劉朋賽
(中交城投富春灣(杭州)投資有限公司, 浙江 杭州 311400)
工程施工現(xiàn)場(chǎng)因深厚淤泥層地質(zhì)而引發(fā)的土體沉降滑移現(xiàn)象往往具有一定的突發(fā)性,需要現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員在最短時(shí)間內(nèi)采取可靠的處理措施并確保其可實(shí)施及有效性。
本文依托中交投橫琴項(xiàng)目管理營(yíng)地工程施工過(guò)程中發(fā)生的土體沉降滑移現(xiàn)象,通過(guò)于沉降滑移外側(cè)邊界預(yù)設(shè)反壓平臺(tái),并采用圓弧條分法總應(yīng)力法對(duì)滑移土體整體抗剪穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算,確保反壓平臺(tái)實(shí)施的可行性;并在此基礎(chǔ)上采取一系列的處理措施保證了滑移區(qū)原有的設(shè)計(jì)使用功能。
中交投橫琴島綜合辦公區(qū)項(xiàng)目位于珠海市橫琴鎮(zhèn)三塘村村西,規(guī)劃紅線范圍約4.3萬(wàn)平米,場(chǎng)區(qū)表層淤泥及淤泥質(zhì)軟土厚度16.6~24.6m,項(xiàng)目房屋建筑范圍原有區(qū)域采用真空預(yù)壓聯(lián)合堆載施工工藝進(jìn)行處理。場(chǎng)區(qū)南部為預(yù)留用地(以廢舊池塘為主),室外地坪設(shè)計(jì)標(biāo)高為+4.2m。
該項(xiàng)目在室外管網(wǎng)收尾及食堂南側(cè)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)區(qū)地基回填施工過(guò)程中,食堂南側(cè)、公寓樓西側(cè)場(chǎng)地土體突然發(fā)生大面積(約 2100㎡)沉降滑移現(xiàn)象,現(xiàn)場(chǎng)照片見(jiàn)圖1。該區(qū)域基本為本工程原設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)區(qū),相比原有地面(標(biāo)高為+4.0m左右)平均下沉約 2m,預(yù)留用地內(nèi)池塘底部淤泥被擠出隆起。該區(qū)域不在前期地基處理范圍內(nèi),滑移斷裂部位基本為前期場(chǎng)區(qū)真空預(yù)壓地基處理邊界線。
圖 1 現(xiàn)場(chǎng)土體沉降滑移照片
2.1.1 施工方法說(shuō)明
首先于現(xiàn)場(chǎng)滑移體外側(cè)邊界以外區(qū)域鋪設(shè)一層土工布及土工格柵,然后施工頂寬10m,頂標(biāo)高為+2.5m的土方反壓平臺(tái),自坡頂向南按比例1:1.2放坡,處理平面布置圖見(jiàn)圖2?;企w外側(cè)邊界按比例1:2放坡至反壓平臺(tái),將沉降滑移區(qū)域回填山皮土并整平碾壓處理至原設(shè)計(jì)標(biāo)高,處理斷面示意見(jiàn)圖3。[6]
圖 2 現(xiàn)場(chǎng)處理平面布置圖
圖 3 處理斷面示意圖
2.1.2 可行性驗(yàn)算
按照上述反壓平臺(tái)施工尺寸,依據(jù)《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ 017-96)中4.2.1.1總應(yīng)力法驗(yàn)算坡體整體穩(wěn)定安全系數(shù)是否滿足規(guī)范容許值。
(1)規(guī)范驗(yàn)算公式及說(shuō)明
計(jì)算公式采用規(guī)范中式4.2.1.1-1,式中地基的抗剪強(qiáng)度采用直剪快剪指標(biāo)的 cq、φq值[1]。
(2)具體驗(yàn)算
①假設(shè)滑裂面經(jīng)過(guò)滑移區(qū)內(nèi)土層分界線中點(diǎn),結(jié)合滑移體起點(diǎn)及終點(diǎn),在CAD制圖軟件中采用三點(diǎn)畫圓弧法得滑移半徑為64m,分條寬度=0.1R,取6m,分為7條,計(jì)算圖示見(jiàn)圖4。
各分區(qū)特性數(shù)據(jù)可從CAD繪圖結(jié)果中直接提取使用。
圖 4 計(jì)算圖示
②由本工程地勘報(bào)告[4]得出滑烈面位置處②2淤泥(局部為流泥)層,cq、φq平均值分別為cqi=9.1kPa,φqi=0.10,地勘數(shù)據(jù)見(jiàn)表1;施工用堆載料采用開(kāi)山石土,取cqj=15kPa,φqj=150。
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表 1 滑裂面位置所處地層土體物理性質(zhì)
③計(jì)算∑Si
現(xiàn)有路基土容重取γ路=18kN/?,地基土容重參照水規(guī)院地勘報(bào)告,滑裂面處②2淤泥(局部為流泥)層,取γ地=15.5kN/?,計(jì)算長(zhǎng)度取現(xiàn)場(chǎng)沉降滑移區(qū)長(zhǎng)度70m,得
由計(jì)算圖示得:
④計(jì)算∑(Sj+Pj)
根據(jù)該工程圖紙及《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》5.5.3得:Pj土工布=15kN/m(對(duì)應(yīng)土工布延伸率為40%-80%)[5]
Pj土工格柵=14kN/m(對(duì)應(yīng)土工格柵延伸率為5%)[5],即:Pj=15+14=29kN/m
⑤計(jì)算PT
不考慮地震等外力影響情況下,取M=0
F=(240.87+30262.57)/25462.67=1.198>1.10(規(guī)范穩(wěn)定安全系數(shù)容許值)
穩(wěn)定安全系數(shù)大于《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》中表4.2.4要求,即反壓平臺(tái)設(shè)置合理。
2.1.3 總體施工流程
場(chǎng)地標(biāo)高復(fù)測(cè)→反壓平臺(tái)邊線放設(shè)→土工布及土工格柵鋪設(shè)→修復(fù)土方進(jìn)場(chǎng)道路→反壓處理施工→處理區(qū)域回填整平碾壓
2.1.4 重點(diǎn)施工工序
(1)平臺(tái)道路作為平臺(tái)的一部分先行施工,首先放設(shè)滑移體外側(cè)邊界線。
(2)沉降滑移區(qū)域鋪設(shè)一層土工布及一層雙向土工格柵。土工布長(zhǎng)度方向縫合采用“丁縫”或“包縫”連接,連接寬度不小于10cm;土工格柵之間搭接寬度不小于20cm,每米不得少于1個(gè)綁扎點(diǎn),綁扎牢固。
(3)將開(kāi)山石土運(yùn)輸至沉降滑移區(qū)邊界,場(chǎng)區(qū)東側(cè)及西側(cè)設(shè)置兩個(gè)堆土點(diǎn)。沿邊界鋪設(shè)臨時(shí)道路,道路頂寬5m,標(biāo)高為+2.5m。施工時(shí)由東西兩側(cè)向中間推進(jìn),使用小型挖掘機(jī)整形,壓路機(jī)碾壓。
(4)平臺(tái)道路修筑完成約20m后,跟進(jìn)進(jìn)行剩余半幅平臺(tái)施工,挖掘機(jī)移至平臺(tái)道路南側(cè),自北向南進(jìn)行堆載,放坡修整。
(5)現(xiàn)場(chǎng)施工圖片
圖 5 反壓平臺(tái)施工
圖 6 區(qū)域內(nèi)重新回填
淤泥層地質(zhì)條件下的上部回填土體沉降滑移現(xiàn)象突發(fā)性強(qiáng),以往的處理方法主要基于精確地理論建模及大量的軟件復(fù)算后選擇合適的施工工藝實(shí)施,周期較長(zhǎng)。
文中處理方法以傳統(tǒng)反壓方法為基礎(chǔ),充分利用地勘資料,通過(guò)給定假設(shè)條件采用瑞典條分法中的總應(yīng)力法并結(jié)合CAD軟件繪圖驗(yàn)算分析成功,簡(jiǎn)潔有效,可靠性強(qiáng)。同時(shí),此方法避開(kāi)了可能采取的其他復(fù)雜處理工藝,在一定程度上節(jié)約了成本,更具實(shí)用性。