加權法求碎石樁復合地基土參數在邊坡穩定計算中的應用

【摘 要】貴州某機場是目前國內單條跑道的支線機場中土石方量最大、工程地質條件最復雜的機場。機場東北端填方高度達80～85米，地基土厚度達25～40米，且物理力學性質較差。通過分析，設計采用碎石樁處理軟弱地基土，并將加權法確定的復合地基的參數引入邊坡穩定性分析計算中。

【關鍵詞】機場 碎石樁 加權法 邊坡穩定

1 工程概況

貴州某機場場址隸屬于貴州省某市市中心的東北方向。機場本期規模為4C，跑道長度2800m，寬度45m，道肩1.5m，總寬度48 m。機場最大垂直填方高度85.14m（東北端），道槽區最大填方高度62.02 m（東北端），坡頂與坡腳最大高差超過150m（中部），是一個典型的高填方機場。

2 東北端高填方工程地質條件

2.1 邊坡巖土結構特征

（1）填方工程與地形特征：該剖面與填方邊坡坡向一致，表現為順坡填筑。因為處于山坡與山間洼地的交接位置，地形變化較大，因此填方高度較高，在80～85m左右。地形與剖面填方邊坡坡向總體一致。（2）地基巖性特征：從上往下依次為：第四系覆蓋物（粘土、粉質粘土、粉土、碎石土、混合土等）、梁山組強風化石英砂巖、中風化石英砂巖、中風化灰巖。巖層產狀為外傾。

2.2 邊坡失穩機制分析

（1）控制性結構面分析：控制性結構面處于第四系軟弱層內部，為近圓弧滑動，滑面主要處于粉質粘土、粉土及混合土中。（2）失穩機制分析：由于坡腳第四系（主要為粉質粘土、粉土及混合土）很厚，且物理力學性質較差，首先在坡腳發生滑動，然后在填筑體上部形成拉裂面，為典型的牽引式滑動。

3 邊坡穩定性計算分析

計算分為天然、降雨、地震（抗震設防烈度按Ⅶ度考慮，設計基本地震加速度為0.15g）三種工況。天然狀態下地基土參數如表1。

通過分析后，考慮采用碎石樁處理，并根據工程部位不同采用不同的樁間距。復合地基土的物理力學參數的確定十分復雜，大型的原位試驗不僅曠日時長、代價高，而且影響其準確的因數較多。這里，復合地基土的參數采用加權法確定，即復合地基土參數=地基土參數*（1-碎石樁置換率）+碎石樁參數*碎石樁置換率。碎石樁置換率為碎石樁處理區域內單位面積內碎石所占的比例（500mm樁徑，樁間距為1.5m時置換率為10%，1.1m樁徑時置換率為18.7%）。

由于第四系比較厚，人為判斷滑面可能存在一定誤差，這里采用M-P法多次自動搜索，然后再加上人為判斷，最終確定滑面的位置，再采用指定滑面局部極值搜索的方法計算邊坡穩定性系數，計算結果如下表2所示。

4 結論及建議

由于復合地基土的物理力學參數的確定十分復雜，大型的原位試驗不僅曠日時長、代價高，而且影響其準確的因數較多，因此可考慮采用數值計算的方法求取。采用數值計算方法雖然不能完全反映處理后的復合地基土的物理力學性質，取值偏于保守，如沒有考慮固結沉降，但可作為安全儲備考慮。同時，計算過程中也可根據經驗，對數值計算后的復合地基土參數進行調整。

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作者簡介：伍利波（1983—），男，湖北天門人，碩士，畢業于中國民航大學，助理工程師，從事民航機場專業工程施工監理工作。