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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(duì)這一情況采用了振壓沉管碎石樁對(duì)其進(jìn)行固接處理。以下就處理情況作簡(jiǎn)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(shì)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(zhǎng)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(duì)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(shì)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(duì)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(duì)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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