廣梧高速公路是中國(guó)國(guó)家高速公路網(wǎng)中廣昆高速公路的一段,其起點(diǎn)設(shè)在廣東省肇慶高要市馬安鎮(zhèn),終點(diǎn)設(shè)于廣西區(qū)梧州市蒼梧縣,全長(zhǎng)158.324公里。由廣云高速公路、云梧高速公路和蒼郁高速公路三部分組成。2005年11月8日,廣梧高速公路廣西蒼梧縣至郁南段建成通車。廣梧高速公路2010年6月30 日正式全線貫通。
【摘 要】 結(jié)合工程實(shí)例,介紹了廣梧高速K119+160~K119+300段路基失穩(wěn)情況,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況對(duì)失穩(wěn)原因進(jìn)行了分析,并提出了解決方案,為類似路基工程積累了寶貴的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)。
【關(guān)鍵詞】 高級(jí)職稱論文發(fā)表,路基,失穩(wěn),處理方案
1 工程概況
其中K119+160~K119+300段路基處于池塘軟基路段,原設(shè)計(jì)采用袋裝砂井+超載預(yù)壓進(jìn)行處理。袋裝砂井井徑 7cm、井距0.9m、梅花形排列,設(shè)計(jì)井長(zhǎng)11.3m,設(shè)計(jì)總沉降量1.2m,超載填土高度0.8m。該路段于2008年5月23日完成袋裝砂井施工,于5月26日開始路基填筑,路基填筑按設(shè)計(jì)要求采用“薄層輪加法”進(jìn)行,統(tǒng)計(jì)得出每層填土厚度控制在17~25cm之間。至2009年3月1日填土標(biāo)高達(dá)到19.546m,剩余填方高度2.683m(含超載土方0.8m)。2009年3月4日該路基段出現(xiàn)裂縫,左側(cè)魚塘塘底淤泥凸起,路基整體性已破壞。
2 路基整體情況介紹
2.1 施工情況
該路基段袋裝砂井施工在井徑、井距、砂井排列形式等方面均按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。井長(zhǎng)按相關(guān)要求由業(yè)主、監(jiān)理、施工單位三方通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)分區(qū)試打確定該段砂井長(zhǎng)度,袋裝砂井實(shí)際施工長(zhǎng)度為10.5m。
2008年5月23日完成了袋裝砂井施工后,于5月26日開始路基填筑。路基填筑按設(shè)計(jì)要求采用“薄層輪加法”進(jìn)行,統(tǒng)計(jì)得出每層土厚度控制在 17~25cm間。至2009年3月1日填土標(biāo)高達(dá)到19.546m時(shí),250天內(nèi)加土總厚度為9.006m(注:袋裝砂井砂墊層頂面標(biāo)高 10.54m),目前剩余填方高度2.683m(含路面結(jié)構(gòu)層換算成填土的厚度差值0.205m及超載土方0.8m)。
春節(jié)后路基從2月12開始填筑,至3月1日止,填土總厚度為1.44m,平均每天填土厚度為0.08m,從最后一次填土到路基產(chǎn)生裂縫時(shí),路基靜置預(yù)壓了3天。
2.2 地質(zhì)地貌情況
失穩(wěn)地段地面原為一大魚塘,兩側(cè)山體坡腳為大魚塘的邊沿線。公路路基穿塘而過(guò),將整個(gè)魚塘一分為二。主線路基左側(cè)水塘面積較小,魚塘長(zhǎng)約140m,寬不足40m,主線路基左側(cè)山體的坡腳巖體在K119+150斷面形成磯頭向路基右側(cè)延伸至路基右側(cè)邊坡處停止。主線右側(cè)魚塘面積較大,長(zhǎng)、寬分別在500m 與150m以上。圖紙勘察報(bào)告顯示,本滑移區(qū)軟土層厚 在7.4m~8.50m間。軟土呈流塑、軟塑狀,其具有含水量高、孔隙比大、壓縮性高、承載力低、透水性差、易剪切滑動(dòng)等特點(diǎn)。軟土下藏臥中粗砂層厚度在 1.10m~1.3m間。
2.3 監(jiān)測(cè)情況
2.3.1 監(jiān)測(cè)儀器的埋設(shè)
裂縫所發(fā)生的k119+170~300 區(qū)段,設(shè)計(jì)未要求設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。但由于該段為超載預(yù)壓,考慮到路基卸載設(shè)計(jì)要求根據(jù)沉降速率進(jìn)行控制,同時(shí)考慮到路基右側(cè)魚塘從水深從面積上均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于左側(cè)魚塘,故項(xiàng)目部安排觀測(cè)隊(duì)在k119+270斷面路基中線處設(shè)置了一塊沉降板與兩只孔隙水壓力計(jì),測(cè)斜管則設(shè)置在主線右側(cè))。
2.3.2 沉降監(jiān)測(cè)情況
路基產(chǎn)生裂縫后,監(jiān)測(cè)隊(duì)對(duì)k119+350斷面的兩塊沉降板與增設(shè)在k119+270路基中線的一塊沉降板進(jìn)行了監(jiān)測(cè),(這三塊沉降板離失穩(wěn)區(qū)最近,其中前者離滑移區(qū)最外側(cè)裂縫約50m,后者離滑移區(qū)最外側(cè)裂縫約3m),根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析路基產(chǎn)生裂縫前,上述三塊沉降板的沉降速率均在設(shè)計(jì)與《規(guī)范》要求的控制范圍內(nèi)。
另外,從監(jiān)測(cè)結(jié)果分析,即使在路基產(chǎn)生裂縫(縫寬約在10cm左右時(shí))的3月4日下午3時(shí)半測(cè)得的結(jié)果也滿足設(shè)計(jì)與規(guī)范要求控制值。此現(xiàn)象的產(chǎn)生與沉降板所處位置在裂縫區(qū)外側(cè)、與路基產(chǎn)生裂縫主因有關(guān)。
至4日下午5時(shí),當(dāng)縫寬發(fā)展到280mm~320mm時(shí)對(duì)路基采取了卸載反壓的應(yīng)急措施。第二天(3月5日),測(cè)得其沉降量有所增大,日沉降量在9~17mm間,3月6日,上述三塊沉降板日沉降量恢復(fù)到1mm~5mm間。表明路基失穩(wěn)對(duì)裂縫外側(cè)土體地基影響甚微。
與此同時(shí),失穩(wěn)后新設(shè)置在滑移區(qū)內(nèi)的二塊沉降板(k119+240與k119+270兩斷面左側(cè))測(cè)得的沉降量到的結(jié)果表明,到3月6日止,其沉降速率仍達(dá)到33mm/d~41mm/d。裂縫區(qū)內(nèi)外兩者差異明顯,表明處在裂縫外側(cè)的路基受此次失穩(wěn)影響甚微。
2.3.3 孔隙水壓力監(jiān)測(cè)情況
孔隙水壓力觀測(cè)結(jié)果見附后“孔隙水壓力觀測(cè)資料匯總表”“與孔隙水壓力過(guò)程線”。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,孔隙水壓力與加載成良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系,加載時(shí),孔壓增加,停載后的靜置預(yù)壓期內(nèi),孔隙水壓力消散,附合一般規(guī)律。
3月3日(產(chǎn)生裂縫的前一天)觀測(cè)結(jié)果表明孔隙水壓力較之加載時(shí)的孔壓有所下降。1號(hào)儀壓由194kPa下降到192.5kPa,2號(hào)儀由245.5kPa下降到241kPa,下降速率為在0.5kPa~0.75kPa/d間。
3月4日下午3時(shí)測(cè)得,兩只孔壓均下降了0.5kPa,下降速率為0.5kPa/d。由此可以說(shuō)明路基裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展非因路基荷載過(guò)快過(guò)量所致。
3 路基失穩(wěn)原因分析
2009年3月3日晚17時(shí),該段路基左側(cè)魚塘主抽水干塘,至2009年3月4日早8時(shí),塘水基本抽干,塘內(nèi)水位平均下降1.2m以上。2009年3月 4日12時(shí)在K119+180~K119+300路基中線左側(cè)出現(xiàn)細(xì)小間段性縱向裂紋,縫寬在1~2mm間,此后逐漸發(fā)展,至17時(shí)縫寬發(fā)展至 280~320mm間,最大縫寬達(dá)到320mm,可探縫深約4.5m,左側(cè)漁塘底部(離路基邊溝10~15m處)塘泥凸起約0.8m。為防止裂縫繼續(xù)發(fā)展造成路基滑塌、剪斷袋裝砂井,項(xiàng)目部決定對(duì)裂縫段采取“卸載反壓”的應(yīng)急處理措施,卸載土厚在1~1.5m間。經(jīng)此方法處理后,5日觀測(cè)表明,裂縫發(fā)展趨勢(shì)已有所抑制。
3月3日晚,當(dāng)?shù)佤~塘主對(duì)失穩(wěn)區(qū)左側(cè)魚塘抽水干塘,4號(hào)上午就將全塘水抽干,塘內(nèi)水位平均下降1.2m以上。因而減弱了對(duì)路基的反壓能力是導(dǎo)致此次路基失穩(wěn)的主因,孔隙水壓力觀測(cè)數(shù)據(jù)表明這一原因的存在。(在高速公路與鐵路建設(shè)中,因魚塘抽水導(dǎo)致路基失穩(wěn)出穩(wěn)的先例并不少見)。本工程3月1日剛完成加載,兩天后魚塘抽水,魚塘抽水日離加載時(shí)間太近是此次路基失穩(wěn)的另一原因。
4 處理方案
2009年3月10日云梧高速公路有限公司在廣梧高速公路第十八合同段項(xiàng)目部會(huì)議室召開 K119+160~K119+300段路基失穩(wěn)處理專題會(huì)議。廣東省交通廳、廣東省交通集團(tuán)、廣東省長(zhǎng)大公路工程有限公司、廣東省公路勘察設(shè)計(jì)院、航運(yùn)設(shè)計(jì)院、云梧高速公路有限公司、廣梧高速公路C段總監(jiān)辦、廣梧高速公路第十八合同段項(xiàng)目部、河海大學(xué)課題科研組等有關(guān)單位組織相關(guān)專家及人員參加了會(huì)議,本著確保路基穩(wěn)定及全線工期的目標(biāo),與會(huì)專家及相關(guān)人員對(duì)該段路基失穩(wěn)后處理方案形成以下一致意見:
(1)補(bǔ)征 K119+160~K119+300段路基左側(cè)魚塘,分級(jí)施工反壓護(hù)道;(2)挖除K119+160~K119+300段路基填土,用作反壓護(hù)道填料;由于本路段附近挖方段施工已完成,主線路基部分剩余填方采用線外借土填筑。(3)K119+160~K119+300失穩(wěn)路段全斷面采取預(yù)應(yīng)力管樁處理;預(yù)應(yīng)力管樁頂面全斷面設(shè)置砂墊層,砂墊層與邊坡及反壓護(hù)道外側(cè)連通,確保排水暢通。(4)施打預(yù)應(yīng)力管樁之前路基滑塌部分補(bǔ)打袋裝砂井以消除孔隙水壓力。
目前該路基已經(jīng)施工完畢通車近3年,施工效果較好。
5 結(jié)語(yǔ)
隨著社會(huì)的發(fā)展,在山區(qū)修建的高速公路越來(lái)越多,而山區(qū)的地質(zhì)、地貌、地形對(duì)于修建高速公路是極為不利的,尤其是軟土地段,而路基的穩(wěn)定性是不容忽視的問(wèn)題,因此,做好路基失穩(wěn)原因的總結(jié)分析,能更好的為以后的路基設(shè)計(jì)和施工積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
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