兰渝铁路南充段嘉陵江两岸路基静力触探分析

1、 郭菊彬, 女, 讲师, 硕士。兰渝铁路南充段嘉陵江两岸路基静力触探分析郭菊彬张昆(西南交通大学峨嵋校区四川峨嵋614202 (中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031摘要通过对兰渝铁路南充段嘉陵江两岸路基的静力触探测试成果进行统计分析, 得到了软土、粘性土和砂类土的静力触探参数值, 可快速确定和划分土类。提出利用端阻0判别松软土的方法, 本承载力0和压缩模量E s 与端阻q c 之间关系式的建立关键词静力触探基本承载力端阻松软土1概述, , 程方案比选中, , 在铁路勘察中运用广泛, 它可以划分多种土层、确定天然地基承载力、估算单桩承载力等。文献1还利用双桥静力触探对地基土的液化判别

2、作了探讨。本文对新建的兰(兰州 渝(重庆 铁路南充段嘉陵江特大桥两端各约2km 的路基进行静力触探数据统计, 提出了现行规范中没有涉及的松软土的判别方法, 得到了各类土的工程指标, 建立了相关指标的关系式, 为路基设计及路桥比较方案提供参考。2工程地质条件两段路基为DK760+930DK762+475145、DK764+207170DK767+557及南充小龙门嘉陵江特大桥DK762+475145DK764+207170, 属嘉陵江河谷阶地地貌, 两端为残丘, 地势较为平坦。路基范围覆盖层主要为第四系中上更新统冲洪积层软土、粉质粘土、粘土及砂性土。上覆土层约820m, 其中松软土层呈条带状和透

3、镜体状分布, 厚约48m, 局部达1214m; 埋深212m, 粘性强, 含粉细砂, 局部地段夹硬塑状的粉质粘土, 形成“硬壳”。由于该段路基松软土层厚度和埋深不一, 详细查明各类土层的工程性质参数, 对选择何种路基加固方法, 或部分地段采用桥梁方式通过的方案比选显得尤为重要。而兰渝铁路分别在广元、苍溪和南充三地跨越嘉陵江, 南充段的勘察可为其它两处相同地质条件的路基工程提供借鉴。3静力触探测试分析311土类划分根据静力触探在贯入过程中所获得的相关数据绘制贯入曲线, 依据贯入曲线的线型特征, 结合相邻地区的钻孔资料和经验划分土类2。探头在成层土中贯入, 即使各土层是绝对均质的, 也会因上下土层

4、间的密度、状态及土质不同, 使得静力触探参数特别是端c 在土层界面上下一定深度内有变大或变小的现象。双桥静力触探试验可以同时测出端阻q c 和侧阻力f s , 能较好反应原位土体的力学性质。工程实践和模拟试验表明, 贯入阻力是土体强度及变形性质的综合反应, 而端阻又是诸多参数中最为常见的一种。经验表明, 不同土层可能有相同的端阻, 由于不同成因、密实度和时代, 其孔压值和侧阻则大不相同。因此, 在土层划分上, 以端阻为主, 结合侧阻、摩阻比参数予以划分, 且以同一分层内的触探参数值基本相近为原则3。图1为南充嘉陵江特大桥两岸路基双桥静力触探测试端阻与摩阻比划分土类的散点图, 其中统计样本数为:

5、软弱土层72组; 粘性土175组; 砂性土58 组。从图1看出, 各类土层有相应的散点范围, 不同土层会出现相同的端阻, 可侧壁阻力和摩阻比却大不同, 这与土中粘粒含量的多少有密切关系。文献3根据线性关系来划分不同土层, 并给出了方程式, 虽然准确率达86%, 但其划分标准是偏向摩阻比较小的土层, 有一定的安全系数。表1给出了各类土的静力触探参数范围, 可直接应用于相同地质条件地区的岩土工程勘察。表1嘉陵江两岸路基双桥静力触探参数划分土类表土层名称端阻q c /MPa侧摩阻力f s /kPa摩阻比R f /%软土0171050114818松软土0171111070214810粘土1113166

6、0230316618粉质粘土11351040220212510粉土21681240210018218砂土511111820100013111731郭菊彬等:兰渝铁路南充段嘉陵江两岸路基静力触探分析 312基本力学参数的关系对于含有软弱层的较长路基, 软弱层的空间分布, 如厚度和埋藏深度是专业设计人员较为关心外,其基本的力学参数对路基处理、稳定性检算、工程投资及方案比选也有重要意义。图2、图3给出了各类土基本承载力0和压缩模量E s 与端阻q c 的关系。从图2, 图3看出:粘性土和砂性土的基本承载力与端阻之间呈现良好的指数相关性, 软弱土层则呈现良好的线性相关性; 除粉土压缩模量与端阻之间指数

7、相关性较好外, 其余土层均为线性相关。粘性土和砂性土的基本承载力不低于150kPa, 软土的基本承载力在4080kPa 之间, 在无地区经验可循时, 可根据q c 估算地基承载力, 一般是偏于安全的。文献4还利用静力触探参数与软弱土层的各项物理力学指标相关性进行了较为详细的研究, 在软土工程实践中避免了不必要的重复测试工作。313松软土判别软土和粘性土之间, 有一种在铁路勘察中经常遇到的松软土, 现行规范并没有对这类土进行划分。根据测试结果, 从表1和图2看出, 松软土的端阻q c 在7001100kPa 之间, 基本承载力在100150kPa 之间, 均比软土高出约70%80%, 特别是在基

8、本承载力上, 其最小值比软土最大值高出约20%, 而且没有逐渐过渡区域。现行规范中没有提及这个特殊的土层, 在判别时会存在把本属于松软土的层位划分到粘土、粉质粘土中去。究其原因, 端阻值q c 在7001100kPa 之间, 利用图2中公式来估算松软土、粘性土的基本承载力, 其误差在5%以内, 而且随着q c 的增加, 误差减小, 在q c 值接近1100kPa 时, 承载力基本上一致。可以认为, 松软土是粘性土中偏软的一部分, 因此, 现行规范中没有单独划分出松软土, 但在力学指标上应与软土分别提出, 这样更符合工程实际。4结论(1 在含有软弱土层的铁路路基勘察中, 应以静力触探为主, 辅助

9、一定量的钻探, 做到原位测试与野外判释相结合。(2 在无地区经验可循时, 利用静力触探参数端阻值可较好地用来推算软土、松软土、粘性土及砂性土的力学指标, 一般是偏于安全的。(3 松软土实际上是粘土和粉质粘土中偏软的一部分, 单独划分开来的实际意义不大, 可以通过端阻值q c 在7001100kPa 、基本承载力0在100150kPa 判别。参考文献:1张继红, 顾国荣. 双桥静力触探法判别上海薄夹层黏土地基液化研究J .岩土力学, 2005, 26(10 :16521656.2简文彬等. 福建沿海地区土层的静力触探参数J .岩石力学与工程学报, 2004, 23(增1 :4414-4417.3中华人民共和国行业