本文來源于公衆号:悠遊2019
作者:成永剛,博士,教高,注冊岩土工程師,中國岩石力學與工程學會滑坡與工程邊坡分會理事,中國土木工程學會非飽和土與特殊土專業委員會常務委員和交通岩土工程專業委員會委員,國際工程地質協會會員,中國國家公路建設項目評标專家,四川省交通運輸專業人才教育專家。
沖擊碾壓或普夯補強作為一種補強工藝,在高填方路堤中使用可進一步減小填方體工後沉降。它是填方工程在采用正常的填築達到合理壓實度、孔隙度等基礎上的“錦上添花”工藝,而非規範強制要求工藝。沖擊碾壓或普夯在高填方工程中使用得當,尤其是在一些工期較緊的工程中合理使用,可有效減小填方體自身的後期沉降量。
圖1 沖擊碾壓現場
圖2 普夯現場
但需要說明的是,沖擊碾壓或普夯補強工藝的應用,沒有特殊情況要求,一般應在滿足規範或設計要求正常填築的基礎上的應用,而不是降低正常填築參數後,将希望寄托于沖擊碾壓或普夯補強的工藝。尤其是如果沖擊碾壓或普夯補強工藝使用不當,将可能造成嚴重的後患。
因此,對于工程中常用的重量為10噸的圓柱形鋼質夯錘和沖擊碾壓沖擊能量25KJ的沖擊碾壓設備,均規定的明确的使用參數。如:
普夯:為減小普夯沖擊對邊坡或下伏地層形成不利影響,起夯時填方體距原地面的厚度一般不小于6~8m,每隔4~6m普夯一次;有重要結構物,如民居、橋涵、擋牆等結構物時,應預留安全距離和開挖隔震溝,防止強烈震動造成結構物損壞。如普夯時距結構物的安全水平距離應不小于15.0m,距結構物頂面的安全垂直距離不應小于8.0m。
沖擊碾壓:為減小沖擊碾壓沖擊對邊坡或下伏地層形成不利影響,沖擊碾壓時填方體距原地面的厚度一般不小于4m,每隔2.5m沖擊碾壓一次;有重要結構物,如民居、橋涵、擋牆等結構物時,應預留安全距離和開挖隔震溝,防止強烈震動造成結構物損壞。如沖擊碾壓時距結構物的安全水平距離應不小于6.0m,距結構物頂面的安全垂直距離不應小于6.0m。
以上參數如果使用不當,将可能造成嚴重的後果。筆者就曾見過由于普夯距涵洞頂距離隻有4m使用時導緻涵洞嚴重開裂報廢的情況。再如下例由于沖擊碾壓使用不當,造成軟弱地基段高填失穩。
某高填路堤最大填高約22m,采用1:1.5~1:2的穩定坡率填築。填方體下伏厚約最大厚度約8m的軟塑~可塑狀軟弱地基,原設計采用間距1.8m、直徑Φ0.5m的素砼樁進行處治,樁頂設置厚約0.5m的碎石墊層與二層土工相格栅。路堤在素砼樁施工完畢一個月後進行了正常的取芯、低應變和原位靜載檢測,合格後進行上部路堤的填築。
在路堤填築至路面約6m,即填築邊坡高度為16m時,在距路肩約6m的填築标高平台部位出現了長約百米的貫通狀裂縫,坡腳出現了鼓脹隆起,路堤出現了失穩變形迹象。
病害發生後,相關單位對變形路堤進行了挖除,在對原素砼樁進行檢測時發現,填方區無論是否在滑坡影響範圍内,均在樁頂以下約1.5~3m的範圍内發生了大面積斷樁,這與工程填築前樁身檢測結論出現了巨大差異。
根據事後調查,發現工程施工時采用了沖擊碾壓進行路堤補強,但由于起始标高位于樁頂1~2m的範圍内,強大的沖擊碾壓造成了補強震動影響範圍内的樁身開裂嚴重。且由于沖擊碾壓保護層過薄,震動造成影響範圍内的下伏軟弱地基發生觸變效應而強度大幅降低。加之工期較緊,在一個月的時間内即達到了約16m高的填築,使下伏複合地基不能承受上部荷載的重量而導緻發生了路堤滑坡。
圖3 路堤滑坡工程地質斷面圖
通過檢測發現,區内發生的大面積斷樁基本上均集中在樁頂以下1~2m的範圍内,故結合目前填方體已完全挖除的情況下,再次下挖2m後将斷樁進行切割,繼而在割樁标高處設置厚度0.6m的碎石墊層 土工格栅(能設置樁帽最好),有效利用原素砼樁工程。繼而在距墊層垂直距離不小于6.0m時方可進行沖擊碾壓進行再次的路堤回填。
此外,考慮到滑坡影響範圍的素砼樁體發生傾斜,故在整個22m填高路堤邊坡的1/3高度範圍内,設置頂寬不小于5m、坡率1:2.5、地基采用素砼樁處治的反壓護道,用以提高路堤的安全性。
圖4 路堤滑坡工程地質斷面圖
這起由于欠合理的沖擊碾壓工藝引起的高填方路堤失穩案例,充分的說明了“持而盈之,不如其已。揣而銳之,不可長保。金玉滿堂,莫之能守。富貴而驕,自遺其咎。功遂身退,天之道”這個道理,也就是萬事萬物,有度就好,否則就應了真理與謬誤隻差一步的那句格言。
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