某道路場地巖土物理力學性質分析與評價

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行勘察和現場巖土進行物理性質實驗，試驗內容包括圓錐動力觸探、現場直剪實驗、錨桿抗拔試驗等。現場原位試驗嚴格按照規程規范操作，數據可靠，包括現場直剪試驗、錨桿抗拔試驗等。根據系列數據和實驗結果研究分析出場地土層物理力學性質，采用現場直剪試驗、抗拔試驗確定巖土體抗剪強度指標及水泥砂漿與巖土間粘結強度。

【關鍵詞】物理性質；直剪試驗；抗拔實驗

0 引言

所試驗地區的土層和環境經過一系列的施工和開發，巖土埋深和性質已經有了明顯的改變，為給施工提供比較準確的巖土物理性質，在對該地區勘察的同時，對巖土進行了系列的試驗。試驗內容包括圓錐動力觸探、現場直剪實驗、錨桿抗拔試驗等。現場原位試驗嚴格按照規程規范操作，數據可靠，包括現場直剪試驗、錨桿抗拔試驗等。直剪及抗拔試驗委托有相應資質的公司及單位完成，檢測資質、質量認證齊全，測試成果資料質量符合相關規程、規范要求。

1 地層巖性

試驗區巖性由新到老主要為第四系全新統素填土、填筑土（Q4ml）、第四系全新統粉質粘土層（Q4dl+el）、第四系中更新統昔格達組地層（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，成分主要為粉質粘土、昔格達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，經分層碾壓回填，揭露最大厚度為18m。

②粉質粘土（Q4dl+el）：淺黃色，含少量昔格達組泥巖粉砂巖碎屑，見鐵錳質浸染。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昔格達組泥巖、粉砂巖（QⅡfgl）：

昔格達組泥巖：淺黃色，礦物成分主要由粘土礦物等組成，泥質結構。

昔格達組粉砂巖：淺黃色，礦物成分主要由長石、石英等組成，粉砂質結構。

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

④華力西期強風化花崗巖（γ）：灰白色，節理裂隙很發育，裂隙面可見褐黃色鐵錳質侵染，巖石中大部分礦物有風化蝕變現象，巖石多呈碎塊狀、塊狀，干鉆困難，清水鉆進巖芯呈粗砂狀，碎塊狀，碎塊狀巖芯手捏可碎。

2 巖土實驗內容

2.1 圓錐動力觸探

在第四系全新統素填土進行了N63.5動力觸探試驗，試驗統計結果見表1。

試驗結果表明：第四系全新統素填土為松散狀態，均勻性差，中等變異性，回填時間段，承載力低。

2.2 現場直剪試驗

為計算評價場地的整體穩定性，在場地選取9個地段進行抗剪強度試驗，獲取了昔格達組泥巖、昔格達組粉砂巖及泥巖和粉砂巖層面的抗剪強度，試驗結果見表2：

根據直剪測試結果，昔格達組泥巖內聚力平均值為28.9kPa，內摩擦角平均值為24°，昔格達組粉砂巖內聚力平均值為26.2 kPa，內摩擦角平均值為28.3°。根據室內試驗測試結果，昔格達組泥巖內聚力平均值為29.1kPa，內摩擦角平均值為24.5°，昔格達組粉砂巖內聚力平均值為26.6 kPa，內摩擦角平均值為28.5°。室內和現場試驗昔格達組粉砂巖的內聚力和內摩擦角和室內取樣測試結果基本一致，現場試驗平均值較室內取樣測試結果稍偏低，這是因為直剪試驗測試位置主要集中在土體表層，表層土受風化影響所致。

2.3 錨桿抗拔試驗

為準確提供昔格達組泥巖、粉砂巖與砂漿的粘結強度，在場地內作了3個抗拔試驗，土層為昔格達組地層，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：

本次試驗的3組2*28錨桿，其中1#錨桿加載值達到荷載360.1kN時，持荷期間，錨頭位移不收斂，取極限承載力標準值為348.8kN；2#錨桿加載值達到荷載297.3kN時，持荷期間，錨頭位移不收斂，取極限承載力標準值為286.9kN；3#錨桿加載值達到荷載232.2kN時，持荷期間，錨頭位移不收斂，取極限承載力標準值為221.8kN。卸載后，坡面錨固體有砂漿與土塊脫落等現象。經過對試驗數據的計算分析、處理，根據《建筑邊坡工程技術規程》GB50330—2002第C.2.9判斷：本次試驗的3組2*28試驗錨桿的水泥砂漿與巖土間粘結強度特征值為94.5 kpa。

抗拔試驗位置分布在表層，受地表風化影響，膠結程度較下部地層差，測試成果為 91.8～97.3 kPa，平均值為94.5 kPa。2011年P線道路邊坡施工進行錨桿試驗時，對下部膠結較好的地層測試，其抗拔試驗粘結強度為108kPa，根據兩次測試成果的粘結強度綜合取值為100 kPa。

3 結語與建議

①第四系全新統素填土地層條件差，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，下部昔格達組地層進行放坡或采用坡面錨桿（索）支護。

②昔格達組地層遇水易崩解，因此做好場地的排水系統，場地后緣設置截水溝，場地內設置排水溝，必要時對坡面進行封閉處理。

【參考文獻】

[1]李熙云.土工試驗成果的合理性分析[J].科技信息，2010（31）：698-699.

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[3]土工試驗方法標準 GB/T50123-1999[S].

[4]工程地質鉆探規程 DZ/T0017-91[S].

[責任編輯：楊玉潔]