的物探方法有：a.电法：电测深法、高密度电法等；b.地震波法和声波法:瑞雷波法等；c.电磁法：地质雷达、电磁剖面等。

2)重点查明地下水分布特征。地下水对填方工程影响较大，勘察时应重点查明地下水的赋存条件与分布规律，根据区域水文地质条件分析工程修建后水文地质条件改变可能引起的环境地质和地质灾害问题，并做出评价。黄土填方区，地下水分布常不稳定，且随季节变化较大，雨季出水点增多、枯季断流。勘察时不能仅以勘察期结果为依据，应充分考虑地下水动态特征提出工程建议，确保填筑工程安全。

3)重点查明原地基结构，分析评价其工程特征。原地基的工程性质直接影响填方工程的工后沉降，据同类工程监测资料，原地基沉降最大占到总沉降的78%，由此可见原地基对高填方工程的重要性。勘察期间必须重点做好以下工作：

a.查清填方区原地基的地层结构。勘探线(点)按照先粗后细、由浅入深、先整体后局部，全局控制重点把握的原则布置。当冲沟沟谷较窄(<50 m)时，可只在沟谷底部布置勘探点；当冲沟沟谷较宽(>150 m)底部宽阔平坦时，沟谷底部适当增加勘探点。当填方段山坡较窄(<80 m)时，填挖交界面上可不布置勘探点；当填方段山坡较宽(>200 m)时，尤其是滑坡堆积层、崩塌堆积层或者坡积层，应布置取土勘探点。斜坡地段由于现场条件所限，详勘阶段难以布置足够的勘察工作量，随着填筑高度的增加，可以在施工阶段分阶段进行施工勘察，及时提供斜坡地段地基处理设计有关岩土参数；勘探点的深度应满足原地基处理、变形计算的要求，应按照上覆填土荷载情况，采用分层总和法估算影响深度确定勘探点深度。b.准确评价原地基工程性质特别是压缩性。勘察时应按填方高度计算上覆压力，提供上覆压力段范围内压缩性指标，为计算沉降提供依据。实际工作中有的技术人员往往忽视了高填方工程的特点，在进行压缩试验时，没有把上覆高填方的荷载加进去，造成压缩试验的压力偏低。在对黄土湿陷性进行评价，测定黄土湿陷系数的浸水压力时，也没考虑填土荷载的作用，造成湿陷性试验压力较低，湿陷性试验结果失真。

2.2 填筑材料料源区

挖方区一般挖至场平标高后结合建筑物平面位置进行勘察，场平阶段仅就料源工程性质进行勘察，对场地范围内拟用作料源的土料进行分类，分别确定各类料源土的物理力学性质指标，具体为：1)通过击实试验确定料源土的最大干密度和最优含水量。击实试验分为轻型击实试验和重型击实试验，轻型击实试验击实功为592.2 kJ/m3，重型击实试验击实功为2 684.9 kJ/m3，二者击实功差异较大，测定最大干密度差异明显，重型击实试验测定最大干密度大于轻型，最优含水量小于轻型击实试验测定结果。由于高填方的填方荷载较大，为了尽可能减小填筑体本身的压缩变形，提高其密实度是减小填筑体本身变形的直接手段。目前常用的高填方填筑施工方法主要有强夯法和冲击碾压法，考虑到施工机械的能量都比较大，强夯或碾压后填筑体的干密度可以达到较高的数值，再加上国内水利、公路、民航等行业土方工程的控制压实度均采用重型击实试验指标，因此从控制填筑体自身沉降的角度，宜采用重型击实试验。2)测定填料不同压实度、不同含水量条件下的压缩模量和次固结系数，提供沉降分析与预测所需参数。压实系数一般按0.90，0.93，0.95，0.97控制，含水量一般进行接近最优含水量和饱和含水量两种状态，试验压力按填方高度通过计算确定。3)测定填料不同压实度、不同含水量条件下的抗剪强度指标，压实系数及含水量控制状态同上，为填方边坡高设计提供依据。4)分析评价料源土对建筑材料的腐蚀性，提供钢筋混凝土构件设计所需资料。

2.3 挖方边坡区

挖方边坡区勘察重点为准确查明边坡高度范围内的地层结构，确定边坡设计所需参数。由于边坡稳定性分析方法的不同，得到潜在滑动面位置可能不一样，勘探点的深度应超过潜在滑动面位置，满足多种方法计算的要求；抗剪强度指标测定宜用固结快剪法，试验状态应包括天然状态和饱和状态。由于试验过程受多种因素影响，试验指标一定程度上会存在失真现象，仅凭取样进行室内剪切试验，往往与实际有较大出入。为准确提供设计参数，在进行室内试验的同时，可进行一些大型原位剪切试验或结合现状边坡进行反算，对室内试验指标进行校核。

3 结语

1)高填方场地复杂，应按填、挖方及填筑材料分区有重点性地开展勘察工作；2)高填方场地工程地质条件复杂，应采用工程地质测绘、调查、工程物探、钻掘探等手段进行综合勘察；有针对性开展室内、现场试验工作，相互补充、相互验证，准确提供设计所需参数。

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[2] 朱才辉.吕梁机场黄土高填方地基工后沉降时空规律分析[J].岩土工程学报，2013(2)：28-30.

[3] 杨印旺.强夯法在黄土地区某高填方工程中的应用[J].施工技术，2012(1)：48-49.

[4] 董 琪.黄土沟壑高填方工后12个月沉降变形规律研究[J].煤田地质与勘探，2016(2)：223-224.

Some experience of high loess fill site investigation in the field level

Sun Li

(Shanxi Investigation Research and Design Institute, Taiyuan 030013, China)

Combining with the experience in the geotechnic survey of loess-filled highway embankment, the paper sums up the problems in the loess-filled high embankment, has the objective evaluation over the sites according to the features of the loess-filled highway embankment from the filled areas, sources of filling materials, and excavation slope areas.

loess, loess-filled highway embankment, survey

1009-6825(2016)34-0073-02

2016-09-23

孙 丽(1972- )，女，工程师

P624

A