1 前言

對(dui)(dui)軟土(tu)地基條(tiao)件下(xia)的(de)(de)平原(yuan)型填(tian)(tian)埋(mai)場而言(yan)，圍(wei)堤擋壩的(de)(de)構建不僅與整個填(tian)(tian)埋(mai)作業工藝緊(jin)密(mi)相(xiang)關，而且對(dui)(dui)填(tian)(tian)埋(mai)庫(ku)容(rong)有著重要影(ying)響。就圍(wei)堤斷(duan)面(mian)設計而言(yan)，一般盡(jin)可(ke)能希望圍(wei)堤較(jiao)高(gao)(gao)，坡面(mian)較(jiao)陡，以(yi)節省圍(wei)堤占地，增加填(tian)(tian)埋(mai)庫(ku)區(qu)面(mian)積(ji)，增加填(tian)(tian)埋(mai)庫(ku)容(rong)。但(dan)是，在圍(wei)堤較(jiao)高(gao)(gao)時(shi)，為確保圍(wei)堤穩定，控制變形，圍(wei)堤斷(duan)面(mian)坡度(du)通常較(jiao)緩(huan)，此(ci)時(shi)，過渡的(de)(de)追求圍(wei)堤高(gao)(gao)度(du)勢(shi)必造(zao)成圍(wei)堤占地大大增加，從(cong)而影(ying)響填(tian)(tian)埋(mai)庫(ku)容(rong)。

因(yin)此，圍(wei)(wei)(wei)堤(di)工程建設時若(ruo)能增加(jia)(jia)圍(wei)(wei)(wei)堤(di)邊坡坡度，將縮小圍(wei)(wei)(wei)堤(di)占地，增加(jia)(jia)填埋庫(ku)容。此時，為保證(zheng)圍(wei)(wei)(wei)堤(di)穩定安全(quan)要求(qiu)，必須采取其它(ta)措(cuo)施(shi)對(dui)圍(wei)(wei)(wei)堤(di)進行加(jia)(jia)固(gu)(gu)處理。在各種圍(wei)(wei)(wei)堤(di)加(jia)(jia)固(gu)(gu)方法中，利用(yong)土(tu)工格柵加(jia)(jia)固(gu)(gu)軟基圍(wei)(wei)(wei)堤(di)，具有施(shi)工方便、結(jie)構整體性較(jiao)(jiao)好、允許較(jiao)(jiao)大的變形而不(bu)失穩、柔(rou)性結(jie)構有利于防滲膜(mo)鋪設、且抗震性較(jiao)(jiao)好等優點，在工程應用(yong)中較(jiao)(jiao)為普遍。

利用(yong)土(tu)工(gong)(gong)格柵加(jia)固處理軟(ruan)(ruan)弱地(di)(di)基(ji)是一種簡便(bian)、經濟、實用(yong)的(de)方法，該技術在國(guo)外(wai)應用(yong)始于20世紀60年代，直(zhi)到80年代才被(bei)逐漸(jian)引(yin)入我國(guo)工(gong)(gong)程應用(yong)中。本文根據垃(la)圾填埋(mai)場圍(wei)(wei)(wei)堤工(gong)(gong)程的(de)特點，詮釋(shi)了(le)(le)圍(wei)(wei)(wei)堤加(jia)固后可能(neng)出(chu)現(xian)的(de)破壞形式(shi)，據此闡述了(le)(le)土(tu)工(gong)(gong)格柵加(jia)筋處理軟(ruan)(ruan)土(tu)地(di)(di)基(ji)的(de)設計(ji)方法，并將該方法應用(yong)至張家港市垃(la)圾填埋(mai)場工(gong)(gong)程圍(wei)(wei)(wei)堤設計(ji)中，進一步優化(hua)了(le)(le)圍(wei)(wei)(wei)堤斷面，有效增加(jia)了(le)(le)填埋(mai)庫容。

2 軟基條件下加筋圍堤破壞形式

軟土為(wei)(wei)天(tian)然含水量(liang)大、孔隙比大、壓縮性高、滲透性低、承(cheng)載力低的淤(yu)(yu)泥(ni)質沉(chen)積物，主要由(you)淤(yu)(yu)泥(ni)、淤(yu)(yu)泥(ni)質土及泥(ni)炭組成。在軟土地(di)基上修筑圍堤(di)(di)容易(yi)產(chan)生地(di)基失穩、過大沉(chen)降及不均(jun)勻沉(chen)降等(deng)問題，因此必(bi)須采取加(jia)固措施進行處理。在前述加(jia)筋機(ji)理分(fen)析(xi)的基礎上，為(wei)(wei)選擇合(he)適(shi)的圍堤(di)(di)加(jia)固型(xing)式，有必(bi)要對軟基條件(jian)下加(jia)筋圍堤(di)(di)的破壞形式進行詮釋。

就(jiu)表現(xian)形(xing)式(shi)而言，在上覆荷(he)(he)載作(zuo)用(yong)下，軟土地(di)(di)基和(he)加筋(jin)土體(ti)的相互作(zuo)用(yong)可能產(chan)生(sheng)(sheng)以下破(po)壞(huai)形(xing)式(shi)：①局(ju)部(bu)滑移，指(zhi)圍(wei)堤(di)沿(yan)著加筋(jin)坡面產(chan)生(sheng)(sheng)局(ju)部(bu)滑動，圖1-a；②整體(ti)滑動，指(zhi)圍(wei)堤(di)沿(yan)著軟基底(di)部(bu)發生(sheng)(sheng)整體(ti)失穩，圖1-b；③軟基擠出，因軟土地(di)(di)基局(ju)部(bu)承載力(li)不(bu)足，導致圍(wei)堤(di)坡腳(jiao)處的軟土側向擠出破(po)壞(huai)，圖1-c；④過大沉降(jiang)，指(zhi)在荷(he)(he)載短(duan)期和(he)長期作(zuo)用(yong)下產(chan)生(sheng)(sheng)的沉降(jiang)及不(bu)均(jun)勻沉降(jiang)，圖1-d。

圖 1 加筋圍堤的破壞形式

3 軟基圍堤加筋計算方法

針對(dui)軟基加筋圍堤(di)(di)(di)可能出現的破(po)壞(huai)形(xing)式(shi)，下面主要(yao)對(dui)堤(di)(di)(di)坡局部(bu)滑移和圍堤(di)(di)(di)整體滑動(dong)兩種破(po)壞(huai)形(xing)式(shi)進行(xing)計算分(fen)析。

3.1堤坡局部滑移

如圖1-a所示，假定堤坡產生局部滑移時，土體側向滑移力全部由土工格柵承擔，忽略土體本身的抗滑作用。此時，滑動力為土體主動土壓力Ea，抗滑力等于筋材張力T，兩者在滑動面上平衡，得抗滑安全系數為

式中：Ka為主動土壓力系數，γsg為土體(ti)與(yu)格柵之間的界面摩擦角，ι滑移(yi)(yi)體(ti)長度(du)，H為滑移(yi)(yi)體(ti)高度(du)。

當滿足穩定安全系數要求時（通常情況下，局部滑移安全系數Ks≥2），據此可以設計土工格柵加筋的長度：

3.2圍堤整體滑動

當滑動面貫穿基土和堤身時，可采用修正的圓弧滑動條分法進行計算分析。先試算沒有加筋材料時的最危險滑弧，并假定加筋后滑弧的位置不變，且假設筋材產生的拉力沿水平方向，筋材拉力作用相當于增加了抗滑力矩，據此，可計算最危險狀態下的抗滑穩定安全系數。

對整體抗(kang)滑穩定(ding)計算而言，其最(zui)小安全系數可參照(zhao)《堤(di)防(fang)工程(cheng)設(she)計規范》（GB50286-98）取(qu)值，對比較重要的圍堤(di)可取(qu)Ks≥1.3。

4 工程實例

張家港市地處長江下游南岸江蘇省境內，垃圾填埋場選址位于距張家港市區約45km的樂余鎮東沙東進村，擬建場址處于長江下游由北向東轉彎處南岸，屬長江三角洲沖積平原，地勢開闊平坦，地貌單元屬長江高河漫灘，為全新世和現代沉積物。場地區域長約500m，寬約400m，地面黃海高程一般為2.5m。
根(gen)據場(chang)(chang)地(di)(di)勘(kan)察(cha)報告，擬建(jian)場(chang)(chang)地(di)(di)30m深度范圍內地(di)(di)層(ceng)(ceng)由素填土(tu)(tu)、淤(yu)(yu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)粘(zhan)(zhan)土(tu)(tu)、粉(fen)(fen)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)粘(zhan)(zhan)土(tu)(tu)、砂(sha)(sha)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)粉(fen)(fen)土(tu)(tu)、粉(fen)(fen)砂(sha)(sha)等(deng)交錯組成，除淤(yu)(yu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)粘(zhan)(zhan)土(tu)(tu)等(deng)軟土(tu)(tu)層(ceng)(ceng)外(wai)，其(qi)余各層(ceng)(ceng)地(di)(di)基承載力均(jun)在(zai)(zai)100kPa以(yi)上。但②層(ceng)(ceng)淤(yu)(yu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)粉(fen)(fen)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)粘(zhan)(zhan)土(tu)(tu)、④-1淤(yu)(yu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)粉(fen)(fen)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)粘(zhan)(zhan)土(tu)(tu)夾粉(fen)(fen)砂(sha)(sha)、④-3淤(yu)(yu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)粉(fen)(fen)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)粘(zhan)(zhan)土(tu)(tu)夾粉(fen)(fen)砂(sha)(sha)、⑥層(ceng)(ceng)淤(yu)(yu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)粉(fen)(fen)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)粘(zhan)(zhan)土(tu)(tu)、⑧層(ceng)(ceng)淤(yu)(yu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)粉(fen)(fen)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)粘(zhan)(zhan)土(tu)(tu)等(deng)軟弱夾層(ceng)(ceng)，各層(ceng)(ceng)厚度不一，其(qi)承載力均(jun)在(zai)(zai)80kPa以(yi)下。擬建(jian)場(chang)(chang)地(di)(di)范圍內分布土(tu)(tu)層(ceng)(ceng)主要物理力學指標(biao)如下所示(shi)。

表1 各土層主要物理力學指標

根(gen)據填埋(mai)(mai)作(zuo)業工(gong)藝要求(qiu)，擬在填埋(mai)(mai)庫(ku)區(qu)筑堤以增(zeng)加填埋(mai)(mai)庫(ku)容，圍堤高度5.5m（黃海(hai)高程8.0m），靠(kao)庫(ku)區(qu)一側坡度1:2.靠(kao)外側坡度1:1。經抗滑(hua)(hua)穩(wen)定(ding)分析(xi)，若不采取加筋處理，不能(neng)滿足抗滑(hua)(hua)穩(wen)定(ding)要求(qiu)。為此(ci)，設計采用土工(gong)格(ge)柵加固圍堤，格(ge)柵參數(shu)如下表。

表2 圍堤土工格柵加筋情況

最(zui)不利(li)計算工(gong)況為，當垃圾堆(dui)體填至堤頂(ding)標高(8.0m)后，以(yi)1:3的(de)(de)填埋(mai)坡(po)度最(zui)終(zhong)填埋(mai)至34m（即(ji)高于地面31.5m，高于堤頂(ding)26m）。利(li)用前述計算方法對土(tu)工(gong)格(ge)柵(zha)加筋后的(de)(de)圍(wei)堤進(jin)行穩(wen)定評價，計算得圍(wei)堤抗(kang)滑穩(wen)定的(de)(de)最(zui)小安全系(xi)數k=1.37，大(da)于規范要求（Ks=1.3)，可知采取土(tu)工(gong)格(ge)柵(zha)加固后圍(wei)堤滿(man)足穩(wen)定要求。

5 結論

根據軟基(ji)(ji)條件下垃圾填(tian)(tian)埋場(chang)圍(wei)(wei)(wei)堤(di)工(gong)程的(de)(de)特點(dian)，分析了土工(gong)格(ge)柵加(jia)筋軟基(ji)(ji)圍(wei)(wei)(wei)堤(di)可(ke)能出現(xian)的(de)(de)破壞形式(shi)，據此闡述了軟基(ji)(ji)圍(wei)(wei)(wei)堤(di)加(jia)筋設計方法，并將該方法應(ying)用(yong)至某垃圾填(tian)(tian)埋場(chang)圍(wei)(wei)(wei)堤(di)擋壩設計中。結果(guo)表明，采用(yong)土工(gong)格(ge)柵加(jia)固后，在較陡(dou)邊坡條件下圍(wei)(wei)(wei)堤(di)滿足抗滑穩(wen)定要求。利用(yong)土工(gong)格(ge)柵加(jia)固軟基(ji)(ji)圍(wei)(wei)(wei)堤(di)可(ke)縮小圍(wei)(wei)(wei)堤(di)斷(duan)面，節約圍(wei)(wei)(wei)堤(di)占(zhan)地(di)，有(you)效(xiao)增加(jia)填(tian)(tian)埋庫容，具有(you)顯著的(de)(de)經濟效(xiao)益和社會效(xiao)益。

參考文獻：略

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