突發(fā)性土體沉降滑移處理方法

劉朋賽

（中交城投富春灣（杭州）投資有限公司， 浙江 杭州 311400）

0 引言

工程施工現(xiàn)場因深厚淤泥層地質(zhì)而引發(fā)的土體沉降滑移現(xiàn)象往往具有一定的突發(fā)性，需要現(xiàn)場施工技術(shù)人員在最短時間內(nèi)采取可靠的處理措施并確保其可實施及有效性。

本文依托中交投橫琴項目管理營地工程施工過程中發(fā)生的土體沉降滑移現(xiàn)象，通過于沉降滑移外側(cè)邊界預(yù)設(shè)反壓平臺，并采用圓弧條分法總應(yīng)力法對滑移土體整體抗剪穩(wěn)定性進(jìn)行驗算，確保反壓平臺實施的可行性；并在此基礎(chǔ)上采取一系列的處理措施保證了滑移區(qū)原有的設(shè)計使用功能。

1 工程背景

中交投橫琴島綜合辦公區(qū)項目位于珠海市橫琴鎮(zhèn)三塘村村西，規(guī)劃紅線范圍約4.3萬平米，場區(qū)表層淤泥及淤泥質(zhì)軟土厚度16.6～24.6m，項目房屋建筑范圍原有區(qū)域采用真空預(yù)壓聯(lián)合堆載施工工藝進(jìn)行處理。場區(qū)南部為預(yù)留用地（以廢舊池塘為主），室外地坪設(shè)計標(biāo)高為+4.2m。

該項目在室外管網(wǎng)收尾及食堂南側(cè)運(yùn)動場區(qū)地基回填施工過程中，食堂南側(cè)、公寓樓西側(cè)場地土體突然發(fā)生大面積（約 2100㎡）沉降滑移現(xiàn)象，現(xiàn)場照片見圖1。該區(qū)域基本為本工程原設(shè)計運(yùn)動場區(qū)，相比原有地面(標(biāo)高為+4.0m左右)平均下沉約 2m，預(yù)留用地內(nèi)池塘底部淤泥被擠出隆起。該區(qū)域不在前期地基處理范圍內(nèi)，滑移斷裂部位基本為前期場區(qū)真空預(yù)壓地基處理邊界線。

圖 1 現(xiàn)場土體沉降滑移照片

2 滑移問題處理方法及驗算

2.1 現(xiàn)場處理措施

2.1.1 施工方法說明

首先于現(xiàn)場滑移體外側(cè)邊界以外區(qū)域鋪設(shè)一層土工布及土工格柵，然后施工頂寬10m，頂標(biāo)高為+2.5m的土方反壓平臺，自坡頂向南按比例1：1.2放坡，處理平面布置圖見圖2。滑移體外側(cè)邊界按比例1：2放坡至反壓平臺，將沉降滑移區(qū)域回填山皮土并整平碾壓處理至原設(shè)計標(biāo)高，處理斷面示意見圖3。[6]

圖 2 現(xiàn)場處理平面布置圖

圖 3 處理斷面示意圖

2.1.2 可行性驗算

按照上述反壓平臺施工尺寸，依據(jù)《公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ 017-96）中4.2.1.1總應(yīng)力法驗算坡體整體穩(wěn)定安全系數(shù)是否滿足規(guī)范容許值。

（1）規(guī)范驗算公式及說明

計算公式采用規(guī)范中式4.2.1.1-1，式中地基的抗剪強(qiáng)度采用直剪快剪指標(biāo)的 cq、φq值[1]。

（2）具體驗算

①假設(shè)滑裂面經(jīng)過滑移區(qū)內(nèi)土層分界線中點(diǎn)，結(jié)合滑移體起點(diǎn)及終點(diǎn)，在CAD制圖軟件中采用三點(diǎn)畫圓弧法得滑移半徑為64m，分條寬度=0.1R，取6m，分為7條，計算圖示見圖4。

各分區(qū)特性數(shù)據(jù)可從CAD繪圖結(jié)果中直接提取使用。

圖 4 計算圖示

②由本工程地勘報告[4]得出滑烈面位置處②2淤泥（局部為流泥）層，cq、φq平均值分別為cqi=9.1kPa，φqi=0.10，地勘數(shù)據(jù)見表1；施工用堆載料采用開山石土，取cqj=15kPa，φqj=150。

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表 1 滑裂面位置所處地層土體物理性質(zhì)

③計算∑Si

現(xiàn)有路基土容重取γ路=18kN/?，地基土容重參照水規(guī)院地勘報告，滑裂面處②2淤泥（局部為流泥）層，取γ地=15.5kN/?，計算長度取現(xiàn)場沉降滑移區(qū)長度70m，得

由計算圖示得：

④計算∑（Sj+Pj）

根據(jù)該工程圖紙及《公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》5.5.3得：Pj土工布=15kN/m（對應(yīng)土工布延伸率為40%-80%）[5]

Pj土工格柵=14kN/m（對應(yīng)土工格柵延伸率為5%）[5]，即：Pj=15+14=29kN/m

⑤計算PT

不考慮地震等外力影響情況下，取M=0

F=（240.87+30262.57）/25462.67=1.198>1.10（規(guī)范穩(wěn)定安全系數(shù)容許值）

穩(wěn)定安全系數(shù)大于《公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》中表4.2.4要求，即反壓平臺設(shè)置合理。

2.1.3 總體施工流程

場地標(biāo)高復(fù)測→反壓平臺邊線放設(shè)→土工布及土工格柵鋪設(shè)→修復(fù)土方進(jìn)場道路→反壓處理施工→處理區(qū)域回填整平碾壓

2.1.4 重點(diǎn)施工工序

（1）平臺道路作為平臺的一部分先行施工，首先放設(shè)滑移體外側(cè)邊界線。

（2）沉降滑移區(qū)域鋪設(shè)一層土工布及一層雙向土工格柵。土工布長度方向縫合采用“丁縫”或“包縫”連接，連接寬度不小于10cm；土工格柵之間搭接寬度不小于20cm，每米不得少于1個綁扎點(diǎn)，綁扎牢固。

（3）將開山石土運(yùn)輸至沉降滑移區(qū)邊界，場區(qū)東側(cè)及西側(cè)設(shè)置兩個堆土點(diǎn)。沿邊界鋪設(shè)臨時道路，道路頂寬5m，標(biāo)高為+2.5m。施工時由東西兩側(cè)向中間推進(jìn)，使用小型挖掘機(jī)整形，壓路機(jī)碾壓。

（4）平臺道路修筑完成約20m后，跟進(jìn)進(jìn)行剩余半幅平臺施工，挖掘機(jī)移至平臺道路南側(cè)，自北向南進(jìn)行堆載，放坡修整。

（5）現(xiàn)場施工圖片

圖 5 反壓平臺施工

圖 6 區(qū)域內(nèi)重新回填

3 結(jié)語

淤泥層地質(zhì)條件下的上部回填土體沉降滑移現(xiàn)象突發(fā)性強(qiáng)，以往的處理方法主要基于精確地理論建模及大量的軟件復(fù)算后選擇合適的施工工藝實施，周期較長。

文中處理方法以傳統(tǒng)反壓方法為基礎(chǔ)，充分利用地勘資料，通過給定假設(shè)條件采用瑞典條分法中的總應(yīng)力法并結(jié)合CAD軟件繪圖驗算分析成功，簡潔有效，可靠性強(qiáng)。同時，此方法避開了可能采取的其他復(fù)雜處理工藝，在一定程度上節(jié)約了成本，更具實用性。