(中交公路规划设计院有限公司海南分公司,海南 海口 571000)
摘要:随着工程技术的不断发展,我们对于软基的认识越来越深入,地基处理的技术越来越成熟,地基处理的方式也越来越多样化。面临着种类繁多的地基处理方案,如何根据具体工程实际选择最优的方案成为每个工程师面临的问题。本文将以具体工程案例为依托,对涵式通道地基处理方案进行比选。
关键词:涵式通道;地基处理;预制管桩;
0 工程概况
本项目为互通立交改造工程,互通区内设置有慢行道,匝道跨慢行道设置1-8×3m箱涵通道。在通道涵中,有两个通道下存在淤泥质粉质粘土,需要对地基进行处理。通道涵布置情况如下图所示:
图1 通道涵平面布置图
1 地质情况
在钻探深度范围内根据钻孔揭露的地层有:1.2m厚人工填土、5.0m厚淤泥质粉质粘土层、7.2m厚粗砂(层)、16m厚粗砂(⑤层)。岩层参数如下表所示
表1 岩土层主要物理力学性质指标建议值表
岩土层 | 承载力 特征值 | 压缩 模量 | 重度 | 直剪快剪 | |
粘聚力 | 内摩擦角 | ||||
fak (kPa) | Es1-2(MPa) | γ(kN/m3) | Ck(kPa) | Φk (°) | |
-1层人工填土 | 60~100 | 3.0* | 17.5* | 10.0* | 10.0* |
2层淤泥质粉质粘土 | 105 | 3.2 | 16.4 | 15.0* | 5.0* |
层粗砂 | 160 | 6.0* | 20.0* | 5.0* | 35.0* |
⑤层粗砂 | 180 | 6.5* | 20.5* | 5.0* | 40.0* |
注:“*”为经验值;C、Φ值取标准值;其它参数取平均值。 |
2 方案比选
变更方案一为预制桩方案。该方案采用8m长预应力高强混凝土管桩(PHC桩)。该方案为地基处理的常见方案,对环境的影响小,经济性好,且地基承载力提升效果明显。涵洞处治长度为29.0m,处治宽度为12.0m。变更方案一施工工期为2个月。
预应力混凝土管桩采用预应力PHC桩(PHC 500 AB 100 - 8),外径为50cm,壁厚不小于10cm,管桩混凝土强度为C80,桩间距d=2.0m,呈梅花桩布置。桩底应深入持力层不小于2m,桩顶设置1m×1m钢筋混凝土托板,托板上铺填50cm级配碎石褥垫层,级配碎石直径不得大于5cm,分层碾压,压实度不小于96%,含泥量不大于5%。褥垫层顶铺筑10cm厚C20混凝土垫层[1-5]。
变更方案二为水泥搅拌桩方案。该方案采用9m长水泥搅拌桩+0.5m级配碎石褥垫层。该方案为地基处理的常见方案,对环境的影响小,经济性好,且地基承载力提升效果明显。涵洞处治长度为26.1m,处治宽度为11.8m。变更方案二施工工期为5个月。
变更方案三为旋喷桩方案。该方案采用9m长旋喷桩+0.5m级配碎石褥垫层。该方案也为地基处理常见方案,对环境的影响小,经济性较差,地基承载力提升效果明显。涵洞处治长度为28.5m,处治宽度为13.3m。变更方案三施工工期为4个月。
变更方案四为换填方案。该方案需要从地面向下开挖5m,并换填3m深度的片石及抛石挤淤2m深度。由于地基承载力较差,直接放坡需要开挖放坡的范围较大,该方案对环境的影响大,经济较差。在此情况下,涵洞的处治长度为56.8m,处治宽度为40.6m,施工工期为1个月。若采用钢板桩支护,能在一定程度上减小对环境的破坏。但是钢板桩单价较高,导致该方案经济性差,为比较方案。在此情况下,涵洞的处治长度为39.2m,处治宽度为24.3m,施工工期为1个月。
四个方案的造价估算对比如下表所示:
表2 变更方案对比
方案 | 方案说明 | 数量 | 工期(月) | 经济性 | |
原方案 | 换填1.5m级配碎石 | 450m³ | - | - | |
方案一 预制桩方案 | PHC500AB100-8+0.5m级配碎石 | 预制桩: 141根/1128m 级配碎石:182m³ | 2 | 好 | |
方案二 搅拌桩方案 | 9m长水泥搅拌桩+0.5m级配碎石褥垫层 | 搅拌桩: 542根/4878m 级配碎石:182m³ | 5 | 较好 | |
方案三 旋喷桩方案 | 9m长旋喷桩+0.5m级配碎石褥垫层 | 旋喷桩: 297根/2673m 级配碎石:182m³ | 4 | 一般 | |
方案四 换填方案 | 直接放坡 | 2m抛石挤淤+3m换填片石+0.5m级配碎石 | 片石:5723m³ 级配碎石:182m³ | 1 | 较差 |
钢板桩 支护 | 9m拉森钢板桩+2m抛石挤淤+3m换填片石+0.5m级配碎石 | 钢板桩:296t 片石:3918m³ 级配碎石:182m³ | 1 | 差 |
综合造价和工期考虑,优先推荐采用预制管桩处治方案。
参考文献:
[1]JGJT406-2017.预应力混凝土管桩技术标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2017
[2]JTG 3363-2019. 公路桥涵地基与基础设计规范[S].北京:人民交通出版社,2019
[3]JTG D60-2015. 公路桥涵设计通用规范[S].北京::人民交通出版社,2015.
[4]JGJ 79-2012. 建筑地基处理技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
[5]GB50007-2011. 建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.