某道路場地巖土物理力學(xué)性質(zhì)分析與評價(jià)

符興義　征西遙　李朝利　曹光懷

【摘 要】通過對某道路場地的土層進(jìn)行勘察和現(xiàn)場巖土進(jìn)行物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)內(nèi)容包括圓錐動(dòng)力觸探、現(xiàn)場直剪實(shí)驗(yàn)、錨桿抗拔試驗(yàn)等。現(xiàn)場原位試驗(yàn)嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)范操作，數(shù)據(jù)可靠，包括現(xiàn)場直剪試驗(yàn)、錨桿抗拔試驗(yàn)等。根據(jù)系列數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果研究分析出場地土層物理力學(xué)性質(zhì)，采用現(xiàn)場直剪試驗(yàn)、抗拔試驗(yàn)確定巖土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)及水泥砂漿與巖土間粘結(jié)強(qiáng)度。

【關(guān)鍵詞】物理性質(zhì)；直剪試驗(yàn)；抗拔實(shí)驗(yàn)

0 引言

所試驗(yàn)地區(qū)的土層和環(huán)境經(jīng)過一系列的施工和開發(fā)，巖土埋深和性質(zhì)已經(jīng)有了明顯的改變，為給施工提供比較準(zhǔn)確的巖土物理性質(zhì)，在對該地區(qū)勘察的同時(shí)，對巖土進(jìn)行了系列的試驗(yàn)。試驗(yàn)內(nèi)容包括圓錐動(dòng)力觸探、現(xiàn)場直剪實(shí)驗(yàn)、錨桿抗拔試驗(yàn)等。現(xiàn)場原位試驗(yàn)嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)范操作，數(shù)據(jù)可靠，包括現(xiàn)場直剪試驗(yàn)、錨桿抗拔試驗(yàn)等。直剪及抗拔試驗(yàn)委托有相應(yīng)資質(zhì)的公司及單位完成，檢測資質(zhì)、質(zhì)量認(rèn)證齊全，測試成果資料質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)程、規(guī)范要求。

1 地層巖性

試驗(yàn)區(qū)巖性由新到老主要為第四系全新統(tǒng)素填土、填筑土（Q4ml）、第四系全新統(tǒng)粉質(zhì)粘土層（Q4dl+el）、第四系中更新統(tǒng)昔格達(dá)組地層（QⅡfgl）和華力西期花崗巖（γ）。各巖土層特征描述如下：

①1素填土（Q4ml）：淺黃色、局部為雜色，成分主要為粉質(zhì)粘土、昔格達(dá)組泥巖粉砂巖碎塊及碎屑等組成，干～稍濕，松散。該層主要為平整場地和公路開挖形成，分布不均勻，回填時(shí)間約3年，厚度1.0～14m不等，在場地局部地段均有分布。

①2填筑土（Q4ml）：灰白色，主要由花崗巖碎塊及碎屑等組成，干，中密狀，經(jīng)分層碾壓回填，揭露最大厚度為18m。

②粉質(zhì)粘土（Q4dl+el）：淺黃色，含少量昔格達(dá)組泥巖粉砂巖碎屑，見鐵錳質(zhì)浸染。稍濕，可塑狀。該層主要分布在表層，厚度小，鉆探揭露厚度為0.9～4.9m。

③昔格達(dá)組泥巖、粉砂巖（QⅡfgl）：

昔格達(dá)組泥巖：淺黃色，礦物成分主要由粘土礦物等組成，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)。

昔格達(dá)組粉砂巖：淺黃色，礦物成分主要由長石、石英等組成，粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)。

上述兩種巖土層均為薄層狀構(gòu)造，水平層理，半成巖狀態(tài)，膠結(jié)較好，遇水易崩解。巖芯層砂狀、塊狀。

④華力西期強(qiáng)風(fēng)化花崗巖（γ）：灰白色，節(jié)理裂隙很發(fā)育，裂隙面可見褐黃色鐵錳質(zhì)侵染，巖石中大部分礦物有風(fēng)化蝕變現(xiàn)象，巖石多呈碎塊狀、塊狀，干鉆困難，清水鉆進(jìn)巖芯呈粗砂狀，碎塊狀，碎塊狀巖芯手捏可碎。

2 巖土實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

2.1 圓錐動(dòng)力觸探

在第四系全新統(tǒng)素填土進(jìn)行了N63.5動(dòng)力觸探試驗(yàn)，試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

試驗(yàn)結(jié)果表明：第四系全新統(tǒng)素填土為松散狀態(tài)，均勻性差，中等變異性，回填時(shí)間段，承載力低。

2.2 現(xiàn)場直剪試驗(yàn)

為計(jì)算評價(jià)場地的整體穩(wěn)定性，在場地選取9個(gè)地段進(jìn)行抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)，獲取了昔格達(dá)組泥巖、昔格達(dá)組粉砂巖及泥巖和粉砂巖層面的抗剪強(qiáng)度，試驗(yàn)結(jié)果見表2：

根據(jù)直剪測試結(jié)果，昔格達(dá)組泥巖內(nèi)聚力平均值為28.9kPa，內(nèi)摩擦角平均值為24°，昔格達(dá)組粉砂巖內(nèi)聚力平均值為26.2 kPa，內(nèi)摩擦角平均值為28.3°。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)測試結(jié)果，昔格達(dá)組泥巖內(nèi)聚力平均值為29.1kPa，內(nèi)摩擦角平均值為24.5°，昔格達(dá)組粉砂巖內(nèi)聚力平均值為26.6 kPa，內(nèi)摩擦角平均值為28.5°。室內(nèi)和現(xiàn)場試驗(yàn)昔格達(dá)組粉砂巖的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角和室內(nèi)取樣測試結(jié)果基本一致，現(xiàn)場試驗(yàn)平均值較室內(nèi)取樣測試結(jié)果稍偏低，這是因?yàn)橹奔粼囼?yàn)測試位置主要集中在土體表層，表層土受風(fēng)化影響所致。

2.3 錨桿抗拔試驗(yàn)

為準(zhǔn)確提供昔格達(dá)組泥巖、粉砂巖與砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度，在場地內(nèi)作了3個(gè)抗拔試驗(yàn)，土層為昔格達(dá)組地層，錨固深度分別為3m、4m和5m，孔徑為110mm，灌孔材料采用M30的水泥砂漿，進(jìn)行壓力為 0.3MPa的壓力灌漿，砂漿齡期為28天，測試成果見表3：

本次試驗(yàn)的3組2*28錨桿，其中1#錨桿加載值達(dá)到荷載360.1kN時(shí)，持荷期間，錨頭位移不收斂，取極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為348.8kN；2#錨桿加載值達(dá)到荷載297.3kN時(shí)，持荷期間，錨頭位移不收斂，取極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為286.9kN；3#錨桿加載值達(dá)到荷載232.2kN時(shí)，持荷期間，錨頭位移不收斂，取極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為221.8kN。卸載后，坡面錨固體有砂漿與土塊脫落等現(xiàn)象。經(jīng)過對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算分析、處理，根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)程》GB50330—2002第C.2.9判斷：本次試驗(yàn)的3組2*28試驗(yàn)錨桿的水泥砂漿與巖土間粘結(jié)強(qiáng)度特征值為94.5 kpa。

抗拔試驗(yàn)位置分布在表層，受地表風(fēng)化影響，膠結(jié)程度較下部地層差，測試成果為 91.8～97.3 kPa，平均值為94.5 kPa。2011年P(guān)線道路邊坡施工進(jìn)行錨桿試驗(yàn)時(shí)，對下部膠結(jié)較好的地層測試，其抗拔試驗(yàn)粘結(jié)強(qiáng)度為108kPa，根據(jù)兩次測試成果的粘結(jié)強(qiáng)度綜合取值為100 kPa。

3 結(jié)語與建議

①第四系全新統(tǒng)素填土地層條件差，建議對上部素填土采用抗滑樁支擋，以確保道路的安全暢通，下部昔格達(dá)組地層進(jìn)行放坡或采用坡面錨桿（索）支護(hù)。

②昔格達(dá)組地層遇水易崩解，因此做好場地的排水系統(tǒng)，場地后緣設(shè)置截水溝，場地內(nèi)設(shè)置排水溝，必要時(shí)對坡面進(jìn)行封閉處理。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]