郭 斌 丁戰(zhàn)峰 魏永孝

(1.甘肅中建市政工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000; 2.中國市政工程西北設(shè)計(jì)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000)

0 引言

隨著城市基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的不斷完善和現(xiàn)代化建設(shè)的不斷深入，為充分利用土地資源，往往新的構(gòu)筑物需穿越大厚度含有大量建筑垃圾、工業(yè)廢料或城市生活垃圾等的雜填土。當(dāng)雜填土均勻性和密實(shí)度較好時(shí)，在采取加強(qiáng)基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)剛度的措施后可作為一般建筑物的天然地基持力層。因此確定擬建建筑場(chǎng)地雜填土的地基承載力對(duì)工程設(shè)計(jì)及施工期間地基處理技術(shù)方案的確定是十分必要的。

本工程為西安市東南郊水廠配水管網(wǎng)工程，該段管道位于浐河西岸，現(xiàn)狀地形高差45.0 m；配水管道管徑1.0 m，采用直埋形式敷設(shè)，設(shè)計(jì)管頂覆土：斜坡段覆土深度1.0 m、平直段覆土深度3.5 m。

對(duì)于雜填土地區(qū)的邊坡穩(wěn)定性分析,前人都集中在厚度較小的雜填土且雜填土與原狀土之間的滑移破壞，對(duì)于大厚度雜填土邊坡的穩(wěn)定性分析較少，本文結(jié)合具體的市政基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)該大厚度雜填土邊坡進(jìn)行了踏勘及專項(xiàng)勘察，為邊坡穩(wěn)定性的計(jì)算提供了可靠的技術(shù)支持。

1 工程地質(zhì)條件

該管道段地貌類型主要為黃土塬、黃土斜坡及浐河一級(jí)階地的交匯處，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其形態(tài)主要為黃土斜坡、浐河一級(jí)階地地貌。分布在管線上、下塬的過渡帶，一般坡度較大，現(xiàn)狀為鉆探稍經(jīng)平整的緩坡狀，平均坡度為45°左右，坡高約45 m，原狀坡角為建筑垃圾自然休止角，小沖溝發(fā)育，穩(wěn)定性一般，植被主要為雜草及灌木，該段邊坡范圍內(nèi)，雜填土的厚度4.5 m～43.4 m，坡頂拉裂縫較發(fā)育。

根據(jù)鉆孔和探井揭露，擬建工程場(chǎng)地勘探深度范圍內(nèi)地層自上而下主要由①層雜填土、②層黃土狀粉質(zhì)黏土、③層卵石、④層粉質(zhì)黏土、④-1層中砂、⑤-1層黃土狀粉質(zhì)黏土、⑤-2層古土壤、⑥層卵石、⑦層粉質(zhì)黏土、⑦-1層中砂組成，典型工程地質(zhì)剖面如圖1所示。

2 模型尺寸及各層土體物理力學(xué)參數(shù)

2.1 模型尺寸及邊界條件

根據(jù)工程地質(zhì)剖面圖進(jìn)行了有限差分計(jì)算。模型尺寸為182.97 m×20 m×80 m。模型共62 110個(gè)單元，94 879個(gè)節(jié)點(diǎn)(見圖2)。在模型邊坡四周及底部邊界施加位移約束條件。本文首先施加重力，在彈性本構(gòu)模型下計(jì)算自重作用下的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)，然后，清除自重作用形成的位移場(chǎng)和速度場(chǎng)，采用彈塑性本構(gòu)模型和摩爾—庫侖破壞準(zhǔn)則。

2.2 物理力學(xué)參數(shù)

巖土體參數(shù)取值見表1。

表1 巖土體參數(shù)取值表

3 計(jì)算模型選取及結(jié)果分析

圖2為最大不平衡力變化曲線，可以看出模型計(jì)算收斂性較好，達(dá)到了1×10-5。計(jì)算得出了該邊坡的安全系數(shù)為0.79(見圖3)，邊坡穩(wěn)定性較差。圖4為邊坡的最大主應(yīng)力云圖，圖5為邊坡的最小主應(yīng)力云圖。

從圖6邊坡的剪應(yīng)變?cè)隽吭茍D可以看出邊坡潛在滑動(dòng)面為沿著雜填土與黃土狀粉質(zhì)黏土層面滑動(dòng)。圖7為邊坡塑性區(qū)圖可以得知，邊坡的破壞模式為沿著層面剪切破壞，并在坡頂產(chǎn)生了一定的拉張破壞，與現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況相符，在現(xiàn)場(chǎng)可以看見雜填土邊坡坡頂拉裂縫較明顯。

4 支護(hù)建議

根據(jù)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件，管道穿越場(chǎng)地存在范圍較廣、深度較大的建筑垃圾雜填土層，設(shè)計(jì)管道位于雜填土層頂部，地基土質(zhì)松散、承載能力低、變形量大，不能直接作為管道基礎(chǔ)持力層。因此該段管道采用混凝土灌注樁基礎(chǔ)進(jìn)行跨域，設(shè)計(jì)樁徑1.2 m，樁長9.0 m～51.0 m。管道與樁頂承臺(tái)采用可滑移或固定支座連接，管道豎向彎頭處設(shè)置混凝土支墩，得到了一些實(shí)際的工程經(jīng)驗(yàn)，可為其他類似工程處理提供借鑒。

[1] GB 50330—2013,建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 任紅珠.人工特高筑填路堤變形及穩(wěn)定性研究[D].西安：長安大學(xué),2007.

[3] 欒茂田，年廷凱.1976年香港秀茂坪人工填土邊坡滑坡災(zāi)害評(píng)析[J].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，2003(1):114-117.