加权法求碎石桩复合地基土参数在边坡稳定计算中的应用

【摘 要】贵州某机场是目前国内单条跑道的支线机场中土石方量最大、工程地质条件最复杂的机场。机场东北端填方高度达80～85米，地基土厚度达25～40米，且物理力学性质较差。通过分析，设计采用碎石桩处理软弱地基土，并将加权法确定的复合地基的参数引入边坡稳定性分析计算中。

【关键词】机场 碎石桩 加权法 边坡稳定

1 工程概况

贵州某机场场址隶属于贵州省某市市中心的东北方向。机场本期规模为4C，跑道长度2800m，宽度45m，道肩1.5m，总宽度48 m。机场最大垂直填方高度85.14m（东北端），道槽区最大填方高度62.02 m（东北端），坡顶与坡脚最大高差超过150m（中部），是一个典型的高填方机场。

2 东北端高填方工程地质条件

2.1 边坡岩土结构特征

（1）填方工程与地形特征：该剖面与填方边坡坡向一致，表现为顺坡填筑。因为处于山坡与山间洼地的交接位置，地形变化较大，因此填方高度较高，在80～85m左右。地形与剖面填方边坡坡向总体一致。（2）地基岩性特征：从上往下依次为：第四系覆盖物（粘土、粉质粘土、粉土、碎石土、混合土等）、梁山组强风化石英砂岩、中风化石英砂岩、中风化灰岩。岩层产状为外倾。

2.2 边坡失稳机制分析

（1）控制性结构面分析：控制性结构面处于第四系软弱层内部，为近圆弧滑动，滑面主要处于粉质粘土、粉土及混合土中。（2）失稳机制分析：由于坡脚第四系（主要为粉质粘土、粉土及混合土）很厚，且物理力学性质较差，首先在坡脚发生滑动，然后在填筑体上部形成拉裂面，为典型的牵引式滑动。

3 边坡稳定性计算分析

计算分为天然、降雨、地震（抗震设防烈度按Ⅶ度考虑，设计基本地震加速度为0.15g）三种工况。天然状态下地基土参数如表1。

通过分析后，考虑采用碎石桩处理，并根据工程部位不同采用不同的桩间距。复合地基土的物理力学参数的确定十分复杂，大型的原位试验不仅旷日时长、代价高，而且影响其准确的因数较多。这里，复合地基土的参数采用加权法确定，即复合地基土参数=地基土参数*（1-碎石桩置换率）+碎石桩参数*碎石桩置换率。碎石桩置换率为碎石桩处理区域内单位面积内碎石所占的比例（500mm桩径，桩间距为1.5m时置换率为10%，1.1m桩径时置换率为18.7%）。

由于第四系比较厚，人为判断滑面可能存在一定误差，这里采用M-P法多次自动搜索，然后再加上人为判断，最终确定滑面的位置，再采用指定滑面局部极值搜索的方法计算边坡稳定性系数，计算结果如下表2所示。

4 结论及建议

由于复合地基土的物理力学参数的确定十分复杂，大型的原位试验不仅旷日时长、代价高，而且影响其准确的因数较多，因此可考虑采用数值计算的方法求取。采用数值计算方法虽然不能完全反映处理后的复合地基土的物理力学性质，取值偏于保守，如没有考虑固结沉降，但可作为安全储备考虑。同时，计算过程中也可根据经验，对数值计算后的复合地基土参数进行调整。

参考文献：

[1] 中华人民共和国建设部.GB50330-2002 建筑边坡工程技术规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[2] 铁路路基设计规范[M].北京：中国铁道出版社，2005.

[3] 徐邦栋.滑坡分析与防治[M].北京：中国铁道出版社，2001.

[4] 陈祖煜.土质边坡稳定分析——原理.方法.程序[M].北京：中国水利水电出版社，2003.

[5] 龚晓南.地基处理手册（第三版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[6] 公路路基设计规范.JTGD30-2004[M].北京：人民交通出版社，2005.

作者简介：伍利波（1983—），男，湖北天门人，硕士，毕业于中国民航大学，助理工程师，从事民航机场专业工程施工监理工作。