2013巖土工程師考試：基礎(chǔ)知識考點10

　　1 引言

　　由于軟土含水量大，壓縮性高，因而軟土地基強度低，從而導致路堤因不均勻沉降或剩余沉降量過大而破壞。因此要保證路基穩(wěn)定首先就得進行軟基的固接處理。

　　貴新公路K119+170~K119+348段軟基具有軟土厚度深、面積大的特點。針對這一情況采用了振壓沉管碎石樁對其進行固接處理。以下就處理情況作簡要介紹。

　　2 軟基的基本概況

　　貴新公路K119+170~K119+348路段，地處山間谷盆。由于地勢平坦，排水不暢，地下水發(fā)育(左側(cè)有兩個涌水泉點)，長年淤積而形成大面積的軟土。經(jīng)地質(zhì)鉆孔揭示，該段軟基上覆流塑~軟塑狀淤泥質(zhì)土層，呈灰黑色，具腥臭味，遍布整個面積，厚1.5~2.5米;其下為淤泥質(zhì)土層，含碎石，呈軟塑~可塑狀態(tài)，飽水，強度低，厚6.0~14.8米;下伏基巖為二迭系上統(tǒng)吳家坪組薄層硅質(zhì)灰?guī)r夾粘土巖，其頂部風化強烈。對軟土取樣四組進行實驗其物理力學性質(zhì)如表所示。

　　物 理 性 質(zhì) 力 學 性 質(zhì)

　　含水量w(%) 48.9~63.6 固結(jié)試驗壓縮系數(shù)a100~200(Mpa-1) 0.990~1.520

　　密度P(g/cm3) 1.54~1.66 壓縮模量Es100~200(Mpa) 1.522~2.243

　　比重Gs 2.56~2.60 直接剪切試驗凝聚力C(Kpa) 6~24

　　孔隙比e 1.332~1.741 內(nèi)摩擦角Ф(度) 7.2~13.5

　　液限WL(%) 65.70~84.6 燒失量(%) 9.43~11.35

　　塑限WP(%) 34.90~43.90

　　塑性指數(shù)Ip 29.90~43.00 土樣類別 有機質(zhì)高液限粉土 灰黑色粘土，含腐質(zhì)草根及礫石

　　天然稠度Wc 0.19~0.56

　　從表上可以看出該段軟土天然含水量高，孔隙比大，壓縮性高，抗剪強度低。

　　3 軟基處理措施及計算依據(jù)

　　3.1 處理方案

　　貴新公路K119+170~K119+348段,最高填方9.46米，最低填方3.66米，填方面積8302平方米。因軟基深度較大(7~17米)，地勢平坦，面積較大，不易采用換土填石或拋石擠淤處理。經(jīng)過會審論證，決定采用振壓沉管碎石樁對其進行固結(jié)處理。碎石樁采用正方形排列，全平面同一樁徑、樁間距。根據(jù)部頒《規(guī)范》及以往施工經(jīng)驗，選擇樁間距為1.2米，樁直徑根據(jù)振沖器外徑定為32.5米，碎石樁要求穿過風化巖層。碎石樁施工結(jié)束后，在地基上鋪設(shè)20厘米厚的碎石墊層，以加強路基排水。

　　3.2計算依據(jù)

　　路堤填料為粘土，其主要計算參數(shù)取值：γ土=18kN/m3 ，C土=25Kpa ，Ψ土=15。 ;軟基主要計算參數(shù)取值：γ軟=16kN/m3 ，C軟=15Kpa ，Ψ軟=7。 ，固結(jié)系數(shù) Cv=1.5x10-7m2/s 。

　　根據(jù)填方高度、填土容重、附加應力、軟土深度和壓縮系數(shù)，通過計算可得加固前路基沉降量S前=82cm。

　　加固后路基總沉降減少量S減=[1/1+(n-1)η]×S前

　　式中 n______樁土應力比，對于粘性土n=2~4,取n=2

　　η_____ 面積置換率

　　η=d2/de2

　　d____樁直徑

　　de____等效圓直徑，由于樁孔為正方形布置所以de=1.13倍樁間距

　　η=0.325/(1.13×1.2)2

　　=0.05744

　　S減= [1/1+(2-1)0.05744

　　= 78cm

　　通過計算可知，地基采用碎石樁處理后，總沉降量減少78cm，剩余沉降4cm，滿足沉降量控制要求。

　　單樁承載力[б]樁=20×C軟/K

　　C軟 ____凝聚力，C軟=15KPa

　　K____安全系數(shù)，K=1.25

　　[б]樁=20×15/1.25

　　=240Kpa

　　復合地基承載力[б]復= β[б]土×[1+η(n/β)- η]

　　η_____ 面積置換率, η=0.0574

　　[б]土 _____樁間天然地基土的承載力

　　n= [б]樁/ [б]土，稱為樁土應力比,據(jù)有關(guān)資料,其值在2-12 之

　　間變化，本文取值為2

　　[б]土=[б]樁/2=240/2=120Kpa

　　β____樁間土承載力折減系數(shù)，取值1.0，因為樁土應力比已經(jīng)考

　　慮了這一因素。

　　[б]復=1×120×[1+0.0574(2/1)- 0.0574]

　　=126.9KPa

　　通過以上計算證明，加固后的地基承載力得以較大提高，沉降量控制在可靠的范圍內(nèi)，

　　并且承載力的計算結(jié)果為后期的承載試驗提拱了可靠的數(shù)字依據(jù)。

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