粘土:淺灰—灰黃色,可塑,含貝殼碎片、螺殼等,粘粒集合體呈絮狀結(jié)構(gòu)。無搖振反應(yīng),土面光滑,中高干強度及韌性。該層土場區(qū)普遍分布,層厚4.90~5.40m,屬中壓縮性地基土,工程地質(zhì)條件較好。地基土承載力[fa0]=200~220kPa,qik=58~60kPa。粉質(zhì)粘土:淺灰色,可塑,含鐵錳斑漬,水平層理。無搖振反應(yīng),土面光滑,中等干強度及韌性。該層土場區(qū)均有分布,層厚5.00~7.00m,屬中壓縮性中等強度地基土,工程地質(zhì)條件一般。地基土承載力[fa0]=140~160kPa,qik=42~52kPa。
1地下水
沿線地下水埋藏較淺,一般在地面以下0.8~1.5m,受季節(jié)的影響較大,汛期一般在地面以下0.5~1.0m,地下水屬孔隙潛水,主要由大氣降水補給,并與河渠排灌互為影響。水質(zhì)較好,對混凝土無侵蝕性。
2計算模型
采用專業(yè)的巖土工程分析軟件建立平面模型模擬鉆孔及擴孔的過程,模型共建立了3種土層,頂層近似為軟塑粘土,厚1.5m,第二層近似為粘土層,厚約1.5m,管道穿越層為亞粘土層,厚約20m,具體模型,如圖2所示。
2.1各土層計算參數(shù)及荷載
根據(jù)已有的地層報告,模型中各土層計算參數(shù)取值,見表1,計算荷載為土體自重+汽車活載(以等效土層厚度代之)。
2.2計算工況及結(jié)果
①計算工況。工況1:初始狀態(tài),主要得到各地層的初始應(yīng)力工作狀態(tài)。工況2:最終成孔階段,孔徑為Φ480mm。②計算結(jié)果。根據(jù)上述各計算工況,為直觀地表達各階段受力狀態(tài),下面分別以應(yīng)力與變形圖的形式列出計算結(jié)果。工況1:各土層豎向應(yīng)力圖(拉為正,壓為負(fù),單位kPa),如圖3所示。由圖3可知初始狀態(tài)下,管道所在土層最大壓應(yīng)力約為230kPa。工況2:各土層豎向應(yīng)力圖(拉為正,壓為負(fù),單位kPa),如圖4所示;各土層豎向變形云圖(單位m,向上為正,向下為負(fù)),如圖5所示;管道周邊豎向變形云圖(單位m,向上為正,向下為負(fù)),如圖6所示。由工況2的應(yīng)力圖及豎向變形圖可知成孔后,管頂最大向下豎向變形約為3.41mm;管底向上豎向變形約為3.36mm。此時,對應(yīng)路面頂沉降約為0.31mm。
3結(jié)語
計算結(jié)果表明在形成終孔后對地表影響不大,對應(yīng)路面頂沉降約為0.31mm,不影響沈馬公路的安全運行。