武汉三官汉江公路大桥南接线软土路堤稳定性分析

2020-11-03饶江勇

山西建筑 2020年21期

关键词：填方路堤软土

饶江勇

(湖北省交通规划设计院股份有限公司，湖北武汉 430051)

武汉三官汉江公路大桥南接线K1+600～K1+760段(以下称本工程)位于武汉市蔡甸区汉阳大道以北什湖一带，原设计为填方路段，填方高度为3.4 m～4.8 m。

1 工程地质条件

1.1 地形地貌

本工程场地地形较平坦，在地貌上属汉江一级阶地。在建公路路基宽约100 m，地面(孔口)标高18.57 m～20.53 m，路基两侧藕塘密布。

1.2 地层岩性

根据钻探揭露，勘察区地层主要为第四系人工填土、第四系全新统冲湖积淤泥、淤泥质土、冲积粘性土、砂砾，二元结构明显。下伏基岩为白垩—第三系(K-E)泥岩、砂砾岩。

现将地层从上到下概述如下：

1.3 水文地质条件

场区地表水系发育，主要是两侧水(藕)塘及汉江长年流水，主要补给来源于大气降水，水位水量随季节变化较大。地下水主要是松散岩类孔隙水，以潜水为主，赋存于第四系全新统冲(湖)淤泥质土及砂砾石层。含水层厚度一般12 m～35 m，地下水埋深一般0.5 m～2.9 m。当砂、砾石层上部有较厚的粘土层时，砂、砾石层中赋存的地下水具承压性(属承压水)。此外，还存在基岩裂隙水，赋存于泥岩、砂砾岩裂隙(风化裂隙及构造裂隙)中，接受上覆地层中孔隙水的补给，水量贫乏。地下水在枯水期接受降水补给，向附近的沟塘及汉江排泄；丰水期接受江水及地表水的侧向补给。

1.4 特殊性岩土

特殊性岩土主要为软土，主要为淤泥、淤泥质土，深灰、灰褐色或褐色，流塑状，具有含水量高、压缩性高、强度低的特性，易造成路基失稳及产生不均匀沉降。

2 场地软土发育及影响情况

根据设计提供资料，K1+600～K1+760段软基处理设计为桩长11 m，桩径0.5 m，桩间距1.8 m三角形布置粉喷桩处理，施工后填方2 m多路面出现裂缝，未解决问题。

该段软基处理考虑变更为桩长17.5 m～23.6 m，桩径0.4 m，桩间距1.8 m三角形布置CFG桩处理，需预先对CFG桩方案进行分析计算，确保安全、有效、经济。

3 路堤稳定性分析

软土地基路堤的稳定验算一般采用瑞典圆弧滑动法中的固结有效应力法，本次验算按施工期的荷载，只考虑路堤自重，未考虑营运期荷载(包括路堤自重、路面增重及行车荷载)。

路堤稳定性分析采用理正岩土6.0软土地基路堤、堤坝设计软件。本次计算分析有如下前提:不考虑固结引起粘聚力的提高；稳定性计算分析断面采用勘察的3个断面，计算模型的断面地层划分根据勘察资料简化；地下水位按0.5 m。

3.1 地层岩土参数

根据现场勘探试验成果，地层岩土参数见表1。

表1 岩土参数表

3.2 路堤参数

路堤材料物理参数采用常规经验值，见表2。

3.3 加固体参数

粉喷桩、CFG桩桩体强度(抗剪强度、桩土应力比)引用规范、资料中的最低值，见表3。

表2 路堤参数表

表3 加固体参数表

3.4 计算结果

3.4.1A—A断面(K1+760)计算模型及结果

A—A断面计算模型及结果见图1，表4。

表4 A—A断面路堤稳定性分析计算结果 m

3.4.2B—B断面(K1+710)计算模型及结果

B—B断面计算模型及结果见图2，表5。

表5 B—B断面路堤稳定性分析计算结果 m

表6 C—C断面路堤稳定性分析计算结果 m

3.4.3C—C断面(K1+660)计算模型及结果

C—C断面计算模型及结果见图3，表6。

经稳定性分析计算可知，随路堤填高增大，路堤稳定性系数降低；同样的稳定性系数情况下，经CFG桩处理后路堤填高大于粉喷桩处理；不同稳定性系数下的路堤填高计算结果见表4～表6，按JTG D30—2015公路路基设计规范中公路路堤稳定安全系数的要求(正常工况下1.35～1.45)，本工程填方高度3.4 m～4.8 m，需采用CFG桩处理。