高速公路軟土地基沉降監(jiān)測(cè)與研究
2015-06-03
1工程概況
沉降監(jiān)測(cè)區(qū)位于某高速公路K36+200~K36+300段,監(jiān)測(cè)區(qū)為低山丘陵區(qū),線路區(qū)為一緩坡,地下水埋藏較淺,表層出露地層巖性為第四系全新統(tǒng)坡積()低液限黏土,一般厚度為3.0~5.0m,較為濕軟,呈可塑狀,且具凍脹性,其下覆蓋厚約5.0m的第四系全新統(tǒng)殘坡積()碎石土,呈松散狀;下伏基巖為侏羅系上統(tǒng)伊利克得組()全風(fēng)化凝灰?guī)r。此路段采用挖除換填砂礫處理。各地層特性分述如下:
第四系全新統(tǒng)坡積()低液限黏土:灰黑色~黃褐色,一般含水量高。厚度1.5~5.0m。
第四系全新統(tǒng)殘坡積、坡積()碎石:黃褐色~淺黃色、雜色,局部直接出露,砂礫石及黏性土充填,松散。一般厚度2.0m左右。
侏羅系上統(tǒng)伊利克得組()凝灰?guī)r:紫紅色、灰綠色,碎屑結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,厚層~巨厚層。
2沉降儀標(biāo)埋設(shè)[1] [2]
此路段采用挖除換填砂礫處理,首先清除表層具有凍脹性的低液限粘土,換填并強(qiáng)夯壓實(shí)路基土,在路基底部鋪設(shè)土工格柵。沉降板埋置于路堤中線和左路肩、右路肩的基底,每一剖面埋設(shè)3塊沉降板,當(dāng)設(shè)有砂墊層時(shí),沉降板埋置于砂墊層下、軟弱土地基之上。
3地基表面沉降量[3]
在斷面K36+200、K36+250、K36+270處埋設(shè)沉降板,各斷面的填土高度、時(shí)間與沉降曲線如圖3.1所示。沉降觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3.1。
作者簡(jiǎn)介:肖在榮(1983—),男,山東濟(jì)南人,助理工程師,主要從事水工環(huán)地質(zhì)工作
2009年6月13日開(kāi)始路基填土至2010年6月底路基施工結(jié)束,填土工作分為3個(gè)階段:“年前施工期”、“冬季停工期”和“年后施工期”;在“年前施工期”階段(填土高度5m以上),路堤填筑速率較快,沉降量增加非常迅速,說(shuō)明地基土在荷載作用下排水固結(jié)的速率較快,月平均沉降量為13~33mm,地基表面累計(jì)沉降量均超過(guò)50mm,占地基表面總累計(jì)沉降量的80%以上,可見(jiàn)沉降主要發(fā)生在“年前施工期”內(nèi)。在“冬季停工期”內(nèi),沉降速率開(kāi)始變緩,在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)沉降速率已很快變小,229天內(nèi)沉降量均未超過(guò)10mm,K36+200斷面路基右側(cè)地基表面沉降未超過(guò)1mm,可見(jiàn)地基表面沉降已基本趨于穩(wěn)定。在“年后施工期”內(nèi),當(dāng)路基填筑后,沉降量又開(kāi)始增大,但停止填土結(jié)束后沉降很快趨于穩(wěn)定,可見(jiàn)采用砂墊層處理軟土地基可以提高地基承載力,避免地基失穩(wěn)破壞。最大沉降為K36+270右路肩,沉降量為115.63mm,一般沉降量為60mm~90mm之間,這是由于砂墊層對(duì)應(yīng)力有擴(kuò)散作用,使作用在下臥層土上的壓力較小,這樣也會(huì)相應(yīng)減少下臥層土的沉降量;在冬季恒載期內(nèi),三個(gè)斷面最大沉降量為7.32mm,占路基中線地基表面總累計(jì)沉降量的9.8%,平均沉降速率0.2mm/月。
4橫向差異沉降分析
各斷面沉降盆圖根據(jù)路基寬度和路基中線、路基左路肩、路基右路肩各地基表面相對(duì)應(yīng)時(shí)間的累計(jì)沉降量繪制的,在圖4.1~4.2中,“中一左”表示在一次觀測(cè)中,路基中點(diǎn)下地基表面累計(jì)沉降量減去路基左側(cè)邊緣下地基表面累計(jì)沉降量;“中-右”表示在一次觀測(cè)中,路基中點(diǎn)地基表面累計(jì)沉降量減去路基右側(cè)邊緣下地基表面累計(jì)沉降量。
可見(jiàn)沿路基橫斷面沉降量的分布是不均勻的,各斷面地基表面差異沉降量是隨著填土高度逐步增大的,但地基表面差異沉降量并不大,增長(zhǎng)速率較小,這說(shuō)明在路基底部鋪設(shè)加筋土工格柵對(duì)減小橫向差異沉降的效果是明顯的;在“年前施工期”階段,隨著填土高度的逐步增加,差異沉降量增長(zhǎng)較快,在“冬季停工期”內(nèi),差異沉降量增長(zhǎng)幅度較小,在“年后施工期”階段內(nèi),隨著填土的繼續(xù)增加,差異沉降量較大,隨著路堤的填筑結(jié)束,差異沉降量基本趨于穩(wěn)定。
5結(jié)語(yǔ)
1)沉降觀測(cè)結(jié)果表明,該高速公路地基沉降量與路堤高度密切相關(guān),合理控制填土速率是路堤填筑期質(zhì)量的關(guān)鍵。
2)沉降主要發(fā)生在集中填筑期內(nèi),沿路基橫斷面沉降量的分布是不均勻的,差異沉降在填筑期內(nèi)占主導(dǎo)地位。