李 佳

(三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑工程學(xué)院，河南 三門峽 472000)

0 引 言

建(構(gòu))筑物沉降與不均勻沉降是導(dǎo)致建(構(gòu))筑物結(jié)構(gòu)損壞的主要原因，其中建(構(gòu))筑物鄰近堆載是主要的因素之一。近年來(lái)，在已建建(構(gòu))筑物周邊堆載并進(jìn)行地基處理施工的情況日益增多，如果堆載影響范圍內(nèi)地質(zhì)條件十分復(fù)雜，堆載及地基處理施工將導(dǎo)致已建建(構(gòu))筑物產(chǎn)生較大的沉降、不均勻沉降及側(cè)向位移，致使建(構(gòu))筑物發(fā)生質(zhì)量事故。如何準(zhǔn)確預(yù)測(cè)堆載作用及地基處理施工過(guò)程中建(構(gòu))筑物地基及結(jié)構(gòu)的不均勻沉降與側(cè)向位移，成為亟待解決的問(wèn)題。

閔紅文[1]考慮下沉式道路地道結(jié)構(gòu)及周邊復(fù)雜地質(zhì)條件，利用ADINA有限元軟件模擬分析基坑開(kāi)挖與回填及不同類型基礎(chǔ)施工引起的地道結(jié)構(gòu)不均勻沉降。葉虔等[2]考慮復(fù)雜地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)自身的約束條件及結(jié)構(gòu)與土體之間的相互作用，采用非線性有限元法對(duì)基坑開(kāi)挖與回填過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值分析，研究其變形特性與規(guī)律。李瑞雄[3]、李興文[4]等從推導(dǎo)考慮破裂面的土壓力計(jì)算公式出發(fā)，分析了基坑回填處理不當(dāng)和地面超載對(duì)有地下室的基礎(chǔ)產(chǎn)生的影響。張曉斌[5]綜合考慮結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、地基的相互作用，利用有限元軟件ANSYS建立三維有限元模型，對(duì)大面積堆載作用下鄰近建筑物的不均勻沉降進(jìn)行分析。遲德芳[6]針對(duì)堆載及樁基礎(chǔ)2種地基施工方案，利用有限元軟件ANSYS分析機(jī)加工車間和大修車間的不均勻沉降。馮勝洋等[7]使用ABAQUS軟件建立了三維有限元分析模型，結(jié)合臨近樁基的沉降與地基土孔隙水壓力的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)研究了塑料排水板堆載預(yù)壓處理軟土地基對(duì)臨近樁基的影響。胡曉明等[8]采用Midas NX軟件分析了板樁、密排灌注樁及攪拌樁地基處理引起的臨近樁基框架結(jié)構(gòu)堤防變形。楊敏等[9]利用有限元數(shù)值模擬分析堆載作用下的土體位移及變形土體與鄰近樁基的相互作用。M F Bransby等[10]利用離心模型試驗(yàn)研究了鄰近堆載對(duì)群樁承載性狀的影響。本文通過(guò)選取典型基坑剖面，采用有限元數(shù)值計(jì)算方法研究上覆道面和地道結(jié)構(gòu)在基坑回填及道路填筑施工時(shí)產(chǎn)生的沉降和不均勻沉降，為基坑回填施工方案的選取提供依據(jù)。

1 工程概況

深港西部通道側(cè)接線工程主線道路按雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)車速為80 km·h-1。線路以高架橋方式經(jīng)過(guò)大南山北麓，以地道下穿東濱路建成區(qū)和深圳灣填海區(qū)，其中主線下沉式道路長(zhǎng)約3.09 km，受地形及通風(fēng)技術(shù)要求分別設(shè)全敞開(kāi)段一處及半敞開(kāi)段兩處。后海濱路以東即填海區(qū)，該段為半敞開(kāi)段開(kāi)挖，地道結(jié)構(gòu)上部布置市政道路東濱路，道路斷面寬于地道結(jié)構(gòu)斷面。地道結(jié)構(gòu)寬度為28～30 m，頂板埋深為2～4 m，基坑開(kāi)挖深度為10～12 m，采用排樁支護(hù)、放坡支護(hù)等多種支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。

地道結(jié)構(gòu)下部存在淤泥或淤泥質(zhì)亞黏土，兩側(cè)尤其是北側(cè)以新近堆填松散素填土為主，2004年8月對(duì)地道結(jié)構(gòu)下部及兩側(cè)進(jìn)行了地基處理。地道結(jié)構(gòu)以下地層采用預(yù)應(yīng)力管樁處理?？紤]地道結(jié)構(gòu)南側(cè)原有海堤，采用爆破排淤使拋石著底，拋石及爆破處理到位后，表面補(bǔ)填面夯處理。地道結(jié)構(gòu)北側(cè)主要采用拋石擠淤?gòu)?qiáng)夯塊石墩置換處理。

2 基坑回填施工及后續(xù)地基處理

考慮到雨季基坑的穩(wěn)定與安全，應(yīng)對(duì)封頂?shù)牡氐澜Y(jié)構(gòu)基坑進(jìn)行及時(shí)回填[11]。但若在地道結(jié)構(gòu)建成后直接進(jìn)行回填，地道結(jié)構(gòu)及其上覆市政道路東濱路會(huì)產(chǎn)生較大的不均勻沉降[12]。經(jīng)過(guò)計(jì)算分析、方案比選，最終采取如下回填方案：先進(jìn)行基坑部分回填，填至標(biāo)高-2.0 m，高出基坑底面4.5 m；在地道結(jié)構(gòu)北側(cè)，采用PHC管樁與平臺(tái)托板配合來(lái)承擔(dān)高回填土的重量，PHC管樁樁徑為0.4 m，間距為2 m×2 m，梅花形布置，打設(shè)深度約30 m；基坑其他部分土方回填與原地面標(biāo)高3.0 m齊平；填筑上覆市政道路東濱路路堤，回填后上覆路堤標(biāo)高為4.5～6.8 m。回填工況如圖1所示。

圖1 回填工況

根據(jù)場(chǎng)區(qū)地質(zhì)條件及地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于一般建(構(gòu))筑物，堆載預(yù)壓或強(qiáng)夯法(或強(qiáng)夯置換塊石墩法)是該區(qū)較為可行的2種地基處理方法。堆載可采用高度為4 m、坡度為1∶1的土坡。強(qiáng)夯采用重20 t的夯錘，落距為20 m，單擊夯擊能為4 000 kN·m，錘擊數(shù)為8～10。

地道結(jié)構(gòu)基坑回填之后，上覆路面會(huì)產(chǎn)生一定的不均勻沉降，可能影響地面道路的質(zhì)量。此外，道路北側(cè)地基處理也將影響相鄰地道結(jié)構(gòu)，引起附近道路路面沉降。

3 基坑回填及地基處理施工的影響

3.1 計(jì)算斷面

考慮基坑開(kāi)挖坡度、土層情況、護(hù)坡樁類型以及路堤填筑高度等因素的變化，選取Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ共5個(gè)典型斷面進(jìn)行計(jì)算。以典型斷面Ⅰ為例，采用有限元軟件ABAQUS進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，內(nèi)容包括：基坑標(biāo)高-2.0 m以上回填作用下地道結(jié)構(gòu)底部和道面的不均勻沉降；路堤填筑完成后地道結(jié)構(gòu)北側(cè)強(qiáng)夯和堆載預(yù)壓2種地基處理施工對(duì)地道結(jié)構(gòu)及市政道路產(chǎn)生的影響，主要體現(xiàn)在水平位移、沉降及應(yīng)力分布等方面。

典型斷面Ⅰ地道結(jié)構(gòu)周圍地層分布如圖2所示。根據(jù)勘察報(bào)告，從上到下各土層分布情況如下。

(1)人工填土①：南側(cè)以大塊填石充填黏性土為主，塊石直徑為30～80 cm，主要為原填海圍堰路堤(①1)；北側(cè)主要為新近堆積素填土，結(jié)構(gòu)松散(①2)。

(2)淤泥②：灰～深灰色，局部含貝殼碎片和中細(xì)砂，僅在北側(cè)分布。

(3)礫砂③：淺灰、灰黃色，飽和，松散～中密狀態(tài)，含少量黏性土，厚度為0.2～12.6 m。

(4)淤泥質(zhì)亞黏土④：灰黑～褐黑色，濕～飽和。

(5)粗(礫)砂⑤：深灰～灰色，飽和，松散～中密狀態(tài)，有機(jī)質(zhì)含量為1.93%～5.5%，不均勻，含少量黏性土和貝殼。

(6)礫質(zhì)亞黏土⑥：褐紅，褐黃夾灰白色，系粗?；◢弾r風(fēng)化殘積而成。

(7)燕山期粗?；◢弾r⑦：鉆孔深度控制范圍內(nèi)揭露至全、強(qiáng)風(fēng)化帶。

圖2 典型斷面Ⅰ地道結(jié)構(gòu)周圍地層分布

地道結(jié)構(gòu)以下地層采用預(yù)應(yīng)力管樁處理，南側(cè)采用強(qiáng)夯塊石墩地基處理，與原老海堤相接，處理范圍為離地道結(jié)構(gòu)南側(cè)邊界36.2 m；北側(cè)采用拋石擠淤?gòu)?qiáng)夯塊石墩置換處理，處理范圍為離地道結(jié)構(gòu)南側(cè)邊界32.7 m。

3.2 有限元網(wǎng)格劃分及計(jì)算參數(shù)

由于地道結(jié)構(gòu)較長(zhǎng)，按照平面應(yīng)變問(wèn)題進(jìn)行有限元分析。為了網(wǎng)格劃分的方便，采用三角形六節(jié)點(diǎn)和四邊形八節(jié)點(diǎn)混合單元。有限元網(wǎng)格劃分如圖3所示。

圖3 典型斷面Ⅰ有限元網(wǎng)格劃分

在有限元分析中，沖孔樁和地道結(jié)構(gòu)假設(shè)為彈性體，各土層、塑性混凝土止水樁假設(shè)為彈塑性體，材料破壞準(zhǔn)則采用莫爾-庫(kù)侖準(zhǔn)則。材料計(jì)算參數(shù)如表1所示。

表1材料計(jì)算參數(shù)

名稱本構(gòu)模型彈性模量/kPa波松比凝聚力/kPa內(nèi)摩擦角/(°)地道結(jié)構(gòu)線彈性3.0×1070.25沖孔樁線彈性3.0×1070.25預(yù)制管樁線彈性1.0×1070.25塑性混凝土樁理想彈塑性1.0×1070.2560032填石理想彈塑性15.0×1070.35335填土理想彈塑性4.0×1030.351015淤泥理想彈塑性1.5×1030.3551含黏土粗砂理想彈塑性3.6×1040.35832淤泥質(zhì)亞黏土理想彈塑性3.0×1030.35128粗(礫)砂理想彈塑性1.95×1040.35530礫質(zhì)亞黏土理想彈塑性2.4×1040.352025全風(fēng)化花崗巖理想彈塑性6.6×1040.353530回填土理想彈塑性1.0×1040.351025堆載理想彈塑性1.0×1040.351015

3.3 計(jì)算結(jié)果與分析

3.3.1 基坑回填及道路填筑引起道面和地道結(jié)構(gòu)的沉降

基坑回填及道路填筑后路基沉降等值線如圖4所示。從圖中可見(jiàn)，由于路堤填筑，路基自身仍有較大沉降，最大沉降為8.76 cm，發(fā)生在堆載北側(cè)路堤附近。由于地道結(jié)構(gòu)下方打設(shè)預(yù)制管樁，該區(qū)域沉降及影響范圍要小于周圍土體，而未打設(shè)預(yù)制管樁或沖孔樁處的沉降相對(duì)較大，影響深度較深。

圖4 基坑回填及道路填筑后路基的沉降等值線

基坑回填及道路填筑后道面沉降如圖5所示。從圖中可見(jiàn)，由于基坑回填及路堤填筑，基坑南北側(cè)均有沉降發(fā)生，總體呈現(xiàn)由南往北逐漸增大的趨勢(shì)。最大沉降發(fā)生在地道結(jié)構(gòu)北側(cè)，由于北側(cè)有變形模量較小的淤泥及淤泥質(zhì)亞黏土，沉降相對(duì)較大。地道結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)下打設(shè)管樁，沉降較小，為2～3 cm。地道結(jié)構(gòu)北側(cè)布設(shè)有管樁支撐與平臺(tái)托板，起到了很好的沉降過(guò)渡作用，承臺(tái)范圍內(nèi)道面沉降為4 cm，而承臺(tái)外側(cè)道面急劇下降，最大處達(dá)到8.76 cm。

圖5 基坑回填及道路填筑后道面沉降

基坑回填及道路填筑后地道結(jié)構(gòu)底板的沉降如圖6所示。從圖中可見(jiàn)，沉降在2.2～2.8 cm之間，滿足地道結(jié)構(gòu)不均勻沉降的要求。由于北側(cè)附近有變形模量較小的淤泥及淤泥質(zhì)亞黏土，所以沉降相對(duì)較大。地道結(jié)構(gòu)中軸線處沉降相對(duì)于周圍底板沉降有所增大，主要是由于該部分底板傳遞了一部分上部荷載。

圖6 基坑回填及道路填筑后地道結(jié)構(gòu)底板的沉降

3.3.2 堆載預(yù)壓施工對(duì)相鄰地道結(jié)構(gòu)和道路的影響

對(duì)距地道北側(cè)邊界20、40 m處堆載預(yù)壓施工對(duì)相鄰地道結(jié)構(gòu)和道路的影響進(jìn)行分析，僅列出離地道北側(cè)邊界20 m處堆載預(yù)壓對(duì)相鄰地道結(jié)構(gòu)和道路的影響分析結(jié)果。

在離地道結(jié)構(gòu)北側(cè)邊界20 m處堆填4 m厚填土，地道結(jié)構(gòu)及路堤的沉降等值線如圖7所示，由圖可見(jiàn)，堆載預(yù)壓作用產(chǎn)生的地面最大沉降為37.82 cm。

圖7 距地道北側(cè)邊界20 m處的堆載沉降等值線

在路堤與堆載共同作用下地道結(jié)構(gòu)底板的沉降如圖8所示，從圖中可以看出，沉降絕對(duì)值在2.3～4.1 cm之間，不均勻沉降為1.8 cm，滿足地道結(jié)構(gòu)不均勻沉降的控制標(biāo)準(zhǔn)。

圖8 路堤與堆載共同作用下地道結(jié)構(gòu)底板的沉降

在距地道北側(cè)邊界20 m處堆填4 m厚填土，路堤與堆載共同作用下地道結(jié)構(gòu)及地基的水平位移等值線如圖9所示。從圖中可以看出，最大水平位移發(fā)生在淤泥層及木樁下的淤泥質(zhì)亞黏土中，為5.23 cm。

圖9 距地道北側(cè)邊界20 m處堆載時(shí)水平位移等值線

地道結(jié)構(gòu)右側(cè)壁水平位移如圖10所示，橫坐標(biāo)起點(diǎn)為地道結(jié)構(gòu)右側(cè)壁上方。從圖中可見(jiàn)，水平位移絕對(duì)值在1.3～1.7 cm之間，相對(duì)較小。

圖10 地道結(jié)構(gòu)右側(cè)壁的水平位移

3.3.3 強(qiáng)夯施工對(duì)相鄰地道結(jié)構(gòu)和道路的影響

對(duì)距地道結(jié)構(gòu)北側(cè)20、40 m處強(qiáng)夯對(duì)相鄰地道結(jié)構(gòu)和道路的影響進(jìn)行分析，僅列出離地道結(jié)構(gòu)北側(cè)20 m處強(qiáng)夯對(duì)相鄰地道結(jié)構(gòu)和道路的影響分析結(jié)果。

在距地道結(jié)構(gòu)北側(cè)20 m處2擊強(qiáng)夯，地道結(jié)構(gòu)及地基的沉降變形等值線如圖11所示。由圖可以看出，夯錘底部正下方沉降最大，2擊夯沉總量為59.1 cm，夯錘兩側(cè)一定范圍內(nèi)土體有所隆起。

圖11 2擊強(qiáng)夯作用下的沉降等值線

在距地道結(jié)構(gòu)北側(cè)20 m處強(qiáng)夯，地道結(jié)構(gòu)底板的沉降情況如圖12所示。從圖中可以看出，在強(qiáng)夯作用下地道結(jié)構(gòu)有所反彈，沉降在3.7～19.2 mm之間，不均勻沉降較小，在地道結(jié)構(gòu)允許范圍之內(nèi)。

圖12 強(qiáng)夯作用地道結(jié)構(gòu)底板的沉降

在距地道結(jié)構(gòu)北側(cè)20 m處施加2擊強(qiáng)夯，地道結(jié)構(gòu)及地基的水平位移等值線如圖13所示。從圖中可以看出，夯錘底部?jī)蓚?cè)附近土體的水平位移量擠出較大，為18.03 cm。

圖13 2擊強(qiáng)夯作用下的水平位移等值線

在距地道結(jié)構(gòu)北側(cè)20 m處強(qiáng)夯時(shí)，地道結(jié)構(gòu)右側(cè)壁的水平位移情況如圖14所示。從圖中可見(jiàn)，水平位移絕對(duì)值在3.4～10.8 mm之間，不均勻水平位移較小。

圖14 地道結(jié)構(gòu)右側(cè)壁的水平位移

根據(jù)前述計(jì)算結(jié)果，得到典型斷面Ⅰ基坑回填及路堤填筑引起地道結(jié)構(gòu)底板及道面的沉降，如表2所示。堆載預(yù)壓和強(qiáng)夯2種地基處理施工對(duì)地道結(jié)構(gòu)底板和道面的影響情況分別如表3、4所示。

表2 基坑回填及路堤填筑引起地道結(jié)構(gòu)底板及道面的沉降

表3 堆載預(yù)壓對(duì)地道結(jié)構(gòu)底板及道面的影響

由表2～4可以得到如下結(jié)論。

(1)地道結(jié)構(gòu)底板不均勻沉降為0.6 cm，滿足地道結(jié)構(gòu)變形控制要求。道面最大沉降量為8.76 cm，在地道結(jié)構(gòu)和承臺(tái)邊緣上方的道面之間，承臺(tái)上方的道面與一般道面之間有4.77 cm的不均勻沉降。

表4 強(qiáng)夯對(duì)地道結(jié)構(gòu)底板及道面的影響

(2)若市政道路已填筑完成，在距地道結(jié)構(gòu)北側(cè)40 m處進(jìn)行4 m厚填土堆載預(yù)壓，地道結(jié)構(gòu)底板產(chǎn)生的不均勻沉降很小，僅為0.2 cm，說(shuō)明在40 m以外堆載不影響地道結(jié)構(gòu)的正常使用，并滿足安全控制要求。原道路道面產(chǎn)生的不均勻沉降為1.3 cm，且不均勻沉降集中在靠堆載一側(cè)15 m范圍路面，容易造成路面開(kāi)裂。

(3)若市政道路尚未鋪設(shè)路面，在距地道結(jié)構(gòu)北側(cè)20 m處堆載4 m厚填土，地道結(jié)構(gòu)底板產(chǎn)生的不均勻沉降為1.8 cm，不超過(guò)3 cm的控制要求，但地道結(jié)構(gòu)的最大附加拉應(yīng)力較大，已超過(guò)C30混凝土的抗拉強(qiáng)度。

(4)若市政道路已填筑完成，在距地道結(jié)構(gòu)北側(cè)40 m處強(qiáng)夯，地道結(jié)構(gòu)底板產(chǎn)生的不均勻沉降也小于2 cm，且地道結(jié)構(gòu)最大附加拉應(yīng)力較小，說(shuō)明在40 m以外強(qiáng)夯不影響地道結(jié)構(gòu)的正常使用，并滿足安全控制要求。但在40 m處強(qiáng)夯會(huì)使已建成道路路面產(chǎn)生較大的不均勻沉降。

(5)若市政道路尚未鋪設(shè)路面，在距地道結(jié)構(gòu)北側(cè)20 m處強(qiáng)夯，地道結(jié)構(gòu)底板產(chǎn)生的不均勻沉降仍小于3 cm，最大附加拉應(yīng)力雖然比40 m處強(qiáng)夯有所增加，但地道結(jié)構(gòu)仍有一定的強(qiáng)度安全儲(chǔ)備，且對(duì)已建成道路路面造成的不均勻沉降將減少一半。

4 基坑回填及后續(xù)地基處理

4.1 針對(duì)基坑回填及市政道路施工的建議

由前述分析可知，由于基坑回填和市政道路填筑，在承臺(tái)上方的道面與一般道面之間有接近5 cm的不均勻沉降?？紤]到計(jì)算斷面基坑回填范圍下臥層的淤泥層較薄，且上下有砂層，所以基坑回填和道路填筑引起的沉降發(fā)展較快，預(yù)計(jì)工后沉降量不會(huì)超過(guò)總沉降量的50%。為了防止道面產(chǎn)生不均勻沉降，建議采取如下措施。

(1)基坑回填采用較好的回填材料，保證壓實(shí)質(zhì)量，結(jié)構(gòu)和交接帶設(shè)置土工格柵，減少差異沉降。

(2)路基填筑后經(jīng)歷一段時(shí)間，觀測(cè)沉降發(fā)展情況，待沉降基本穩(wěn)定后再鋪瀝青面層。

(3)選取回填試驗(yàn)段，在填筑施工時(shí)及施工完成后，監(jiān)測(cè)地道結(jié)構(gòu)和道面的沉降，利用沉降監(jiān)測(cè)資料推算工后沉降。

4.2 針對(duì)后續(xù)堆載預(yù)壓的建議

由前述分析可知，若市政道路尚未鋪設(shè)路面，在距地道結(jié)構(gòu)北側(cè)20 cm處堆載預(yù)壓，地道結(jié)構(gòu)底板產(chǎn)生的不均勻沉降不超過(guò)3 cm的控制要求，但地道結(jié)構(gòu)的最大拉應(yīng)力增加較大，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)C30混凝土的抗拉強(qiáng)度。考慮堆載施工過(guò)程中偶然荷載的影響，以及土體結(jié)構(gòu)擾動(dòng)強(qiáng)度降低等因素，建議在距地道結(jié)構(gòu)北側(cè)至少30 m范圍開(kāi)始堆載。

若市政道路已填筑完成并鋪設(shè)路面，在40 m以外堆載不影響地道結(jié)構(gòu)的正常使用，并滿足安全控制要求。但是，原路面會(huì)產(chǎn)生1.3 cm的不均勻沉降，且不均勻沉降集中在靠堆載一側(cè)15 m范圍的路面內(nèi)，容易造成路面開(kāi)裂。建議在距地道結(jié)構(gòu)北側(cè)邊界至少30 m處堆載。

根據(jù)勘察報(bào)告提供的三軸不固結(jié)不排水試驗(yàn)及靜力觸探試驗(yàn)，估算不排水抗剪強(qiáng)度指標(biāo)Cu0=12 kPa。根據(jù)式(1)估算第一級(jí)荷載大小[13]。

P1=5.52Cu0/1.5=44.16 kPa

(1)

式中：P1為第一級(jí)荷載(kPa)。

令填土容重γ=19 kN·m-3，換算得到第一級(jí)堆載允許高度為2.32 m，取2.0 m，換算P1=38 kPa。

根據(jù)式(2)計(jì)算第一級(jí)荷載下達(dá)到某固結(jié)度所需的時(shí)間t[14]。

(2)

由式(2)計(jì)算第一級(jí)荷載下達(dá)到70%固結(jié)度所需時(shí)間為15 d。

根據(jù)第一級(jí)荷載的大小，利用式(3)估算第一級(jí)荷載下達(dá)到70%固結(jié)度時(shí)的強(qiáng)度Cu1。

(3)

式中：Cu0為土層初始不排水抗剪強(qiáng)度，Cu0=12 kPa；φcu為土層的不排水內(nèi)摩擦角(°)。

由式(3)估算Cu1=18 kPa。

由式(1)估算第二級(jí)允許堆載為66 kPa，換算堆載高度H2=3.5 m，即第二級(jí)堆載高度為1.5 m，實(shí)際換算荷載為28.5 kPa。在第二級(jí)荷載作用固結(jié)度達(dá)到70%時(shí)，由式(4)計(jì)算此時(shí)的抗剪強(qiáng)度Cu2。

(4)

式中：P1、P2分別為第一級(jí)、第二級(jí)堆載換算荷載。

計(jì)算得Cu2=33 kPa，大于地基所需強(qiáng)度22.6 kPa，因此可以施加第三級(jí)荷載。

由上述計(jì)算分析可知，可按如圖15所示的方式施加堆載。

圖15 堆載施加方式

4.3 針對(duì)后續(xù)強(qiáng)夯的建議

由前述分析可知，若市政道路尚未鋪設(shè)路面，在地道北側(cè)20 m處強(qiáng)夯，底板不均勻沉降小于3 cm，地道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有一定的安全儲(chǔ)備。但考慮到強(qiáng)夯作用下擾動(dòng)使得土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低等因素，建議在距地道北側(cè)30 m范圍內(nèi)禁止強(qiáng)夯。若市政道路已填筑完成并鋪設(shè)路面，在距地道結(jié)構(gòu)北側(cè)40 m處強(qiáng)夯，地道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不均勻沉降均小于2 cm，但道面產(chǎn)生15.8 cm的不均勻沉降，以沉降變形1 cm控制，影響范圍最大可達(dá)30 m?？紤]安全儲(chǔ)備，建議在距道路北側(cè)邊緣40 m處進(jìn)行強(qiáng)夯施工。

5 結(jié) 語(yǔ)

(1)地道結(jié)構(gòu)基坑回填及上覆道路填筑引起地道結(jié)構(gòu)底板產(chǎn)生較小的不均勻沉降，滿足地道結(jié)構(gòu)變形控制要求；上覆道路承臺(tái)上方道面與一般道面之間會(huì)產(chǎn)生接近5 cm的不均勻沉降。為了防止產(chǎn)生不均勻沉降，提出了基坑回填及道路填筑施工的建議。

(2)綜合分析了堆載預(yù)壓施工引起地道結(jié)構(gòu)底板的不均勻沉降、地道結(jié)構(gòu)的最大附加拉應(yīng)力及道面的不均勻沉降，提出在距地道結(jié)構(gòu)北側(cè)邊界至少30 m處進(jìn)行堆載施工的建議。

(3)綜合分析了強(qiáng)夯施工引起地道結(jié)構(gòu)底板產(chǎn)生的不均勻沉降、地道結(jié)構(gòu)的最大附加拉應(yīng)力及道面的不均勻沉降，提出在距道路北側(cè)邊緣40 m處進(jìn)行強(qiáng)夯施工的建議。