兰州至中川城际高铁盐渍土现场浸水载荷试验分析

2018-04-25张乐婷王红霞任小艳

中国建材科技 2018年1期

张乐婷王红霞任小艳

(1甘肃交通职业技术学院，甘肃兰州 730070；2兰州交通大学，甘肃兰州 730070)

1 试验点场地概况

试验点地形平坦开阔，线路行经在冲、洪积土层上，并行于既有线右侧，水平距离约70m。地面高程849～858m，自然坡度1°～3°，呈北高南低的趋势，相对高差1～2m。测区内为盐质荒漠，地表零星生长有耐盐植物，该段线路大部分设计为路堤，填方高度一般为2～4m。

2 试验点地层岩性及物理力学特性

2.1 试验点场地地质结构[1]

<2>CL含砂砾质黏土（Q4al+pl）：黄色，半坚硬～硬塑状态，含10%～25%粗砂及砾石，钻探岩芯中可见盐及石膏的结晶体。一般厚0.2～0.5m，局部稍厚，属Ⅱ级普通土，C组填料。

<5-2-1> GP-GC含黏土级配不良砾（Q4al）：灰褐、灰白色，稍湿，中密～密实状，砾石占50%～55%，粒径5～75mm，岩质成分以凝灰岩、砂岩、玄武岩等为主，呈圆、次圆状，余为砂及粉质黏土充填，级配较差。不同深度可见到盐结晶体，晶体成分主要为硫酸盐（主要成份为CaSO42H2O），晶体含量约15%～30%，根据挖探揭示主要分布在DK79+100～DK82+000段含盐及石膏晶体较多，一般厚0.5～1.5m，最厚可达2m，该层不宜作为路基填料。

<5-2>GP-GC含黏土级配不良砾（Q4al）：灰褐、灰色，稍湿，中密状，稍有胶结，砾石占55%～60%，Φ5～75mm，夹少量的卵石，石质成分以凝灰岩、砂岩、玄武岩为主，呈圆、次圆状，余为砂及粉质黏土充填，级配较差。不同深度亦能见到盐及石膏的结晶体。广泛分布测区厚度大于20m，属Ⅲ级硬土，B组填料。

2.2 各岩土层物理力学参数

各岩土层物理力学参数见表1。

表1 岩土物理力学指标推荐值

3 试验方法及设备

3.1 试坑设计及测点布置

根据试验条件并依据《盐渍土地区建筑技术规范》确定荷载板直径为0.8m，试坑直径为2.5m。在坑内布置12个沉降观测点，每个类别的观测点均应连线后呈正方形，且平行均匀分布于基准梁的两侧，其中，4个表层观测点（9#，10#，11#，12#）布置在距试坑中心1m的坑底天然土层，4个荷载板观测点（1#，2#，3#，4#）布置在荷载板外侧边缘处，4个分层观测点（5#，6#，7#，8#）布置在距试坑中心0.43m的不同深度土层。

3.2 工况及原理

根据《盐渍土地区建筑技术规范》和当地气象条件，设定各工况，并设定浸水压力为200KPa（即千斤顶反力10t）。加载阶段分为8级进行；浸水阶段分浸水60mm浸水工况，24小时30cm常水头浸水工况，30cm常水头长期浸水工况；将承载力特征值阶段分8级荷载进行加载，以更准确的确定地基承载力。

4 试验过程

表2 试验工况划分

1）开挖直径2.5m，深0.4m的圆形试坑。

2）在以试坑中心点为圆心，半径为0.55m的圆上，钻四个直径11cm的孔，四个孔的连线呈正方形且每侧两孔连线要平行于基准梁，孔底距坑底分别1.6m、3.2m、4.6m、7.6m。

3）在孔内用适量砂子（2～3cm）垫平并压实，将沉降板平放在坑内，保持钢筋杆垂直，然后放入3～5cm砂子压在沉降板上并压实，再放入PVC管，套在测杆上。将沙子分层填充PVC管周围空隙至离钻孔口30cm，每层填0.5m，用钢筋捣实，离钻孔口30cm的范围内用粘性土填筑压实。

4）在载荷板底铺设 3cm厚的砂层，并使之密实，将直径为0.8m的载荷板安置在试坑中心，将反力梁及千斤顶安置好，并将25t荷载均匀堆放在加载架上。

5）架设基准梁，并固定牢固，将安装在12根测杆（沉降板4根，载荷板4根，试坑底4根）上的百分表探针放置在基准梁上，将表调零。

6）依次按照各试验步骤条件进行加载和注水，并由记录人员读数并记录，试验由步骤1～19依次进行。每级工况下，前 1 小时内按间隔时间 10、10、10、15、15min 读数，一小时以后，每隔半小时测读一次沉降量。连续两小时内，每小时的沉降量小于0.1mm 时，则认为沉降已稳定，可进行下一级工况，至最后一级荷载作用下地基沉降稳定。