高填方工程的设计与研究刘小文3傅旭东唐胜利刘祖德(武汉大学土木建筑工程学院,湖北武汉430072)(重庆中天环保集团)【摘要】三峡库区巫山新城的巫水处理厂建在填方高度高达60多m的填筑体上,该工程的地质和水文地质情况复杂,上部结构对基础沉降控制要求高。为减少沉降,进行了包括土的三轴湿化试验等多项研究。设计采用大压实系数,湿法填筑法,施工中要求碾压后土方压实系数不低于0195,强夯后土方压实系数不低于0198,设计含水量w=wopt+(1%～2%)。采用以分层碾压为主、碾压加强夯的方案。重点建筑物基础采用刚性复合地基。【关键词】高填方填筑设计沉降湿化上,填方量50多万m3。高填方顶面重点建筑物为污1工程概况水处理池及氧化沟等,布置两座处理池,处理池直径60m,高2m,产生的地基压力为60kPa。填方体下游重庆市巫山新城的巫水处理厂位于长江边二道沟设计水位为三峡水库正常高水位175m(见图1、图2、内,设计高程179m,场地地形险恶,地质条件复杂,整图3)。场地地层岩性主要由覆盖层及基岩组成,覆盖个污水处理厂建在最大填方高度达60多m的填方体层分布在两岸谷坡中、上部,由碎块石土、粘土组成,厚度不等,为015～1814m;基岩为巴东组二段紫红色粉砂质泥岩和泥质粉砂岩及巴东组三段浅灰色泥质灰岩和泥灰岩。场地内不良地质体积规模大,场区下段左图3临时边坡大样图(单位:m)图1污水处理厂平面布置示意图2沿冲沟方向填筑体A2A剖面图(单位:m)3刘小文系武汉大学博士研究生铁道建筑2003年第7期—94—3岸谷坡中、上部有崩滑体,主滑方向南西向,纵向长γdmax=2102gPcm。9215m,横向宽100m,平均厚度大约12m。场区上段从巴二段土料击实前后土料颗粒分析可知,土料右岸谷坡中、上部有滑坡体,滑体西高东低,纵向长81颗粒直径d=10～01057mm,属于易碎范围,有18%m,横向宽74m,厚度5～15m,主滑方向东偏南。场区的大于10mm的粗料未碎,大约有5%的粗粒土被击地表及地下水文条件复杂,地下有多处泉水涌出,地表实,变为细粒土。表明该土料大颗粒易压碎,孔隙易被有生产、生活污水经深沟流向长江。破碎后的较细的颗粒充填,土料属易压实性土,e<014本工程填筑土料主要为巴东组二段及巴东组三段易达到;wopt均较低,含粗颗粒直径d=2～20mm较料。巴东组二段为全风化粉质泥岩残积土,巴东组三多;从稠度试验知,该土料塑限wp=1413%,液限wL段为全风化泥质灰岩残积土。用量最大的巴东组二段=2615%,塑性指数Ip=1212,塑性指数较低,粘粒含全风化粉质泥岩残积土,其特殊性在于料场开采时可量较低。见大量岩石碎块和砾石,产状与母岩相似。该土一经312土料力学性质指标开挖、搬运、再加水湿润,并经碾压机械压碎,颗粒级配为了解土的压缩性等力学特性,进行了常规单向会发生彻底改变。压缩试验及标准重型击实下的剪切试验(见图4和表1)。压缩试验结果表明,在低应力水平下,压缩模量较工程特点2小(<10MPa),但应力>10kPa后,压缩模量迅速提高,P=400～800kPa区段,压缩模量>35MPa。因高本工程与一般高填方工程相比有许多不同之处,填方土所受压力的变化范围较宽,常规的压缩系数它有以下特点:α011～012无实际意义,应根据e—P曲线选用不同区段(1)水文、地质情况复杂。处理厂位于巫山新城二的压缩系数;在计算沉降时压缩模量可用E011～012,但道深沟巨壑,地形险恶,沟底及两侧山坡有渗水涌出,还应考虑不同压力区段和应力扩散的修正。因击实后给施工增加了难度,对填方体的稳定也非常不利。设的e值为01395,对本工程来说,填土自重引起的压计中必须考虑沟底及两侧山坡渗水排除问题。缩,在填筑过程中就已完成,填土到设计高程后,只有(2)沉降控制要求高。该工程最大填方高度达60湿陷压缩和建筑物荷载引起的荷载压缩是设计所需考多m,上部结构对沉降的要求相当严格,要求工后总沉虑的。降S≤10cm,不均匀沉降△S≤2cm,且工期紧,要求当年施工填方基础,当年施工上部建筑物。如何控制沉降成为设计主要难题。(3)迎水面有50多m高填方体将长期处于三峡水库水位变化中,填方体会产生湿化变形。如何消除其影响成为一大难题。3试验研究图4单向压缩试验曲线针对本工程填方体高、施工期短、受水作用影响表1巴东组二段及巴东组三段土料力学性质指标大、沉降控制严格的特点设计中对填筑土的适用性,,压缩试验剪切试验土料填筑设计等方面进行了认真研究,对拟选作填筑土料名压缩系数压缩模量粘结力摩擦角-1的巴东组二段及巴东