整平场地水位上升引发的问题.ppt

整平场地 水位上升 引发的问题,1 工程概况,内蒙准格尔大型选煤厂 在土丘斜坡上，南高北低，高差51m，地面坡度10%。 北端点岱沟，季节性水流， 东西两侧都有冲沟，西侧冲沟下游出露下降泉，水量不大。东侧冲沟紧邻场地东边界， 两沟雨季时由南向北流入点岱沟，沟深坡陡。,1990年平整场地， 西冲沟全部填埋，下游泉水处用块石做成盲沟将水引出，回填时不慎将盲沟出水口堵死。东冲沟上游填平，中有公路通过，将沟截断。 场地整平成六个平台， 最低点岱沟为铁路站线，第二平台高出20m, 布置9个产品煤筒仓。二至六平台高差顺序为4m、4m、6m和6m。边坡做成1：1.5。第三平台布置浓缩池等，第四平台主厂房，第六平台布置双排9个原煤筒仓。 极大的改变了原始地形地貌 平整后长550m, 宽300m。,两组大型储煤圆筒仓，是高、重、大构筑物。 第六平台上9个原煤筒仓，双排，单仓直径22m, 高56.4m, 至配煤车间总高69m,单仓容量16 000吨, 包括自重总荷载292 000kN。箱形基础，扩大直径至25m, 埋深6m, 基底压力595kPa。 第二平台9个产品煤筒仓，单排、单仓直径15m, 高35m, 加配煤车间总高47m，单仓容量32004500吨。包括自重总荷载109 000kN。片筏基础，扩大直径至18m，埋深4m，基底压力430kPa。,2 勘察设计与施工,按2025m间距勘探 ， 114探井保证取样原状。三轴、直剪、压缩、高压固结等。旁压、静探、标贯等原位测试 三组载荷试验，最大加荷1200kPa和1000kPa, 超过建筑荷载一倍多。 原煤仓基底为Q2黄土状粉质粘土，厚8.8m；其下虽仍为Q2, 但含水量较高，饱和，土质较差，厚度不均，最厚者13m，有的为0, 一般89m，下部是第三系红色粉质粘土，厚者89m,有的缺失，一般66m。基岩为二迭系上石盒子组的强风化泥岩。,产品仓基底下为Q3黄土状粉土，厚3.36.0m，一般4.3m。其下为Q2黄土状粉质粘土，含水量较高，饱和，土质较差，厚05.7m,一般4.0m。基岩与原煤相同。 原煤仓水位地面14m以下，产品仓地面8m以下。水位变化很大，有的未见水。一般基岩突出处无水，考虑内蒙干早，地下水不会太大影响。 勘察重点是持力层和下卧层的饱和土。地基承载力以载荷试验为主，结合多种室内及原位测试数据，进行理论计算和经验公式取值。,原煤仓持力层的地基承载力为350kPa, 深宽修正后取值600kPa。产品仓持力层地基承载力在460kPa以上，取值450kPa，都满足上部荷载要求。 下卧层饱和土未做载荷试验，但室内试验和原位测试数据齐全，承载力标准值250kPa。饱和土力学性质有所降低（2030% ），但验算满足要求，余地不大。 变形验算，压缩模量采用探井原状土试验数据，并与载荷试验的变形模量对比。 原煤仓最大沉降24.9cm，最大倾斜率为0.0036 产品仓计算沉降和最大倾斜为8.78cm和0.0009, 都满足要求。,1990年78月两组煤仓相继开工， 检验基底土性质，与勘察成果一致。基础出地面后设立观测点，开始沉降观测。 1991年5月产品仓竣工，1991年8月部分原煤仓竣工。一年后，1992年8月实测原煤仓平均沉降2.5cm, 倾斜0.00045；产品仓为1.7cm和0.00047。 尚未装煤，仓体自重占总重约45%和55%, 实测沉降约为预估沉降的50%，并已趋向稳定， 认为这将是一项成功的岩土工程。,3 事故的发生与发展,1993年末，一级平台高20m的边坡上，沿岩面大量渗水，冬季冻成冰砣，开冻后大量渗水。 1994年3月，局部边坡突然塌滑。长约120m, 坡顶裂缝距产品仓仅20m, 裂缝宽140mm, 最大落差200mm。4月中旬裂缝宽600mm, 落差510mm。 措施： 仓北15m处打两排嵌岩护坡桩80根。坡脚处做42根抗滑桩，边坡刷缓1：1.75，全部护砌。后在边坡下打水平泄水孔及筑盲沟排水，坡脚砌筑重力式毛石混凝土挡土墙，至1995年4月滑坡基本稳定。,产品仓自1993年后沉降加速，至1995年1月，空仓沉降4.3cm, 超过空仓预估沉降4.13cm，且仍在延伸，趋势不稳定。 补充勘察发现水位普遍上升1.52.0m。持力层Q3黄土状土下部饱和。原下卧的饱和土层位提高2.02.5m。 持力层含水量略有增加，液性指数由0增至0.12。抗剪强度降低了约四分之一，压缩模量降低了4050%。地基承载力仅330kPa，满足不了基底压力450kPa的要求。 软弱下卧层验算不能通过。 当时尚未装煤。,原煤仓补充勘察，也发现水位普遍上升1.52.5m, 饱和土层位提高了3.03.5m, 最高处距基底仅4m。 软弱下卧层验算不能通过。 计算沉降达58.3cm, 超过允许值（40cm ）。且倾斜多处超过1%, 个别达2%， 两组筒仓补勘结论：必须加固，否则不能装煤。 全场区水位都有不同程度上升，普遍上升2m左右，最多3.5m。约三分之一钻孔不足l.0m。,4地下水上升的原因分析,远离黄河，高程在1170m以上，无地表水体。年平均降水量378mm, 蒸发量2126.5mm。汇水面积有限。 工程建设改变了环境 原来坡度10%，地表板结，部分植被。两侧冲沟, 排水通畅。绝大部分雨水由地面排入点岱沟。垂直渗入土中不足20%,平场填沟后，形成六个平台，平台坡度为0.120.47%。地表硬壳破坏，原土裸露。两侧冲沟填埋，冲沟内泉眼被堵，使通畅的地表迳流成为在各台阶平地上的缓流。 加上设计的排水系统尚未形成，使入渗量由不足20%增至40%左右。 黄土状土垂直渗透系数是水平的10倍，水平运动十分缓慢。水在土中没有出路，只能在土中聚集，缓缓向最低一个边坡流动。 三年后开始在边坡基岩面上渗出形成冰砣，整个场地地下水位升高了23m。,5事故的处理(1),产品仓上游（南侧）15m处， 风化岩石中开凿截水盲洞，盲洞净断面高1.7m, 宽1.0m, 洞上一排渗水井，间隔1015m, 地下水通过渗水井引入盲洞, 向坡下排出。,5事故的处理(2),产品仓用劈裂水泥注浆加固地基， 注浆孔442个，间隔3.0m。穿透筏基注浆，水灰比1：1和0.8: 1，注浆深度达基岩, 平均深6m。 为避免跑浆及减少地基侧向变形，沿产品仓基础四周做直径1.2m及1.0m的灌注桩围箍162根，桩端入基岩36m, 平均桩长17m。灌注桩间加旋喷桩， 使整个地基土封闭,5事故的处理(3),原煤仓同样用劈裂水泥注浆加固地基，注浆孔共754个，平均间距3.0m,在箱基中作业穿透基础，水灰比1：1，注浆深度进入第三系（或基岩）0.5m。平均孔深14.5m. 同样沿仓基础用旋喷桩围箍，共680根。,5事故的处理,加固施工从1995年9月至1996年6月， 处理费用3500万元（含边坡处理）， 处理效果良好。经检验， 产品仓地基承载力达到500600kPa，原煤仓达到600700 kPa。,5事故的处理,1996年9月开始装煤， 分三期加载，每期加三分之一容量。至 1998年3月最大沉降 产品仓为26.