本文来源于公众号:悠游2019

作者:成永刚,博士,教高,注册岩土工程师,中国岩石力学与工程学会滑坡与工程边坡分会理事,中国土木工程学会非饱和土与特殊土专业委员会常务委员和交通岩土工程专业委员会委员,国际工程地质协会会员,中国国家公路建设项目评标专家,四川省交通运输专业人才教育专家。


冲击碾压或普夯补强作为一种补强工艺,在高填方路堤中使用可进一步减小填方体工后沉降。它是填方工程在采用正常的填筑达到合理压实度、孔隙度等基础上的“锦上添花”工艺,而非规范强制要求工艺。冲击碾压或普夯在高填方工程中使用得当,尤其是在一些工期较紧的工程中合理使用,可有效减小填方体自身的后期沉降量。

基坑支护塌陷位置用什么材料处理(欠合理冲击碾压造成软弱地基段高填失稳探讨及处治)(1)

图1 冲击碾压现场

基坑支护塌陷位置用什么材料处理(欠合理冲击碾压造成软弱地基段高填失稳探讨及处治)(2)

图2 普夯现场

但需要说明的是,冲击碾压或普夯补强工艺的应用,没有特殊情况要求,一般应在满足规范或设计要求正常填筑的基础上的应用,而不是降低正常填筑参数后,将希望寄托于冲击碾压或普夯补强的工艺。尤其是如果冲击碾压或普夯补强工艺使用不当,将可能造成严重的后患。

因此,对于工程中常用的重量为10吨的圆柱形钢质夯锤和冲击碾压冲击能量25KJ的冲击碾压设备,均规定的明确的使用参数。如:

普夯:为减小普夯冲击对边坡或下伏地层形成不利影响,起夯时填方体距原地面的厚度一般不小于6~8m,每隔4~6m普夯一次;有重要结构物,如民居、桥涵、挡墙等结构物时,应预留安全距离和开挖隔震沟,防止强烈震动造成结构物损坏。如普夯时距结构物的安全水平距离应不小于15.0m,距结构物顶面的安全垂直距离不应小于8.0m。

冲击碾压:为减小冲击碾压冲击对边坡或下伏地层形成不利影响,冲击碾压时填方体距原地面的厚度一般不小于4m,每隔2.5m冲击碾压一次;有重要结构物,如民居、桥涵、挡墙等结构物时,应预留安全距离和开挖隔震沟,防止强烈震动造成结构物损坏。如冲击碾压时距结构物的安全水平距离应不小于6.0m,距结构物顶面的安全垂直距离不应小于6.0m。

以上参数如果使用不当,将可能造成严重的后果。笔者就曾见过由于普夯距涵洞顶距离只有4m使用时导致涵洞严重开裂报废的情况。再如下例由于冲击碾压使用不当,造成软弱地基段高填失稳。

某高填路堤最大填高约22m,采用1:1.5~1:2的稳定坡率填筑。填方体下伏厚约最大厚度约8m的软塑~可塑状软弱地基,原设计采用间距1.8m、直径Φ0.5m的素砼桩进行处治,桩顶设置厚约0.5m的碎石垫层与二层土工相格栅。路堤在素砼桩施工完毕一个月后进行了正常的取芯、低应变和原位静载检测,合格后进行上部路堤的填筑。

在路堤填筑至路面约6m,即填筑边坡高度为16m时,在距路肩约6m的填筑标高平台部位出现了长约百米的贯通状裂缝,坡脚出现了鼓胀隆起,路堤出现了失稳变形迹象。

病害发生后,相关单位对变形路堤进行了挖除,在对原素砼桩进行检测时发现,填方区无论是否在滑坡影响范围内,均在桩顶以下约1.5~3m的范围内发生了大面积断桩,这与工程填筑前桩身检测结论出现了巨大差异。

根据事后调查,发现工程施工时采用了冲击碾压进行路堤补强,但由于起始标高位于桩顶1~2m的范围内,强大的冲击碾压造成了补强震动影响范围内的桩身开裂严重。且由于冲击碾压保护层过薄,震动造成影响范围内的下伏软弱地基发生触变效应而强度大幅降低。加之工期较紧,在一个月的时间内即达到了约16m高的填筑,使下伏复合地基不能承受上部荷载的重量而导致发生了路堤滑坡。

基坑支护塌陷位置用什么材料处理(欠合理冲击碾压造成软弱地基段高填失稳探讨及处治)(3)

图3 路堤滑坡工程地质断面图

通过检测发现,区内发生的大面积断桩基本上均集中在桩顶以下1~2m的范围内,故结合目前填方体已完全挖除的情况下,再次下挖2m后将断桩进行切割,继而在割桩标高处设置厚度0.6m的碎石垫层 土工格栅(能设置桩帽最好),有效利用原素砼桩工程。继而在距垫层垂直距离不小于6.0m时方可进行冲击碾压进行再次的路堤回填。

此外,考虑到滑坡影响范围的素砼桩体发生倾斜,故在整个22m填高路堤边坡的1/3高度范围内,设置顶宽不小于5m、坡率1:2.5、地基采用素砼桩处治的反压护道,用以提高路堤的安全性。

基坑支护塌陷位置用什么材料处理(欠合理冲击碾压造成软弱地基段高填失稳探讨及处治)(4)

图4 路堤滑坡工程地质断面图

这起由于欠合理的冲击碾压工艺引起的高填方路堤失稳案例,充分的说明了“持而盈之,不如其已。揣而锐之,不可长保。金玉满堂,莫之能守。富贵而骄,自遗其咎。功遂身退,天之道”这个道理,也就是万事万物,有度就好,否则就应了真理与谬误只差一步的那句格言。

,