第1期 2003 年 3 月 广东交通职业技术学院学报 Journal of Guangdong Communication Polytechnic 文章编号 1671-8496(2003)01-0023-03 关于广东西部沿海高速公路 K29+050 No.1 March,2003 K29+300 软土地 基路基滑移的原因分析 张涛 广州市公路工程公司 广东广州 510075 摘要:本文针对广东西部沿海高速公路 K29+050 K29+300 段软土路基产生侧向滑移的现象 从 地质 设计等多方面分析了路基破坏的原因 并提出适宜的软基处理方案 关键词:软土路基 滑移 分析 中图分类号 U416.1 文献标识码 A 1999 年 1 月 8 日上午 8 时 广东西部沿海高速公路 K29+050 K29+300 左侧软土路基突发路基滑 移 滑移初期产生纵向裂缝大小多条 最长 115m 最大缝宽约 20cm 裂缝呈较规则的圆弧型 距路 中线最近距离为 8m 随时间的推移 滑移加快 裂缝不断增宽 至下午六时纵向裂缝扩展至 265m 最大缝宽 1m 左右 路基边缘以外 1.5m 处土工布和土工格栅拉断(拉断面较为整齐),此处砂垫层塌陷约 70cm,路基边坡坍塌,坡脚以外 15m 稻田隆起 1m 高 当晚从路中线位置向左侧路基卸载 增高 10m 宽 2m 高的反压护道 次日上午观测 滑移停止 为方便分析滑移产生的原因 在滑移路段进行了地质 补钻探 并在滑移路段较为严重的地方从路中心线至左侧路基坡脚挖一道宽 4.8m 深至土工布的槽,以 便分析滑移破坏程度 以下就设计 施工情况对滑移原因进行分析 1 设计 施工情况 桩号 K29+000 K29+150 K29+150 K29+261 K29+261 K29+354 软土厚度 m 39 39 39 设 填土高度 m 4.2 5.2 4.2 5.2 4.2 5.2 间 距m 1.0 1.2 1.0 计 长 度m 平均处理宽度 m 10 8 6 39.1 41.5 37.9 砂垫层厚度 m 0.8 0.8 0.8 土工织物层数 施 实际软土厚度 m 1+1 1+1 1+1 12.98 12.69 工 平均填土厚度 m 2.6 2.5 2.4 袋装砂井长度 m 13.8 13.0 11.3 注 (1)实际软土基厚度为补探时的淤泥厚度+粘土层 呈流塑或软塑状 平均数 (2)砂井间距 砂垫层厚度 土工织物等均按图施工 从滑移后补钻的地质资料可以看出 本滑移段淤泥均藏卧在 3m 左右的素填土之下 淤泥层厚 8m 左 右 淤泥层下为粘土层 平均厚度为 4.5m 呈流塑或软塑状 施工时据以往实际经验 要求将砂井长 度由设计的 10m 8m 6m 分别增至 13.82m 13m 11.3m 是符合实际地质情况的 本路段设计填土方法为 薄层轮加法 采用此法要求 实际填土速度由施工观测来控制 并规 收稿日期:2002-12-31 作者简介:张涛(1971.10-),男,工程师 录用日期:2003-02-21 研究方向:公路造价控制 23 万方数据 第1期 2003 年 3 月 广东交通职业技术学院学报 Journal of Guangdong Communication Polytechnic No.1 March,2003 定填土控制速度 按中心桩沉降小于 2cm/天 侧向位移小于 0.5cm/天”,即要求施工在沉降 位移量小 于上述控制值的情况下 可连续加载至 极限高度 2.0 3.0m 以求达到 尽可能缩短加载期 延长 预压期 的目的 按上述设计要求组织施工 本滑坡段填土始于 1998 年 12 月 15 日 填土层厚在 20cm 左右 压实厚度 下同 每隔一天填一 次土 经观测日均沉降量在 1.2 1.7cm 之间 每日水平位移量变小于 5mm 观测结果在设计要求控 制值范围内 故按薄层轮加法连续加载 在 24 天内 填土总厚度达 2.5m 左右 至 1999 年元月 8 日 因滑坡而停工 2 滑移原因分析 通过对设计 地质情况及施工过程的分析 造成 K29+050 K29+300 段滑移的原因是多方面的 具体表现在以下是几方面 2.1 地质情况复杂 本路段软土工程力学指标非常差 且为高填方段 复钻的的地质资料显示 除其淤泥平均层厚在 8m 左右以外 淤泥层下卧有 4.5m 厚呈流塑或软塑状的粘土 而淤泥层上几乎没有软基加固中于路基 稳定沉降均有好处 需要保护好 的 硬壳层 此外 经向当地老农调查了解到 本滑移段原为一 条古河道 只是在近几十年被淤积成水田 而设计 K29+261 K29+350 段砂井其长度仅 6m 显见设 计采用的地质资料与实际地质情况有较大出入 地质资料的不准确性 无疑会对加固方案的选择产生 负面影响 由于本软基段软土质差 层厚 且为过河段 加之为高填方路堤 是以增设反压护道为宜 2.2 沉降控制速率值定得过大 在路基填筑过程中 地基破坏前最大沉速率每天平均值为 15mm 20mm 但也有沉降速率为 10mm/d 左右就破坏的例子 此外 在高速公路建设中 近几年来路基失稳产生滑移的工程实例频频 发生 故九六版部颁 规范 中明确规定 沉降速率控制标准为路堤中心线地面沉降速率每昼夜不 大于 1.0cm 坡脚水平位移速率不大于 0.5cm 本工程设计路基的沉降控制速率为每天不大于 2.0cm 控制值定得过大 为部颁规范的两倍 此外 设计提示 整条线路的软基工程力学指标非常差 基于此 从路基稳定性考虑 路基观 测沉降控制速率值应该低一些 2.3 堤基边坡太陡 九六版部颁 规范 指出 为保证软土地基稳定性 路基一般采用 1:2.0 的坡度 这说明路基 边坡太陡于路基稳定是不利的 本滑移段路基边坡设计值为 1:1.5 此外 由于本路堤设计采用了超载预压 按设计图计算 本段 预压边坡值为 1:1.05 左右 设计亦没按九五版部颁 设计规范 的要求 即未按 d=m.Sf 计算增加路 基设计宽度 显而易见不利于路基边坡稳定 设计亦考虑到此预压边坡于路基稳定是不利的 故强调提出 施工中应高度重视观测工作 但 由于设计将沉降观测控制速率位定得过大 并提示 尽快缩短加载期延长预压期 造成施工时控制 填土速度的错觉 即产生了只要在观测数据控制值内赶工期加快填筑速度的安全感 2.4 加载方法欠妥 对于加载方法 设计明确指出 采用 薄层轮加法 来代替原设计的分级加载法进行路堤填筑 按照设计图中薄层轮加法施工加载示意图可以理解为 只要日均沉降 位移量在设计控制范围内就可 以一直加载至其设计的极限高程 2.0 3.0m 薄层轮加法没有考虑袋装砂井加固软土地基是需要一定 时间才能产生效应的 即人们常说的时效问题 即没有考虑到使路基失稳产生滑移的有害能量也是需 要一定时间的积累 当积累至一定值才会爆发的 相反 消散其有害能量 也是需要一定时间的 而 分级加载法正是考虑到上述时效问题而设计出来的一种加载方法 在公路建设中已广泛的采用 分级 加载法要求 在施工时将整个路段加载分成若干级 并根据地质情况砂井间距布置型式及工期要求等 24 万方数据 第1期 2003 年 3 月 广东交通职业技术学院学报 Journal of Guangdong Communication Polytechnic No.1 March,2003 通过计算确定每一级的加载厚度 一般以 1.5m 左右为宜 每级分 5 6 层填筑 每层土厚 25cm 左右 当一级加载完成后 即使其沉降 位移速率在控制范围内 也给其一定的静置预压时间 好似劳累后 的人休息一样 使软土地基固结增加到一定程度 或者说使路基达到一定的稳定程度后再施以下一 级荷载 故九六年版部颁 规范 明确说明要采用分级加载法进行软土路基填筑 并将此法提高到 是 一种工程措施 来加以分析应用 在施工中 虽然严格按设计要求 薄层轮加法 填筑土方 在 24 天内 每隔一天填一次土 填 土达 2.4m 左右 但因此法有违砂井固结时效问题 在连续加载施工中 使有害能量与日递增而没给 其一个消散的机会 也是致使路基产生滑移的原因之一 此外 根据经验 观测路基面有无裂纹也是软基监测的一个简便易行且又非常重要的组成部分 由于裂纹的发展均是由路基底部向路基面缓慢发展的 路基裂纹的发现 多在路基静置期内而由于薄 层轮加填土法填土频率快 有掩盖 延缓发现裂缝的负作用 等到突发路基裂缝 滑移时就会措手不 及 参考文献 [1] 交通部.公路软土地基路堤设计与施工技术规范.1996 [2] 地基处理手册.1988 [3] 杨盛福主编.中国高速公路建设现况 设计与施工. Cause Analysis of Roadbed Collapse Over Soft Soil of the Super Highway K29+050 K29+300 ZHANG Tao (Guangzhou City Highway Engineering Company,Guangzhou 510075,China) Abstract:Aiming at the phenomenon of the slippage of Highway K29+050~K29+300 by Guangdong West Coast. This paper analyzes in different aspects such as geology and design causes that result in the ground failure. Feasible methods are put forward to maintain the soft soil ground. Key words:Soft soil ground;slippage;analyse 25 万方数据