论变电站某变电站北侧填土边坡开裂理由分析

论文导读：（Qs）素填土①：红褐色，成分以粘性土为主，混有暗紫红色、褐风化泥岩、粉砂岩角砾、碎石，粒径一般为4～50mm，均匀性较差，厚度1.5～9.7m。填土经过夯实，密实度相对较好，上部呈稍密状，中下部呈中密～密实状，堆积时间不到半年，为欠固结土。压缩系数0.075～0.335MPa-1，属低～中等压缩性土。标准贯入试验锤击数为5～11击，平均值为8
摘 要：某变电站于2007年10月9日进行进场地平整工作，于2008年1月20日完成边坡浆砌石护面施工。随后经过春节期间的雨水及低温天气后，变电站北侧的填土边坡出现了坡面开裂现象。为查明边坡开裂原因。分析该建设场地的地层岩性，并结合力学试验研究成果及综合比较，提出合理建议，相关研究结论对类似工程具有一定借鉴意义。
关键词：变电站 填土边坡 地开裂
1007-3973（2013）010-009-02
1 工程概况
某变电站于2007年10月9日进行进场地平整工作，于2008年1月20日完成边坡浆砌石护面施工。随后经过春节期间的雨水及低温天气后，变电站北侧的填土边坡出现了坡面开裂现象。为查明边坡开裂原因，根据2008年3月5日本工程的会议纪要，本次研究对该边坡填土进行研究工作，查明边坡填土的质量及物理力学指标，对边坡稳定性做出正确评价。
本次研究在北侧填土边坡马道上共布置了8个钻孔，孔深5.45～1

2.10m，总进尺69.75m，进行标准贯入试验43次，取原状素填土土样17组。

变电站北侧填土边坡开裂特征如下：坡面出现不同程度的裂缝；挡土墙顶面（高程约168.80m，顶宽约0.8m）下约0.8m截沟缝混凝土砂浆松开，少部分脱落，脱落的砂浆含砂量较大，水泥含量少，用手一捏就可以散开；挡墙中心线在中部弯曲，最大偏离值为11cm；在边坡顶边缘有纵向（平行于长轴方向）裂缝，摘自：学年论文www.7ctime.com
在东端边坡填土较薄的地段，在边坡的中部形成纵向裂缝，宽度约1～20mm，在转角处，裂隙形成两条分支；坡顶的周围没有变形，无开裂。
2 地层岩性
在勘探深度内，场地土层主要有第四系人工堆积层（Qs）、洪积层（Qpl）和残积层（Qel）。各岩土层特性如下：

2.1 第四系人工堆积层（Qs）

素填土①：红褐色，成分以粘性土为主，混有暗紫红色、褐风化泥岩、粉砂岩角砾、碎石，粒径一般为4～50mm，均匀性较差，厚度1.5～9.7m。填土经过夯实，密实度相对较好，上部呈稍密状，中下部呈中密～密实状，堆积时间不到半年，为欠固结土。压缩系数0.075～0.335MPa-1，属低～中等压缩性土。标准贯入试验锤击数为5～11击，平均值为8.28击。

2.2 全新统洪积层（Qpl）

（1）粘土②1：黄褐色、灰褐色，花斑状，含有较多有机质，混少量植物根系。土质粘性好，湿～饱和，软塑状，层厚

1.0m。标准贯入试验锤击数为4击。仅见于SK04孔，原为水田地。

（2）粘土②：灰褐色、黄褐色，间夹灰白色粘土条带。土质粘性好，湿，可塑状为主，层厚

1.65m。标准贯入试验锤击数为9击。仅见于SK04孔，原为水田地。

2.3 第四系残积层（Qel）

粘土③：红褐色，花斑状，间夹灰白色粘土条带，土质粘性好，切面光滑，局部含有铁锰结核，粒径一般为3～20mm，次棱角状，稍湿，硬塑状，层厚0.80～5.00m。压缩系数0.099～0.126MPa-1，属低～中等压缩性土。标准贯入试验锤击数为8～13击，平均值为10.1击。
本次研究在勘探深度内未见地下水位。
3 填土物理力学试验
本次研究共取了17组原状填土样进行室内土工试验，其中6组加做自由膨胀率及胀缩性试验，根据土工试验成果，素填土①层：自由膨胀率为30%～50%，平均为42.08%，具有弱膨胀潜势；相对膨胀率为0.0%～0.08%，平均值为0.042%，胀缩总率为1.10%～2.96%，平均值为1.98%，属弱胀缩土。根据当地区域气象资料，计算出场地土的湿度系数为 w=0.801，从而得出场地大气影响深度为3.5m，大气影响急剧层深度为1.58m。经过计算，得出素填土①层的胀缩变形量s=2

6.71mm，地基的胀缩等级为Ⅱ级。

由此试验资料表明组成边坡的土层的膨胀性等级降低了。由原状土的中等膨胀性降低了。填土的干密度 d =1.45～2.03 g/cm3，平均值为1.71 g/cm3，而最大干密度 dmax =1.68～1.84 g/cm3，平均值为1.76 g/cm3，控制的压实系数 c平均值为0.97，表明填土的密实度总体上是大于0.94的，但有不均匀性。如有两个土样的干密度仅为1.45g/cm3及1.53g/cm3论文导读：
，其压实系数仅为0.83及0.87，明显低于0.94的要求，深度在2.0～2.4之间，这也表明填土的不均匀性主要分布在浅部。从填土的抗剪强度指标看，天然快剪试验c=46.1～78.2 kPa，平均值为67.8kPa，标准值为55.9 kPa， =18.3～24.8€埃骄滴？0.5€埃曜贾滴？8.7€埃咂律杓撇捎玫目辜羟慷戎副阠=25kPa， =7€埃？1

3.5€埃杉钔恋目辜羟慷仁怯薪洗蟮陌踩⒈傅模欣诒咂碌恼逦榷ā？

4 填土边坡开裂原因分析
经过现场对北侧开裂边坡进行研究，发现坡顶马道及坡面有数条裂缝，且坡面有不均匀隆起、坡底挡土墙也出现水泥护面剥落现象。裂缝大多呈水平方向发展，相互平行，向前延伸，延伸性较好，其中东北角开裂较严重。裂缝一般宽5～100mm，长6～15m。
北侧填土坡面自上而下共布设排水管3～6排，间距3～6m。经现场查看，北侧填土边坡排水不畅，排水管绝大部分未见排水痕迹。
场地平整的填土主要为场地内的粘土层及强风化岩层。根据土工试验成果，场地素填土具有弱膨胀潜势，属弱胀缩土。填土边坡由于膨胀性填土吸水膨胀软化或失水收缩开裂而导致土的体积和状态发生变化也较弱，因此填土边坡的胀缩性对边坡浆砌石开裂有一定的影响。
根据坡面开裂缝大多呈水平方向发展，且具有层状特征，在填土边坡浅层土质不均匀性，在雨水软化作用下，产生表层位移，从而引起坡面浆砌石开裂，这是填土边坡浆砌形成开裂的主要原因。
另外，低温天气的过程，可能加剧边坡挡土墙及浆砌石护坡面的开裂，同时局部浆砌石砂浆水泥含量过少，使砂浆抗剪力过低，也导致浆砌石开裂提供了一定的条件。
5 结论及建议
（1）从现场研究及原位测试成果看，北侧边坡的填土成分不均匀，上部呈稍密状，中下部呈中密～密实状。标准贯入试验及土工试验资料均表明填土的物理力学强度的均匀性。
（2）北侧填土边坡的填土经过夯实，且密实度相对较好，出现的裂逢是由多种原因造成的，弱胀缩性有一定影响，但坡面表层填土不均匀性是开裂的主要原因，低温天气过程及浆砌石砂浆局部水泥含量过少也加剧了坡面浆砌开裂。该边坡开裂为表层改造变形特征，不会造成边坡整体变形失稳。
（3）为了防止填土边坡的进一步破坏，应对开裂缝进行封闭，同时在坡顶及坡面上设置良好畅通的排水系统，使雨水尽快从坡面上排走，防止边坡上雨水的大量渗入，加剧坡面开裂。
（4）随着填土层的固结作用，填土边坡表层压实度不够的填土将进一步被压实，将逐渐趋于稳定。
（5）边坡最高的地段坡脚已有挡土墙，挡土墙基础埋深达3.0m，基础埋深较大，而挡土墙的临空高度为3.0～4.0m，其他地段边坡高度不大，同时边坡土层的整体密实度及抗剪强度指标均有余度，因此，综合判定边坡整体是稳定的，不会危及到建筑物的安全，边坡不会形成整体滑动。
（6）为了及时掌握边坡变形趋势，建议对边坡设观测点观测，同时验证边坡稳定性的判断的正确性，并为边坡变形提供实测数据。
参考文献：
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