占治軍, 褚 為, 劉錦洲
1 中機(jī)三勘巖土工程有限公司(430030) 2 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院(430074)
在道路工程中,路面的沉降變形問題始終是一個(gè)不可忽視的問題。特別是在軟土地區(qū),沉降變形不均勻或沉降量過大,都會直接影響高速公路的正常使用,甚至誘發(fā)交通事故的發(fā)生。及時(shí)掌握道路的沉降變化情況,分析探討其沉降變形特點(diǎn)和發(fā)展規(guī)律是很有必要的。一方面,通過地基的變形,沉降和穩(wěn)定性觀測資料的分析,可以評價(jià)各種處治方法對液化地基的加固效果;另一方面,通過觀測結(jié)果對勘測階段提出的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)查、修正,優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,完善設(shè)計(jì)計(jì)算方法。因此,沉降觀測是確保道路工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)[1][2]。
北京至珠海國道主干線新鄉(xiāng)至鄭州段高速公路全長約81.7公里,沿線分布著廣泛的稻田區(qū)、藕池、魚塘,地下水位深度約0.6m~4.0m,在黃河大堤附近水位為1.0m左右。該區(qū)地震烈度為Ⅶ~Ⅷ度。根據(jù)地質(zhì)勘察成果,上部土層以低液限粉土和低液限粘土為主,下部為粉細(xì)砂至中砂,存在大量的可液化土及軟弱土,為了技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量和工期,決定在No.9合同段做兩個(gè)觀測斷面進(jìn)行地基科研試驗(yàn),以優(yōu)化設(shè)計(jì)、施工參數(shù),提供合理的抗液化及減小地基沉降的處理措施。
1.1.1 觀測斷面幾何參數(shù)
表1 觀測斷面幾何參數(shù)一覽表
1.1.2 觀測斷面埋設(shè)儀標(biāo)及部分地基處理參數(shù)
表2 觀測斷面埋設(shè)儀標(biāo)及部分地基處理一覽表
觀測斷面處地基處理參數(shù)如下表:
表3 觀測斷面處地基處理參數(shù)一覽表
根據(jù)勘察資料,觀測斷面附近軟弱地層在處理之前的物理力學(xué)性質(zhì)為:以粉質(zhì)粘土、粉土為主夾薄層粉、細(xì)砂,呈軟塑至流塑狀,振動易液化,標(biāo)貫擊數(shù)在3~6擊,靜力觸探錐尖阻力qc=1.3~1.6MPa,下部為粉細(xì)砂層,呈中密至稍密狀。
考慮到篇幅問題,在此本論文以K60+730斷面為例。路基橫端面中心設(shè)計(jì)填土高度6.8m,路面寬度42.5m(左右兩邊為匝道),邊坡1:1.5。測試組件包括,孔隙水壓力計(jì)10只,土壓力計(jì)2只(分別位于碎石樁和樁間土上),布于路中線的分層沉降管1根(24個(gè)磁環(huán),其中填土內(nèi)部6個(gè)),橫剖管1根,坡腳測斜管2根。
如圖1和圖2所示,當(dāng)填土高度增加時(shí),樁和土的應(yīng)力分配依據(jù)其剛度不同而各異,總體趨勢為碎石樁的樁土應(yīng)力比在1.02~1.20之間變化,變化幅度較小。
圖1 K60+730斷面應(yīng)力時(shí)程曲線
如圖3所示,路中心沉降量最大,填土高度為6.8m時(shí)路線中心處沉降量為-178mm。橫剖平均沉降量為-148.8 mm。
圖2 K60+730斷面橫剖沉降曲線
1)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和相應(yīng)測試曲線圖可得,當(dāng)填土高度增加時(shí),樁和土的應(yīng)力分配依據(jù)其剛度不同而各異,總體趨勢為,碎石樁的樁土應(yīng)力比在1.02~1.20之間變化,變化幅度較小。
2)分層沉降測試表明,變形主要發(fā)生在地表以下15.0m內(nèi)的地層,其變形量占總變形量的78%~89%。
3)加固后的地基橫剖面呈波動狀,碎石樁處理后地基橫剖變形較均勻。
[1]王春明.多層磚混住宅水泥攪拌樁復(fù)合地基沉降觀測與分析[M].天津:河北工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院.
[2]黃生根,吳鵬,戴國亮.基礎(chǔ)工程原理與方法[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社,2009,37.