高速公路軟土地基沉降監(jiān)測與研究
2015-06-03
1工程概況
沉降監(jiān)測區(qū)位于某高速公路K36+200～K36+300段，監(jiān)測區(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，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、時間與沉降曲線如圖3.1所示。沉降觀測資料統(tǒng)計(jì)見表3.1。
作者簡介：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50mm，占地基表面總累計(jì)沉降量的80%以上，可見沉降主要發(fā)生在“年前施工期”內(nèi)。在“冬季停工期”內(nèi)，沉降速率開始變緩，在不長的時間內(nèi)沉降速率已很快變小，229天內(nèi)沉降量均未超過10mm，K36+200斷面路基右側(cè)地基表面沉降未超過1mm，可見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，沉降量又開始增大，但停止填土結(jié)束后沉降很快趨于穩(wěn)定，可見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，這樣也會相應(yīng)減少下臥層土的沉降量；在冬季恒載期內(nèi)，三個斷面最大沉降量為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應(yīng)時間的累計(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，增長速率較小，這說明在路基底部鋪設(shè)加筋土工格柵對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，差異沉降量增長較快，在“冬季停工期”內(nèi)，差異沉降量增長幅度較小，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
1)沉降觀測結(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。
