肖 潼

(貴州省交通建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司銅仁分公司)

1 軟土路堤穩(wěn)定性分析

(1)固結(jié)有效應(yīng)力法

地基軟土因排水固結(jié)作用，強(qiáng)度相應(yīng)得到提高，但按照國(guó)結(jié)理論的概念，外荷載是假定瞬時(shí)施加的，事實(shí)上路堤填土是按照一定的施工速率逐漸填筑的。固結(jié)有效應(yīng)力法考慮了軟基路堤施工的這種實(shí)際情況。在強(qiáng)度很差的軟基上修筑高路堤時(shí)，按照固結(jié)有效應(yīng)力法對(duì)采取分期加載方法逐漸使地基強(qiáng)度固結(jié)提高后的安全系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算，以保證路堤填筑過程中的穩(wěn)定性要求。

固結(jié)有效應(yīng)力法是在圓弧滑動(dòng)面條分法的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。圖1 表示固結(jié)有效應(yīng)力法檢算軟土地基上路堤穩(wěn)定性情況。

圖1 安全系數(shù)計(jì)算圖示

穩(wěn)定系數(shù)k 用下式計(jì)算

式中:cqi，φqi為地基土或路堤填料快剪試驗(yàn)測(cè)得的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角;φqi為地基土固結(jié)快剪試驗(yàn)測(cè)得的內(nèi)摩擦角;Ui為地基平均固結(jié)度。

(2)總強(qiáng)度法

用總強(qiáng)度法進(jìn)行穩(wěn)定分析時(shí)，采用的抗剪強(qiáng)度是以原位測(cè)試資料(十字板抗剪強(qiáng)度)，借用固結(jié)有效應(yīng)力法計(jì)算地基強(qiáng)度隨著固結(jié)增加的思想，采用強(qiáng)度增長(zhǎng)系數(shù)計(jì)算固結(jié)過程中強(qiáng)度的增量，計(jì)算公式為

式中:Sui為換算十字板強(qiáng)度或直接由十字板試驗(yàn)得到的抗剪強(qiáng)度;mi為地基土層強(qiáng)度增長(zhǎng)系數(shù)，按表1 取值。

穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算時(shí)，除按式(2)計(jì)算外，還需根據(jù)不同情況及獲得的不同設(shè)計(jì)參數(shù)，采用不同的計(jì)算式。

穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算中，考慮軟土強(qiáng)度因排水固結(jié)而增長(zhǎng)以及強(qiáng)度隨著深度變化的規(guī)律時(shí)，計(jì)算見式為

表1 地基土層強(qiáng)度增長(zhǎng)系數(shù)

式中:TI為地基分條重力在滑弧上的下滑力;TII為荷載分條在滑弧上的下滑力;L 為分條的弧長(zhǎng);h 為分條切入地基中深度;S0為軟土地基天然強(qiáng)度的地面截距;λ 為軟土地基天然強(qiáng)度隨深度變化率。

2 軟土地基上路堤的臨界高度

在天然軟土地基上，用通常速度施工，修筑一般斷面的路堤所能填筑的最大高度，稱為臨界高度，以表示。軟土地區(qū)地下水位高，若采用路塹形式，則塹坡穩(wěn)定、基床處理等的費(fèi)用會(huì)很大，且施工、運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)也困難，故應(yīng)避免。有條件時(shí)，路堤高度控制在設(shè)計(jì)臨界高度以內(nèi)可使地基加固處理大為減少。

臨界高度的大小取決于軟土的性質(zhì)和成層情況，軟土表層硬殼的厚度與性質(zhì)、填料的情況等，臨界高度僅作設(shè)計(jì)施工的參考依據(jù)。近似令φu=0 進(jìn)行估算，計(jì)算式為

式中:Cu為地基軟土的不排水抗剪強(qiáng)度;γ 為填土的重度。

3 軟土地基沉降控制

軟土地基沉降量計(jì)算時(shí)，其壓縮層厚度應(yīng)按附加應(yīng)力等于0.1 倍自重應(yīng)力確定。軟土地基的總沉降量S 可按瞬時(shí)沉降(Sd)與主同結(jié)沉降(Sc)之和計(jì)算。對(duì)泥炭土、富含有機(jī)質(zhì)黏土或高塑性黏土地層，可根據(jù)情況考慮次固結(jié)沉降(Ss)。

路基的工后沉降量及沉降速率應(yīng)符合表2 的要求。

表2 公路路基容許工后沉降