一种适用于抽水蓄能电站场地的湿陷性黄土地基处理方法

本发明涉及湿陷性黄土地基处理，具体涉及一种适用于抽水蓄能电站场地的湿陷性黄土地基处理方法。

背景技术：

1、黄土有着特殊的物质成分与结构特征，从而使其具有不同于其他同时期沉积物的特性，即湿陷性。当土体受到外界压力和受水浸湿的双重作用下，其自身原有结构会迅速破坏，结构强度急剧下降，土体会产生显著的下沉，进而导致上部结构物大幅度沉降、开裂或倾斜，危害巨大。

2、工程界有很多有效的处理不良地基的地基处理技术，常见的有预压法和预浸水法等。传统预压法是在软弱地基上增加载荷，使其压密，从而提高其强度，降低其沉降变形，有着施工工艺简单，价格低等优点；但是一般仅适用于饱和土或者高含水量的黏土，而天然黄土往往含水率不高，因此不可直接应用。而预浸水法通过预浸水让黄土提前消除湿陷性，在工程建设时或者后期，就可以有效避免过大沉降，作为黄土地基处理的一种较早的方法，有着施工简单、造价低的优点；但是它也有着不可回避的缺点，就是水流下渗耗时过长且后期固结时间长，往往影响工期，且仅能去除黄土自重湿陷性，对上部浅层黄土的湿陷性去除效果也不理想。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种适用于抽水蓄能电站场地的湿陷性黄土地基处理方法，可以充分发挥预浸水法的优势，同时利用水的重力预压地基，可更好的消除黄土地基的湿陷性，提高湿陷性黄土的承载能力，降低处理地基的成本。

2、为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种适用于抽水蓄能电站场地的湿陷性黄土地基处理方法，包括以下步骤：

4、步骤1：勘探取样；

5、步骤2：土样测试；

6、步骤3：确定地基处理范围；

7、步骤4：打孔埋设电极板；

8、步骤5：浸水；

9、步骤6：抽水预压；

10、步骤7：联合电渗法排水固结；将提前埋设好的电极板接通直流电源以及电荷控制器，进行电渗排水；

11、步骤8：取土检验；通过监测发现含水率降低至天然状态下，即接近取样时的含水率±2％，方可取样检验。

12、所述步骤1具体为：在场地的山堆、浅坑或者地形地质复杂的地区钻孔取样；用钻机钻孔至湿陷性黄土底层，每隔1m取一个土样，取至湿陷性黄土层底。

13、所述步骤2具体为：

14、2.1、测定土样的含水率、孔隙比、土粒比重等物理、力学性质，其中含水率的测定根据《土工试验方法标准》gb/t50123-2019，孔隙比根据公式(1)计算，土粒比重根据《土工试验方法标准》gb/t50123-2019测定；

15、

16、ρs——土样的土粒密度，即单位体积土粒的质量；

17、ω——土样的含水率(％)；

18、ρ——土样的天然密度(g/cm3)；

19、2.2、确定所取样的湿陷系数和自重湿陷系数；根据《湿陷性黄土地区建筑规范》kb50025-2018确定所取样的湿陷系数δs和自重湿陷系数δzs；

20、2.3、计算土样的湿陷量与自重湿陷量；根据《湿陷性黄土地区建筑规范》kb50025-2018计算出场地的湿陷量δz与自重湿陷量δzs。

21、所述步骤3具体为；

22、3.1、判定场地湿陷等级；根据《湿陷性黄土地区建筑规范》kb50025-2018，通过场地的湿陷量δz与自重湿陷量δzs判定场地的湿陷等级；

23、3.2、建筑物分类；根据《湿陷性黄土地区建筑规范》kb50025-2018，判定建筑物的等级；

24、3.3、确定处理湿陷性黄土层的厚度；根据《湿陷性黄土地区建筑规范》kb50025-2018，依据确定的湿陷等级与建筑物分类，判断欲消除湿陷性的湿陷性黄土层的厚度；

25、3.4、确定处理湿陷性黄土层的长度和宽度；长度和宽度为蓄水池的基础长度和宽度加上基底下设计处理深度的1/2。

26、所述步骤4具体为：在现场进行打孔，按照三角形或者正方形布桩，孔间距为15-20m，孔径为0.35m-0.45m，将电极板埋入孔口内，再用砂砾填充。

27、所述步骤5具体为：利用水泵将河里的水抽至蓄水池，使其通过所打孔下渗；停止浸水时间应以湿陷变形稳定为准，湿陷变形稳定标准为最后5天的平均湿陷量小于1mm/d，当处理湿陷性黄土层的厚度大于20m时，沉降稳定标准为最后5天的平均湿陷量小于2mm/d。

28、所述步骤6具体为：在水库底铺设聚乙烯材质的隔水层，在其上层再铺设砂砾垫层；根据水库最大设计容量，利用水泵从旁边的江河进行抽水；将电极板与直流电源以及电荷控制器通过相应的连接线连接并且通以直流电，在电渗过程中，通过控制电压来进行电极反转来提高电渗效率，及时记录和监测土壤的相关指标；根据规范《建筑地基处理技术规范》jgj79-20进行质量检验和竣工验收。

29、所述步骤8具体为：在排水固结完成后，再根据《湿陷性黄土地区建筑规范》kb50025-2018，通过室内试验计算出所取土样的湿陷系数δs和自重湿陷系数δzs；从而判断湿陷土层是否达到规范标准；若浅部地层不达标，进行局部换填处理，若深部地基不达标，则进行局部桩基础处理。

30、和现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明将预浸水法和预压法联合并改进，后期采用电渗技术加速处理湿陷性黄土地基。由于在预浸水的环节就已经消除了黄土地基大部分的湿陷性，并提高了含水率，所以在后续抽水预压的过程中也更容易消除黄土地基的剩余湿陷性，最后联合电渗法排水，大大提高了地基排水固结的效率。具体表现为以下3个优点。

31、1、由于抽水蓄能电站都是建立在江河旁边，周围有着丰富的水资源，因此利用抽水蓄能电站附近江河中的水源对湿陷性黄土浸水并预压，可显著降低处理地基的成本。

32、2、利用预浸水、抽水预压和电渗法排水相结合的方法可达到更好的消除黄土地基的湿陷性，提高湿陷性黄土的承载能力，并且缩短工期的效果。

33、3、由于使用的清洁能源，且无强烈的施工噪音，可减少对周边居民和环境的影响，经济且环保。

技术特征：

1.一种适用于抽水蓄能电站场地的湿陷性黄土地基处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1具体为：在场地的山堆、浅坑或者地形地质复杂的地区钻孔取样；用钻机钻孔至湿陷性黄土底层，每隔1m取一个土样，取至湿陷性黄土层底。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2具体为：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤3具体为；

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4具体为：在现场进行打孔，按照三角形或者正方形布桩，孔间距为15-20m，孔径为0.35m-0.45m，将电极板埋入孔口内，再用砂砾填充。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5具体为：利用水泵将河里的水抽至蓄水池，使其通过所打孔下渗；停止浸水时间应以湿陷变形稳定为准，湿陷变形稳定标准为最后5天的平均湿陷量小于1mm/d，当处理湿陷性黄土层的厚度大于20m时，沉降稳定标准为最后5天的平均湿陷量小于2mm/d。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6具体为：在水库底铺设聚乙烯材质的隔水层，在其上层再铺设砂砾垫层；根据水库最大设计容量，利用水泵从旁边的江河进行抽水；将电极板与直流电源以及电荷控制器通过相应的连接线连接并且通以直流电，在电渗过程中，通过控制电压来进行电极反转来提高电渗效率，及时记录和监测土壤的相关指标；根据规范《建筑地基处理技术规范》jgj79-20进行质量检验和竣工验收。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤8具体为：在排水固结完成后，再根据《湿陷性黄土地区建筑规范》kb50025-2018，通过室内试验计算出所取土样的湿陷系数δs和自重湿陷系数δzs；从而判断湿陷土层是否达到规范标准；若浅部地层不达标，进行局部换填处理，若深部地基不达标，则进行局部桩基础处理。

技术总结
一种适用于抽水蓄能电站场地的湿陷性黄土地基处理方法，首先通过现场勘察和取土检验判断湿陷性黄土的深度以及湿陷系数等数据，之后在场地钻孔，插入电极设备并且填入砂砾石；再从附近的江河抽水进行预浸水处理，预浸水结束后在表面覆铺盖隔水膜，进行灌水预压，当沉降量稳定后，打开直流电源，联合电渗法排水固结，直至符合规范要求结束预压，并进行排水；最后，再次取土检验土样是否达到预期要求；本发明利用抽水蓄能电站附近江河中的水源对湿陷性黄土浸水并预压，可显著降低处理地基的成本；利用预浸水、抽水预压和电渗法排水相结合的方法可达到更好的地基处理效果，消除黄土地基的湿陷性，提高湿陷性黄土的承载能力。

技术研发人员：张耀,邵明航,秦健翔,刘争宏,李刚,唐浩,杨莎莎,郭培玺,习羽
受保护的技术使用者：西京学院
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10