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不同类型软粘土土坡在实际工程中破坏的比较

 

李 飒1,闫澍旺1,刘金泉2,孙万禾3
(1.天津大学建工学院 岩土工程研究所;2.塘沽房地产开发总公司;3.天津港湾工程研究所)

 

摘 要:本文通过对发生在天津新港和深圳妈湾港的两个不同类型的实际破坏的软粘土土坡的计算和分析,发现这两个土坡在破坏形式和破坏原因上都存在着差异,且破坏后的地形、地貌也有很大的差别。有限元计算表明这两类土坡的应力场和位移场的分布各自具有不同的特点,进行土坡稳定验算也应采用不同的方法,这些都说明这两个土坡的破坏存在着不同的机制。此结果不仅对工程实践具有指导作用,而且对研究土坡的破坏机理,探索计算土坡稳定的适用计算方法都有现实意义。

关键词:软粘土;土坡稳定;有限元

收稿日期:2000-02-28
作者简介:李飒(1970-),女,河北人,天津大学 建工学院博士生,研究方向:软粘土土坡稳定分析、工业废料(粉煤灰、碱渣)在地基工程中的应用。

  在我国的东南沿海和广大的内陆湖泊河川周围都广泛分布着各种类型的软粘土,在这些地方进行工程建设经常遇到有关土坡稳定的问题,每年都会由于土坡的破坏造成巨大的经济损失,同时在进行土坡修复的过程中也会遇到各种各样的问题。因此,有必要对那些实际破坏的土坡进行分类研究。很多国家都有专门的机构来处理这类问题,并定期发布研究报告,我国有关这方面的工作还进行的很少。本文对发生在天津新港和深圳妈湾港的两次不同类型软粘土土坡的滑坡进行了分析比较,发现它们无论是从破坏形式还是计算方法上都存在着差异,位移和应力的分布也不尽相同,这些都说明这两类土坡的破坏存在着不同的机制,这些结果不仅对工程实践具有指导作用,而且对研究土坡的破坏机理,探索计算土坡稳定的适用的计算方法都有现实的意义。

1 工程概况

  天津新港某地拟建一码头,码头设计坡高为14.5m,设计坡度为1∶2.8.距码头前沿线约50m左右的地方有一梯形围埝,其顶标高约为4.4m,底标高为±0.0m,底宽约为27m.梯形围埝后吹填淤泥至标高4.0m处。4年后开始在围埝后回填土方,在一个月之内回填到标高6.85m处,准备进行软基加固。随后开始进行码头岸坡挖泥,在施工过程中部分断面发生超挖。在此前后,为方便施工,在距坡顶大约7m处兴建了一条1m厚的山皮土临时路。在滑坡发生的前几天施打中承台的后三排桩,但在滑坡前的一天未进行打桩。滑坡发生在早晨,最初的滑动出现在围埝中部,在靠近围埝中部处长约80m,纵深约30m范围内的土体首先滑入海中,随后周围的土体相继呈扇形逐层滑动,滑坡持续了约一个小时后,逐渐趋于停止。滑坡的范围为沿码头长度约200m,纵深至围埝后约140m.滑坡造成已打入的55根桩中的46根被推入海中,其余9根桩则发生不同程度的倾倒。

  深圳妈湾港位于深圳南头半岛西部,处于伶仃洋东槽矾石水道下段,属潮流冲刷槽,具有洪淤枯冲的特点,且存在冲深发展的趋势。妈湾港拟建2000t级泊位靠近500t级泊位处岸坡,在工程建设中为方便施工在靠近岸坡的地方堆积了大量的黄砂,滑坡前黄砂高度达5~7m.大面积滑坡、塌方发生在凌晨,长约70m,纵深约80m的土体滑入水中,同时将岩边堆积的黄砂也滑入水中,土体与黄砂共计28000m3[1]

2 工程地质条件的比较

  天津新港在表层分布着厚度为1m左右的吹填土,其下依次分布有淤泥粉质粘土,淤泥,淤泥质粘土,粉质粘土混贝壳、砂,粉质粘土,粘土,亚砂土,标高为-23.0m处为密实的粉砂。深圳妈湾港表层为厚度不均(厚度为3.2~17.0m)的由砂、碎石、块石组成的人工回填土,其下为厚度为1.1~1.7m厚的淤泥层,淤泥层下依次分布为粉质粘土,淤泥质粘土,砾砂,标高-23.0m处为硬塑 坚硬状的粉质粘土。天津港及深圳妈湾港的各土层的力学指标见表1~表2.



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