巖土工程師

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摘要：我省具有典型的山巒縱橫、溝壑遍布的喀什特地形地貌，軟土在山間谷地分布較廣。 隨著高等級(jí)公路建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，路線經(jīng)常不可避免地穿過軟土地段，所以軟基處理在高等級(jí)公路設(shè)計(jì)施工中已經(jīng)是個(gè)很重要的議題。

關(guān)鍵詞：樁 基礎(chǔ) 路基

1 引言

由于軟土含水量大，壓縮性高，因而軟土地基強(qiáng)度低，從而導(dǎo)致路堤因不均勻沉降或剩余沉降量過大而破壞。因此要保證路基穩(wěn)定首先就得進(jìn)行軟基的固接處理。

貴新公路K119+170~K119+348段軟基具有軟土厚度深、面積大的特點(diǎn)。針對這一情況采用了振壓沉管碎石樁對其進(jìn)行固接處理。以下就處理情況作簡要介紹。

2 軟基的基本概況

貴新公路K119+170~K119+348路段，地處山間谷盆。由于地勢平坦，排水不暢，地下水發(fā)育(左側(cè)有兩個(gè)涌水泉點(diǎn))，長年淤積而形成大面積的軟土。經(jīng)地質(zhì)鉆孔揭示，該段軟基上覆流塑~軟塑狀淤泥質(zhì)土層，呈灰黑色，具腥臭味，遍布整個(gè)面積，厚1.5~2.5米;其下為淤泥質(zhì)土層，含碎石，呈軟塑~可塑狀態(tài)，飽水，強(qiáng)度低，厚6.0~14.8米;下伏基巖為二迭系上統(tǒng)吳家坪組薄層硅質(zhì)灰?guī)r夾粘土巖，其頂部風(fēng)化強(qiáng)烈。對軟土取樣四組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)其物理力學(xué)性質(zhì)如表所示。

物 理 性 質(zhì) 力 學(xué) 性 質(zhì)

含水量w(%) 48.9~63.6 固結(jié)試驗(yàn)壓縮系數(shù)a100~200(Mpa-1) 0.990~1.520

密度P(g/cm3) 1.54~1.66 壓縮模量Es100~200(Mpa) 1.522~2.243

比重Gs 2.56~2.60 直接剪切試驗(yàn)?zāi)哿(Kpa) 6~24

孔隙比e 1.332~1.741 內(nèi)摩擦角Ф(度) 7.2~13.5

液限WL(%) 65.70~84.6 燒失量(%) 9.43~11.35

塑限WP(%) 34.90~43.90

塑性指數(shù)Ip 29.90~43.00 土樣類別 有機(jī)質(zhì)高液限粉土 灰黑色粘土，含腐質(zhì)草根及礫石

天然稠度Wc 0.19~0.56

從表上可以看出該段軟土天然含水量高，孔隙比大，壓縮性高，抗剪強(qiáng)度低。

3 軟基處理措施及計(jì)算依據(jù)

3.1 處理方案

貴新公路K119+170~K119+348段,最高填方9.46米，最低填方3.66米，填方面積8302平方米。因軟基深度較大(7~17米)，地勢平坦，面積較大，不易采用換土填石或拋石擠淤處理。經(jīng)過會(huì)審論證，決定采用振壓沉管碎石樁對其進(jìn)行固結(jié)處理。碎石樁采用正方形排列，全平面同一樁徑、樁間距。根據(jù)部頒《規(guī)范》及以往施工經(jīng)驗(yàn)，選擇樁間距為1.2米，樁直徑根據(jù)振沖器外徑定為32.5米，碎石樁要求穿過風(fēng)化巖層。碎石樁施工結(jié)束后，在地基上鋪設(shè)20厘米厚的碎石墊層，以加強(qiáng)路基排水。

3.2計(jì)算依據(jù)

路堤填料為粘土，其主要計(jì)算參數(shù)取值：γ土=18kN/m3 ，C土=25Kpa ，Ψ土=15。 ;軟基主要計(jì)算參數(shù)取值：γ軟=16kN/m3 ，C軟=15Kpa ，Ψ軟=7。 ，固結(jié)系數(shù) Cv=1.5x10-7m2/s 。

根據(jù)填方高度、填土容重、附加應(yīng)力、軟土深度和壓縮系數(shù)，通過計(jì)算可得加固前路基沉降量S前=82cm。

加固后路基總沉降減少量S減=[1/1+(n-1)η]×S前

式中 n______樁土應(yīng)力比，對于粘性土n=2~4,取n=2

η_____ 面積置換率

η=d2/de2

d____樁直徑

de____等效圓直徑，由于樁孔為正方形布置所以de=1.13倍樁間距

η=0.325/(1.13×1.2)2

=0.05744

S減= [1/1+(2-1)0.05744

= 78cm

通過計(jì)算可知，地基采用碎石樁處理后，總沉降量減少78cm，剩余沉降4cm，滿足沉降量控制要求。

單樁承載力[б]樁=20×C軟/K

C軟 ____凝聚力，C軟=15KPa

K____安全系數(shù)，K=1.25

[б]樁=20×15/1.25

=240Kpa

復(fù)合地基承載力[б]復(fù)= β[б]土×[1+η(n/β)- η]

η_____ 面積置換率, η=0.0574

[б]土 _____樁間天然地基土的承載力

n= [б]樁/ [б]土，稱為樁土應(yīng)力比,據(jù)有關(guān)資料,其值在2-12 之

間變化，本文取值為2

[б]土=[б]樁/2=240/2=120Kpa

β____樁間土承載力折減系數(shù)，取值1.0，因?yàn)闃锻翍?yīng)力比已經(jīng)考

慮了這一因素。

[б]復(fù)=1×120×[1+0.0574(2/1)- 0.0574]

=126.9KPa

通過以上計(jì)算證明，加固后的地基承載力得以較大提高，沉降量控制在可靠的范圍內(nèi)，

并且承載力的計(jì)算結(jié)果為后期的承載試驗(yàn)提拱了可靠的數(shù)字依據(jù)。

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（責(zé)任編輯：中大編輯）

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