孙路 东等 : 海域 软土路基 滑移及处理 方案分 析 l 27 海域 软 土路基 滑移及 处理方案分析 孙路东 , 陈定海 , 高明军 , 曹南京210098 ; 2.温州市 瓯江 口新 区开发建设促进 中心 . 浙江3.南京新都地 下工程研 究院有 限公 司。 君 ( 1.河海大学土木工程学院 。 温州325000 ; 南京210098 J 【 摘要】 通过对 77 省道延伸线路基发生滑移自 争 状况介绍 , 分析路基发生滑移的原因。考虑渗流作用的情 况下, 运用毕 肖 普条分法, 计算土体发生滑移以前 以及处理方案的抗滑安全系数。通过比较两者的抗滑安全系 数, 可以得出加宽 、 加高反压护道对于提高海域路基稳定性有着非常明显的作用, 为以后海域路基填筑提供一些 有价值的参考。 【 关键词】 路基滑移; 渗流作用 ; 毕肖普条分法; 抗滑安全系数; 反压护道 【 中图分类号】 TU471. 8 【 文献标识码】 B 【 文章编号 1 001— 6864(201 4) 1 0 — 0127 — 03 我国东部沿海地区软土分布广泛, 软土层深厚, 路基填 筑过程中, 经常发生路基失稳现象 域道路工程的最根本问题, 因此, 路基稳定性分析是海域路 基设计、 施工过程中最主要的工作之一。目前路基稳定性 分析方法, 主要采用数值模拟 大 , 过程非常复杂, 限制其广泛使用。极 限平衡法 . 8 概念 简单、 操作方便, 已经成为边坡稳定性分析的主要方法。对 于提高路基稳定性, 惯用的方法是使用土工织物, 但对于海 域路基来说, 反压护道_9 因其价格便宜、 施工方便 , 在提 高海域路基稳定性方面, 效果明显, 因而被广泛用于海域路 基填筑。本文根据工程实例 , 利用极限平衡理论 , 分析反压 护道在处理路基失稳问题、 提高路基稳定性方面的作用。 1 工 程概 况 77 省道延伸线起点为龙湾上岙 , 连接了温州陆域与洞 头县。本项目主线路线 36. 753km, 是浙江省重大工程 , 主要 服务于温州港区、 温州半岛工程及洞头县。根据地质及路 线情况 , 该道路地基处理主要采用堆载预压、 塑料排水板、 浆喷桩、 长板短桩(塑料排水板 + 浆喷桩) 、 预应力混凝土管 桩等软基处理方式。该工程所经海区潮汐属半 日潮, 一昼 夜两潮, 潮高不等现象较明显。本海区内, 落潮历时大于涨 潮历时, 潮差大, 是我国强海潮 区之一。该路段受潮汐影 响, 处于淤积阶段 , 上部为海相淤泥, 淤泥厚度 15 — 20m。中 下部为碎石及粘土互成, 底部为风化基岩。 2原 路堤设计方案及软基处 理方案 场地原地面高程在 2. 0 ~2. 5m, 路面设计高程约在 5. 9 。稳定性问题是该区 J。由于数值模拟工作量 ~6. 3m, 平均填筑高度约 4. 8m, 路基边坡坡率 1: 2. 0, 路基 两侧各设宽 25m、 高 2. 3m 的反压护道, 路基平均底宽 105m。 此段软土地基设计采用塑料排水板处理, 平均处理深度约 21m, 塑料排水板间距 1. 3m, 按正三角形布置。 3路基滑移原因分析和处置方案设计 3. 1 滑移路段现场情况 201 4 年3 月 7 日早上 7 点 3O分, 该路基 K29 + 390 ~ K29 +550 段从路基中桩处出现裂缝, 路基左幅整体下滑并 向左侧滑移, 路基右侧略有下沉 , 两侧反压护道均 向上拱 起。裂缝 长度 约 160m, 裂缝 宽度 平均 45er a , 最 宽处 约 90er a 。下沉后, 路基左右幅裂缝处高差最大达到 1. 8m。 3. 2路基滑移原因分析 ( 1)K29 + 390 ~ K29 + 550 段, 地质情况复杂 , 软基深 厚, 软土层各项工程力学指标差, 持力层为倾斜面。对于深 厚海相软土而言, 路堤失稳的风险较大。 (2)填筑速率较快, 路基沉降速率没有完全稳定, 就 继续进行路基加载, 以 K29 + 500 断面为典型断面, 路基的 荷载 一 时间 一 沉降关系曲线如图 1所示。且路基失稳前 , 连 续降雨 , 致使雨水入侵路基 , 土体趋于饱和, 路基 自重增加 , 地基承载力降低 , 这是路基失稳的重要因素之一。 (3) 地勘资料与实际现场地质情况存在偏差, 路基失 稳后补勘资料比原堪资料揭示的软土层深 1. 1m, 且持力层 为倾斜面。 (4) 设计时潮汐作用对路基的承载能力影响计算不 足, 并没有充分考虑涨退潮对路基产生的渗流作用 , 尤其是 在大潮时期 , 路基两侧水位差大, 路基稳定性不足 (5)路基两侧反压护道设计宽度过窄、 设计高 度过 低 , 在路基填筑过程中, 反压护道出现起拱现象, 不能很好 的起到防止软弱地基产生剪切、 滑移的作用, 也是导致路基 失稳的重要因素。 图1 K29+500荷载一 时间一 沉降量关系图 3. 3滑移路段处理方案设计 由于路基已经严重变形, 塑料排水板已经遭到破坏 , 并 且路基底部以大粒径块石为主, 因而路基区域内加固处理 难度大。同时, 考虑到路基两侧地势开阔, 采用加宽加高反 目 世鼹 滕 128 低温建筑技术 2014 年第 10 期( 总第 196 期) 压护道的措施提高路基稳定性, 并且本道路采用三年过度 式路面, 可以充分考虑道路的工后沉降。具体方案如下 : 左 侧一级反压护道宽 25m, 高 3. 5m, 二级反压护道宽 25m, 高 2. 3m, 右侧一级反压护道宽 20m, 高 3m, 二级反压护道宽 20m, 高2. 3m。两侧的反压护道均打设塑料排水板, 塑料排 水板的间距为 1. 3m, 按正三角形布置。 4路基稳定性分析 4. 1 路基稳定性分析的基本方法 引起滑坡的根本原因在于土体内部某个面上的剪应力 达到了它的抗剪强度, 稳定平衡遭到破坏。目前边坡稳定 性分析主要三种方法: 极限平衡法、 能量法及有限元法。极 限平衡法作为边坡稳定分析计算的最常用的计算方法。其 原理是: 视滑移体为刚体, 不考虑变形, 以及变形协调问题, 认为土体的破坏形式为平面破坏, 并且服从摩尔 一 库伦准 则 , 见式( 1) 。 rf = c + o rtg~o ( 1) 式中, r, 为土的抗剪强度; c 为土的粘聚力; 为作用于 剪切面的法向应力; 为土内摩擦角。 极限平衡法最常用的是条分法, 条分法又分为瑞典法、 毕 肖普法、 杨布法、 摩根斯坦法、 斯宾塞法、 沙尔玛法以及不 平衡推理法。 毕肖普法假定圆弧面为滑动面, 考虑到土条侧 面的作用力, 并假定各土条底部滑动面上的抗滑安全系数 相同, 即等于滑动面的平均安全系数。 毕 肖普采用有效应力 方法 , 计算土体的抗滑安全系数 F 。 , 见式(2) 。 式中, 为土条自重 ; 为土条底面切向抗剪力; 』 v, 为 法向有效应力 ; u 为空隙水压力 ; 和 E + , 为土条两侧的法向力 ; 墨 和 置+。 为土条两侧切向力。 为土条的内摩擦角; E ∑ c ^ +( — — ¨ ■ 一)t 】 —(2) 式中, = c。 s 百tg ~ o 'is (3) 假设 置+ 一五 = O, 便得到广泛使用的简化毕 肖 普条分 法公式 , 见式(4) 。 : 圣 ! : ∑ sin a (4 ) 一 4. 2岩土参数选择和抗滑安全系数计算 表 l 稳定性计算主要力学参数指标 根据原有设计资料以及现场调查资料和补勘资料, 取 该段最大填土高度为 6. 5m, 填料以及软基各项物理力学性 质指标如表 1所示。潮汐对路基的渗流作用, 按最高潮位计 算, 路基两侧水位差取值为 3. 5m。本次路基稳定性计算采 用 SLIDE 软件 , 按简化毕 肖 普法计算路基抗滑安全系数。 5计算结果分析 运用 SLIDE 软件, 采用简化毕肖普条分法 , 对原路基设 计方案以及滑移后路基处理方案分别进行稳定性计算, 得 出原路基设计方案的抗滑安全系数为 1. 081, 如图 2 所示 , 表明原路基设计方案承载力不足。路基滑移后 , 采用加宽、 加高反压护道的措施来提高路基稳定性, 通过对路堤处理 方案的稳定性分析计算, 得出处理方案的路基稳定安全系 数为 1. 752, 如图3 所示 , 路基有足够的安全储备。这说明, 对于海域路基填筑来说, 加宽、 加高反压护道对于提高路基 稳定性有着非常明显的效果。 , 图2路基原设计方案稳定性分析结果 图3 路基处理方案稳定性分析结果 6结语 结合 77 省道延伸线 K29 +350 一K29 +550 滑移段路基 处理方案, 利用 SLIDE 软件对典型断面原路基设计方案、 处 理方案进行稳定性分析, 得出以下结论: ( 1) 原路基设计方案, 路基稳定性不足, 这是导致路 基产生失稳破坏的重要原因之一。 ( 2)路基处理方案 , 路基抗滑安全系数高, 这说明路 基处理方案方法可行。 ( 3)通过增加反压护道的宽度、 高度, 可以使海域路 基稳定性得到明显的提升。 参考文献 [ 1] 朱旭华, 舒国明. 广珠北新围高架桥桥头路基滑移原因分析 [ J] . 中外公路, 2006, 26( 4) : 2" / 一 29. 季鹏 , 刘松玉, 黄卫 . 软土地基路基滑移分析与对策[ J ] . 公路 [2 ]交通科技 , 2003 , 20( 2) : 12 —15. 钟玉联等: 地下水对城市地下工程建设的影响 129 地 下水对城 市地 下工程建设 的影 响 钟玉联 , 吴勇 ( 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室 成都理工大学. 成都610059 ) 【 摘要】 地下水是触发地质灾害最敏感的因素之一, 在地质灾害的萌发、 发育、 形成和发展过程中起着至 关重要的作用 。随着城市工程建设的进行, 在施工过程中由地下水引起的问题越来越多。其 中常见的有软土变 形、 地面沉降、 砂土液化等地质问题, 给工程建设带来极大的危害。了解由地下水引发的地质问题及其致灾机理, 有助于找出合理有效的事故防治措施及事故处理措施 , 以便于减少事故的发生率, 降低损失。 【 关键词】 地下水; 城市地下工程建设; 地质灾害 【 中图分类号】 TU 463 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1001— 6864(201 4 )10 — 01 29 — 02 T H E D L U E N C E o F G R o U ND W A T E R T O T H E C IT Y U N D E R G R o U ND E = NG D 唾凰R 【 NG C ON S T R U C T IO N Z H ONG Y u— li an . W U Y ong ( Geological Disaster Prevention and the State Key Laboratory of Environmental Geology, Chengdu University of Technolog y , Chengdu 610059, China) A bstract : Gr o undwater is one of the most sensitive triggering factors of geological disasters , it pl ays a vital role in the development process of geological hazard germination , development and formation. W it h the development of city construction , the problem in t h e construct i on process t h at caused by groundwater is more and more. T he most common are defor m ation of soft so il , ground subsidence , liquefaction of sand and ot h er geological problems, t h ey take great har m to eng i neer i ng construction. To undemmnd t h e geo— log i cal pr o blems caused by groundwater and its mecha n ism is very important, which Ca n help t o f i nd 1 "ca— sonable and ef f ective accident prevention measures a n d accident treatment measures , to reduce the inci— d enc e of ac c id en ts and t}le lO8S. Key words: groundwater; cit y underground eng i neer i ng construct i on; geolog i cal disaster 随着我 国城市加 大建设 进度 , 城 市的 可利用 空 间 越来越少, 促进了高层建筑的兴起、 城市地下空间的 开发与利用。在施工过程中, 出现了一系列的城市环 境地质问题, 包括地面沉降、 砂土液化等地质灾害 , 还 包括基坑排水、 突水流砂、 地下水对钢筋混凝土的腐 蚀等引起 的工程地质 问题。现今地下水 已成为困扰 城市地下工程建设 的一大难题 , 在施工过程中, 若不 考虑地下水的影响, 做好排水、 防水措施 , 一旦出现涌 水、 流砂等地质问题, 就会造成施工结构的破坏, 甚 至 造成周边地面沉降、 坍塌等严重 的后果, 还可能造成 o ● o 0 ● o o ● o 0 ● o o ● o 0 ● o 0 ● o o ● o o ● o o ◆ o o ● o o ● 0 o ● o 0 ● o o ◆ 0 0 ● o o ● o o ● o o ● 0 o ◆ o o ● o 0 ● o o ● o o ● o o ● o o ● o o ● o o ● 0 o ● 0 o ● 0 0 ● o o ● 0 o ● o O ● o o ● 0 0 ● 0 o ● o o ● 0 o ● 0 o ● 0 0 ● 0 o ● o o ● 0 o ● o 0 ● o o ● 0 詹信群, 胡青松, 邓伯洪 . 广东西部沿海高速公路台山段 K29 +050 一 K29 + 300 软土路基滑移分析及处理[ J ] . 广东公路交 通 。 2003 , ( 1) : 21 — 23. 张明星, 熊磊, 雷美清 . 汉洪高速公路软土路基滑移分析及处 理[ J ]. 土工基础, 2008 , 22(4 ) : 40 — 41. 杨曙光, 李广新 . 土体稳定性分析的数值方法[ J ]. 山西建筑, 2012 , 38( 25) : 68 - 71. 李文秀 . 岩土边坡稳定性的模糊测度分析[ J ] . 岩土工程学 报 , 1996 , 18(2) :1O一16. 陈祖煜, 弥宏亮 . 边坡稳定三维分析的极限平衡方法[ J ] . 岩 土工程学报 , 2001, 23( 5) : 525 — 529. 吴海真, 顾冲时 . 联合运用改进的极限平衡法和动态规划法 分析边坡稳定性[ J ] . 水利学报, 2007 , 38( 10) : 1272 —1277. 刘珊文, 宋修广.反压护道在软土地基处理中的应用[ J ]. 山 [ 9]东水利 , 2004, ( 5) : 3 B. 刘金龙 , 陈陆望, 王吉利 .反压护道作用效果的对 比分析 [ J ]. 人民长江, 2008, 39( 6) : 77 - 79. 郭晓峰, 林沛元, 李海洋, 等. 软基道路施工反压护道高宽度 优化设计研究[ J ] . 建筑监督检测与造价, 2010, (9) : 13. [ 10][ 11] [ 收稿 日 期]2014 - 08 — 01 [ 作者简介]孙路东( 1989 一) , 男, 江苏连云港人, 硕士研究 生 , 研究方 向: 软土地基处理。 1 J 1 j 1 J 1 J