第l 期2 0 0 3 年 3 月为;交 通 职 业 技 术 学 院 学 报1l l l ll u ni c a t i o nP ol y t e e h n i eNO.lJ ou r n a l of Gu a ng d o n g CoMa r ch 20 0 3文 章 编 号:一 6 7 1一5 4 9 6 ( 20 0 3 ) o 一 00 2 3一03关 于 广 东 西 部 沿 海 高 速公 路K 2 9+00 5~K 2 9+ 3 o o 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 广一州,5 1 00 75 )摘 要:本 文 针 对 厂`东 西 部 沿海 高 速 公 路K 2 9 十 0 5 0 一 K 2 9 十 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:U 4 1 6.1文 献 标 识 码:A1 9 99年1 月 8日土 午 8 时,广一东 西 部沿海 高 速 公 路K2 9 十 050 一 K 29 十 300 左 侧软 上 路基突发路基滑移。滑 移 初 期 产 生 纵 向 裂缝 大 小 多 条,最长1 1 5 m,最大缝 宽 约2 0 c m,裂 缝 呈 较 规则的圆弧型( 足巨 路 中 线 最近 距 离 为 s m )。随时 问 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 26 5m,最大缝宽lm左 右,路 基边缘 以 外l.s m 处土 工 布 和 卜_L 格 栅拉断 ( 拉断面 较为 整 齐 ),此 处 砂垫 层 塌陷 约70 e m,路基 边 坡坍 塌,坡 脚 以 外1 5 m稻 田 隆 起 l m 高。当晚 从路 中线 位 置 向左 侧 路基 卸 载,增高1 0 m宽、2 m 高的反压护 道,次 日 1: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4.8 m 深至 土工 布 的 槽,以 便分 析 滑移 破 坏程 度。以下 就设计、施_L 情 况 对滑 移原 因 进行 分析:1设 计、施 工 情 况桩 号K 29 + 0 0 0 一K 2 9 + 1 50 ~ ~ ~ K29 + 2 6 1 ~ ~ ~K K K K K 2 9 + 1 5 0 0 0 K 2 9 + 26 1 1 1 K2 9 + 354 4 4设 软 土 厚 度(m) ) )3 ~ 9 9 9 3 ~ 9 9 9 : 弓 ~ 9 9 9计填 上 高度( m ) ) ) 4.2 一 5.2 2 24.2 ~ 5.2 2 2 4.2 ~ 5,2 2 2间 距(m) ) ) 1.0 0 01.2 2 21.0 0 0长度(m) ) ) 1O O O 8 8 8 6 6 6平均 处 理 宽 度( m ) ) ) 39.1 1 14 1.5 5 5 37.9 9 9砂垫层 厚度(m ) ) )0.8 8 8 0.8 8 8 0.8 8 8土_ 工 织物 层 数1 + l l l1 + 1 1 1l + l l l施 实 际 软土厚 度( m ) ) )1 2.9 8 8 8 1 2.6 9 9 9 9 9工平 均填_ 上 厚 度( m ) ) ) 2.6 6 6 2.5 5 5 2.4 4 4袋 装 砂井长度 ( m ) ) )1 3.8 8 81 3.0 0 01 1.3 3 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 3 m 左右的素 填 土 之 下,淤泥层厚 8 m 左 右,淤 泥 层 下 为 粘 土层,平 均 厚 度为4.5 m,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 1 0m、sm、6 m 分别 增 至 1 3.8 2 m、1 3m、n.3 m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:20 0 2一12一 31录 用 日 期:2 0 ( ) 3一 0 2 一 2 1作者 简介:张涛 ( 1 9 7 1.1 0 一 ),男,工 程师研 究 方向:公 路 造 价 控 制 第1 期2 0 0 3 年 3 月广 东 交 通 职 业 技 术 学 院 学 报Jo uma l o fGu ang d o n g Con n l lu ni ca ti on Poly t ec h ni cNO.lM rae h.Z OO 3定 填 土 控制速 度“按 中 心 桩沉 降 小 于 Zc / m 天,侧向位 移小 于0.c s m / 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 一 3.0 m”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19 98年 1 2 月 巧 日,填 土层厚 在ZO cm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 一 1.c 7m之 间,每 日 水平位移 量变小 于S l n m,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 2 4 天 内,填 土 总 厚 度达2.m 5 左 右,至 19 9 9 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K2 9 + 05 0 一 K29 + 3 0 0 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 软上 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s m左 右 以 外,淤 泥 层 下 卧有4.5 m 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+2 6 1 一 K2 9 + 3 50 段砂 井 其 长度 仅 6 m,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1 5 mm一 2 0 n l n I,但也 有 沉 降速率为10 m l nd/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.o c m,坡脚水 平 位 移 速率 不 大 于0.s cm ”。本 工 程 设计路 基 的 沉降 控 制 速 率 为每天 不大 于2.o cm,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l: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 设计图讨一 算 ,本段预 压 边坡 值 为1 : 1.0 5 左 右。设 计 亦 没 按 九 五 版部颁 《 设 计规 范 》 的要 求,即 未按 △ = dm.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 一 3.O m。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 己 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 求等通 第1 期2 00 3 年 3 月J’ 一东 交 通 职 业 技 术 学 院 学 报J o u r nalof Gu a ngdo ng C ou n nu ni ea t i o nP o ly t ee h n i eN O,1M a reh.2 《 M)3过 计 算 确 定 每 级 的加 载 厚 度,一般 以1.sm左 右 为 宜( 侮 级分 5 一 6 层 填 筑,每层 土 厚25 c m 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_l 路基填筑,并将此法提 高 到“是-种_L 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 2 4 天 内( 每 隔一 天填次土 ) 填_L达 2.4 m 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-个 消散 的 机 会,也是 致使路 丛 产生滑移 的 原 因之·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 仁 法 填_上 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 上 地 基路 堤 设 计 与 施_l「 2 」 地 基处 理 手 册.1 9 8 8仁3 〕 杨 盛 福 主 编.中国 高 速 公 路建 设 现况、技术 规 范.19 9 6设计 与 施Ca u s eAn a l y s i s of Ro ad bed Coll a Ps eov e rSof t 501 1 o f t heS u P erH i g h way K 2 9 + 0 5 0 ~ K 2 9 + 3 0 0Z H A N G 毛 1 0( Gu a ngz h o uC i t y H i g h wa y E ng i n ee r i n gCom P an y,Gu a ng z h o u 5 1 00 75,C h i n a )A bs t a re t : A i 而 n ga t t h ePh e n o me n o noft h es l i P P age of H ig h wa yK 2 9 +0 50 ~ K 2 9 + 3 0 0 by Gu a ng d o n g W 己 S tCo a s t.T h i s P a Pe r a n alyz e si n di f f er e nta s P e c t S s u eha sge ol o g ya n dde s i g n c a u s e s t h a t r e s ul t i nt h eg o ru ndf a i l u r e.Fe a s ibl eme t h odsa reP u t f ow ra r d t o mai n t a i nt h es of t5 0 11 g r o u n d·Ke y w o r d s : S o ft501 1 gr o u nd ;s liPP age : a n al ys e