武漢三官漢江公路大橋南接線軟土路堤穩(wěn)定性分析

饒 江 勇

(湖北省交通規(guī)劃設(shè)計院股份有限公司，湖北 武漢 430051)

武漢三官漢江公路大橋南接線K1+600～K1+760段(以下稱本工程)位于武漢市蔡甸區(qū)漢陽大道以北什湖一帶，原設(shè)計為填方路段，填方高度為3.4 m～4.8 m。

1 工程地質(zhì)條件

1.1 地形地貌

本工程場地地形較平坦，在地貌上屬漢江一級階地。在建公路路基寬約100 m，地面(孔口)標高18.57 m～20.53 m，路基兩側(cè)藕塘密布。

1.2 地層巖性

根據(jù)鉆探揭露，勘察區(qū)地層主要為第四系人工填土、第四系全新統(tǒng)沖湖積淤泥、淤泥質(zhì)土、沖積粘性土、砂礫，二元結(jié)構(gòu)明顯。下伏基巖為白堊—第三系(K-E)泥巖、砂礫巖。

現(xiàn)將地層從上到下概述如下：

1.3 水文地質(zhì)條件

場區(qū)地表水系發(fā)育，主要是兩側(cè)水(藕)塘及漢江長年流水，主要補給來源于大氣降水，水位水量隨季節(jié)變化較大。地下水主要是松散巖類孔隙水，以潛水為主，賦存于第四系全新統(tǒng)沖(湖)淤泥質(zhì)土及砂礫石層。含水層厚度一般12 m～35 m，地下水埋深一般0.5 m～2.9 m。當(dāng)砂、礫石層上部有較厚的粘土層時，砂、礫石層中賦存的地下水具承壓性(屬承壓水)。此外，還存在基巖裂隙水，賦存于泥巖、砂礫巖裂隙(風(fēng)化裂隙及構(gòu)造裂隙)中，接受上覆地層中孔隙水的補給，水量貧乏。地下水在枯水期接受降水補給，向附近的溝塘及漢江排泄；豐水期接受江水及地表水的側(cè)向補給。

1.4 特殊性巖土

特殊性巖土主要為軟土，主要為淤泥、淤泥質(zhì)土，深灰、灰褐色或褐色，流塑狀，具有含水量高、壓縮性高、強度低的特性，易造成路基失穩(wěn)及產(chǎn)生不均勻沉降。

2 場地軟土發(fā)育及影響情況

根據(jù)設(shè)計提供資料，K1+600～K1+760段軟基處理設(shè)計為樁長11 m，樁徑0.5 m，樁間距1.8 m三角形布置粉噴樁處理，施工后填方2 m多路面出現(xiàn)裂縫，未解決問題。

該段軟基處理考慮變更為樁長17.5 m～23.6 m，樁徑0.4 m，樁間距1.8 m三角形布置CFG樁處理，需預(yù)先對CFG樁方案進行分析計算，確保安全、有效、經(jīng)濟。

3 路堤穩(wěn)定性分析

軟土地基路堤的穩(wěn)定驗算一般采用瑞典圓弧滑動法中的固結(jié)有效應(yīng)力法，本次驗算按施工期的荷載，只考慮路堤自重，未考慮營運期荷載(包括路堤自重、路面增重及行車荷載)。

路堤穩(wěn)定性分析采用理正巖土6.0軟土地基路堤、堤壩設(shè)計軟件。本次計算分析有如下前提:不考慮固結(jié)引起粘聚力的提高；穩(wěn)定性計算分析斷面采用勘察的3個斷面，計算模型的斷面地層劃分根據(jù)勘察資料簡化；地下水位按0.5 m。

3.1 地層巖土參數(shù)

根據(jù)現(xiàn)場勘探試驗成果，地層巖土參數(shù)見表1。

表1 巖土參數(shù)表

3.2 路堤參數(shù)

路堤材料物理參數(shù)采用常規(guī)經(jīng)驗值，見表2。

3.3 加固體參數(shù)

粉噴樁、CFG樁樁體強度(抗剪強度、樁土應(yīng)力比)引用規(guī)范、資料中的最低值，見表3。

表2 路堤參數(shù)表

表3 加固體參數(shù)表

3.4 計算結(jié)果

3.4.1A—A斷面(K1+760)計算模型及結(jié)果

A—A斷面計算模型及結(jié)果見圖1，表4。

表4 A—A斷面路堤穩(wěn)定性分析計算結(jié)果 m

3.4.2B—B斷面(K1+710)計算模型及結(jié)果

B—B斷面計算模型及結(jié)果見圖2，表5。

表5 B—B斷面路堤穩(wěn)定性分析計算結(jié)果 m

表6 C—C斷面路堤穩(wěn)定性分析計算結(jié)果 m

3.4.3C—C斷面(K1+660)計算模型及結(jié)果

C—C斷面計算模型及結(jié)果見圖3，表6。

經(jīng)穩(wěn)定性分析計算可知，隨路堤填高增大，路堤穩(wěn)定性系數(shù)降低；同樣的穩(wěn)定性系數(shù)情況下，經(jīng)CFG樁處理后路堤填高大于粉噴樁處理；不同穩(wěn)定性系數(shù)下的路堤填高計算結(jié)果見表4～表6，按JTG D30—2015公路路基設(shè)計規(guī)范中公路路堤穩(wěn)定安全系數(shù)的要求(正常工況下1.35～1.45)，本工程填方高度3.4 m～4.8 m，需采用CFG樁處理。

4 結(jié)語

本文結(jié)合工程實例，根據(jù)現(xiàn)場勘察及試驗成果，計算分析了軟土地基路堤在軟土處理前后的不同穩(wěn)定系數(shù)下的路堤填高，為本項目的CFG樁處理方案提供了計算依據(jù)。