唐曹公路軟基處理沉降變形規(guī)律對(duì)比分析

楊 劍

（唐山市唐港高速公路管理處，河北 唐山063021）

0 引言

根據(jù)唐曹公路的工程特性，選取SG—1 合同段，區(qū)域內(nèi)不良地質(zhì)為砂土液化、軟土及鹽漬土，需要處理的軟土地基約為21km，分別采用水泥攪拌樁和高壓旋噴樁復(fù)合地基處理軟土地基，采用雙曲線擬合來推算軟土地基處理后的最終沉降。

1 水泥攪拌樁沉降變形規(guī)律

1.1 施工期間沉降曲線

施工時(shí)按設(shè)計(jì)要求的位置設(shè)置沉降板。沉降板與路基一起分層分節(jié)安裝，施工前期每填1層土觀測(cè)1次，路堤高度超過2.5m時(shí)每天觀測(cè)1次，直到路基施工高程符合要求，以后每3天觀測(cè)1次直到預(yù)壓期結(jié)束。

由于篇幅所限，本文對(duì)三個(gè)具有代表性的水泥攪拌樁復(fù)合地基沉降的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，典型斷面的工程地質(zhì)條件如表1～表3所示。

表1 斷面1土層物理力學(xué)指標(biāo)

表2 斷面2土層物理力學(xué)指標(biāo)

表3 斷面3土層物理力學(xué)指標(biāo)

1.2 工后沉降變形曲線

本文采用雙曲線法對(duì)地基沉降進(jìn)行預(yù)測(cè)。針對(duì)唐曹公路的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)得的大量地基沉降數(shù)據(jù)，進(jìn)行沉降預(yù)測(cè)。

斷面1 選取沉降觀測(cè)后的第75～285d 的觀測(cè)數(shù)據(jù)建立曲線擬合方程，即t0=75d，S0＝8.8cm，繪制與t-t0關(guān)系曲線，如圖1所示。

由擬合方程確定曲線方程的參數(shù)為α＝2，β＝0.3488，曲線擬和關(guān)聯(lián)度較大。相應(yīng)的曲線方程為：

擬合曲線如圖2所示。

圖2 斷面1雙曲線擬合曲線

由雙曲線預(yù)測(cè)可得斷面1 的最終沉降為11.667cm， 據(jù)實(shí)地觀測(cè)第285d 的沉降為11.481cm，根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，連續(xù)2～3d的月沉降少于0.5cm，可認(rèn)為該路段沉降已基本穩(wěn)定。

斷面2 選取沉降觀測(cè)后的第121～331d 的觀測(cè)數(shù)據(jù)建立曲線擬合方程（見圖3），即t0=121 d，S0＝13.5cm，α＝14.5，β＝0.3893，曲線擬合關(guān)聯(lián)度較大。計(jì)算得出最終沉降為16.07cm，且根據(jù)實(shí)際觀測(cè)路基沉降已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

圖3 斷面2雙曲線擬合曲線

斷面3 選取沉降觀測(cè)后的第97～277d 的觀測(cè)數(shù)據(jù)建立曲線擬合方程（見圖4），即t0=97d，S0＝12.4cm，α＝12.0833，β＝0.4837，曲線擬合關(guān)聯(lián)度較大。計(jì)算得出最終沉降為14.151cm，且根據(jù)實(shí)際觀測(cè)路基沉降已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

圖4 斷面3雙曲線擬合曲線

2 高壓旋噴樁沉降變形規(guī)律

2.1 施工期間沉降曲線

高壓旋噴樁的沉降觀測(cè)同水泥攪拌樁類似，選取典型三個(gè)斷面的工程地質(zhì)條件如表4～表6所示。

表4 斷面1土層物理力學(xué)指標(biāo)

表5 斷面2土層物理力學(xué)指標(biāo)

表6 斷面3土層物理力學(xué)指標(biāo)

2.2 工后沉降變形曲線

高壓旋噴樁1 選取沉降觀測(cè)后的第94～304d的觀測(cè)數(shù)據(jù)建立曲線擬和方程（見圖5），即t0=94d，S0＝8.1cm，α＝12，β＝0.2798，曲線擬合關(guān)聯(lián)度較大。計(jì)算得出最終沉降為11.67cm，根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，連續(xù)2～3d 的月沉降少于0.5cm，可認(rèn)為該路段沉降已基本穩(wěn)定。

圖5 高壓旋噴樁斷面1雙曲線擬合曲線

高壓旋噴樁2 選取沉降觀測(cè)后的第130～340d的觀測(cè)數(shù)據(jù)建立曲線擬和方程（見圖6），即t0＝130d，S0＝8.4cm，α＝11.4667，β＝0.2017，曲線擬合關(guān)聯(lián)度較大。計(jì)算得出最終沉降為13.3578cm。根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，連續(xù)2～3d 的月沉降少于0.5cm，可認(rèn)為該路段沉降已基本穩(wěn)定。

高壓旋噴樁3 選取沉降觀測(cè)后的第160～370d的觀測(cè)數(shù)據(jù)建立曲線擬和方程（見圖7），即t0=160d，S0＝9cm，α＝11.2，β＝0.312，曲線擬合關(guān)聯(lián)度較大。計(jì)算得出最終沉降為12.2cm。根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，連續(xù)2～3d 的月沉降少于0.5cm，可認(rèn)為該路段沉降已基本穩(wěn)定。

圖6 高壓旋噴樁斷面2雙曲線擬合曲線

圖7 高壓旋噴樁斷面3雙曲線擬合曲線

3 兩種方法的對(duì)比分析

通過對(duì)本文的現(xiàn)場(chǎng)沉降數(shù)據(jù)分析可以看出，使用高壓旋噴樁加固的地基總沉降量比水泥攪拌樁處理后的地基沉降小，能確保重要建筑物的安全使用。高壓旋噴樁最大處理深度為24m，可以用來處理場(chǎng)地受限的特殊情況，主要適用于對(duì)軟弱土層（第四紀(jì)的沖積層、洪積層、殘積層及人工填土等）的處理，且實(shí)踐證明砂類土、黏性土、黃土和淤泥都能進(jìn)行旋噴加固，且處理效果較好。

4 結(jié)論

本文對(duì)工程實(shí)例中水泥攪拌樁和高壓旋噴樁復(fù)合地基的施工期間沉降進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，并對(duì)兩者的沉降特性進(jìn)行了分析總結(jié)，通過分析得到以下主要結(jié)論：

（1）軟土地基的沉降主要可分為兩個(gè)階段：第一個(gè)階段是施工期，占總沉降量的70%～80%；第二個(gè)階段是地基施工后沉降，占總沉降量的20%～30%；

（2）通過水泥攪拌樁和高壓旋噴樁的沉降觀測(cè)和最終沉降的推算，可以得出高壓旋噴樁復(fù)合地基的總體沉降比水泥攪拌樁復(fù)合地基較小。

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