武漢三官漢江公路大橋南接線軟土路堤穩定性分析

饒 江 勇

(湖北省交通規劃設計院股份有限公司，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)位于武漢市蔡甸區漢陽大道以北什湖一帶，原設計為填方路段，填方高度為3.4 m～4.8 m。

1 工程地質條件

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，路基兩側藕塘密布。

1.2 地層巖性

根據鉆探揭露，勘察區地層主要為第四系人工填土、第四系全新統沖湖積淤泥、淤泥質土、沖積粘性土、砂礫，二元結構明顯。下伏基巖為白堊—第三系(K-E)泥巖、砂礫巖。

現將地層從上到下概述如下：

1.3 水文地質條件

場區地表水系發育，主要是兩側水(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沖(湖)淤泥質土及砂礫石層。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(風化裂隙及構造裂隙)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，易造成路基失穩及產生不均勻沉降。

2 場地軟土發育及影響情況

根據設計提供資料，K1+600～K1+760段軟基處理設計為樁長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，需預先對CFG樁方案進行分析計算，確保安全、有效、經濟。

3 路堤穩定性分析

軟土地基路堤的穩定驗算一般采用瑞典圓弧滑動法中的固結有效應力法，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)。

路堤穩定性分析采用理正巖土6.0軟土地基路堤、堤壩設計軟件。本次計算分析有如下前提:不考慮固結引起粘聚力的提高；穩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勘察資料簡化；地下水位按0.5 m。

3.1 地層巖土參數

根據現場勘探試驗成果，地層巖土參數見表1。

表1 巖土參數表

3.2 路堤參數

路堤材料物理參數采用常規經驗值，見表2。

3.3 加固體參數

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

表2 路堤參數表

表3 加固體參數表

3.4 計算結果

3.4.1A—A斷面(K1+760)計算模型及結果

A—A斷面計算模型及結果見圖1，表4。

表4 A—A斷面路堤穩定性分析計算結果 m

3.4.2B—B斷面(K1+710)計算模型及結果

B—B斷面計算模型及結果見圖2，表5。

表5 B—B斷面路堤穩定性分析計算結果 m

表6 C—C斷面路堤穩定性分析計算結果 m

3.4.3C—C斷面(K1+660)計算模型及結果

C—C斷面計算模型及結果見圖3，表6。

經穩定性分析計算可知，隨路堤填高增大，路堤穩定性系數降低；同樣的穩定性系數情況下，經CFG樁處理后路堤填高大于粉噴樁處理；不同穩定性系數下的路堤填高計算結果見表4～表6，按JTG D30—2015公路路基設計規范中公路路堤穩定安全系數的要求(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 結語

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