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河谷冲积平原区构筑物优化设计方案

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河谷冲积平原区构筑物优化设计方案

摘要:本文结合地质条件,填土高度等情况,提出鄂南河谷冲积平原区,当地基处理深度小于12m时,路基填土高度小于20m时,采用路基工程方案较优;当地基处理深度大于12m时,路基填土高度小于15m时,采用路基工程方案较优,其余工况可采用桥梁方案的设计思路,对现有的设计方法进行了细化、完善。

关键词:地基处理;填土高度;桥梁

一、引言

随着国家高等级公路建设步伐的减慢,国省干线二级及以上等级公路的建设成为交通发展的重点。地处国家长江经济带、长江中游城市圈区域范围的地域(鄂南)区位条件较为明显,交通发展较为迅速,而此地带多为幕阜山系和长江之间的过渡地带,为河谷冲积平原地貌区,地势平坦、海拔高程一般在14~20m上下,主要由第四系冲湖积松散堆积物组成,道路沿线河流沟渠众多,湖汊沟泽、水塘和鱼池大范围分布,下伏岩土体多含软弱夹层,地质条件较差。根据规范计算[1]设计中桥梁墩台多采用桩基础,以中风化泥质粉砂岩、泥灰岩、灰岩作为桩端持力层,桩长23~26m左右。地基承载力和沉降控制是设计人员考虑的重点,但从经济综合效益考虑,造价控制也是不可忽略的因素。规范[2]提出对于当路基中心填方高度超过20m时,要结合地质情况、水位要求、填料供应等情况,合理论述设置高填路基和桥梁的必要性。但并未给出桥梁和路基设置界定的必要性条件,为了充分考虑各种因素,更加规范的对路、桥构筑物进行优化设计,简化设计过程,有必要对现有的设计方法进行完善。

二、不同地基条件下路基和桥梁设计方案分析

为考虑不同外部工况,提出了不同路基填筑高度、不同地质条件和不同土方运距的分析模型。其中,路基宽度采用25.5m。根据规范[2]、文献[4-5]及设计中采用的常用方法,当地基处置深度小于3m时采用清淤换填方案,当地基处置深度小于12m时采用塑料排水板,粉喷桩等方案,当地基处置深度小于20m时采用加固土桩,CFG桩方案。为便于比较,将桥梁桩长取为23m,填方按借方考虑,填土运距按照5,10,15km三种工况对比分析。由图2-图4综合分析可知,不同地基条件下,桥梁和路基工程造价均随着填土高度/桥墩高度的增加而线性增长,路基造价增幅明显大于桥梁。高填路基存在边坡稳定性不足和路堤不均匀变形等问题,且施工质量难以保证,也占用大量土地,从整个社会经济综合效益考虑,不同填方运距条件下,当地基处理深度小于12m时,路基填土高度小于20m时,采用路基工程方案较优,当地基处理深度大于12m时,路基填土高度小于15m时,采用路基工程方案较优,其余工况可采用桥梁方案。

三、结论

不同地基条件下,桥梁和路基工程造价均随着填土高度/桥墩高度的增加而线性增长,路基造价增幅明显大于桥梁。考虑到高填路基存在边坡稳定性不足和路堤不均匀变形等问题,且施工质量难以保证,也占用大量土地,从整个社会经济综合效益考虑,不同填方运距条件下,当地基处理深度小于12m时,路基填土高度小于20m时,采用路基工程方案较优;当地基处理深度大于12m时,路基填土高度小于15m时,采用路基工程方案较优;其余工况可采用桥梁方案。

参考文献

[1]JTGD63-2007,公路桥涵地基与基础设计规范[S].

[2]JTGD30-2015,公路路基设计规范[S].

[3]JTG/TM21-2011,公路工程估算指标[S].

[4]陈希哲.土力学地基基础[M].北京:清华大学出版社,2009.

[5]TB10106-2010,铁路工程地基处理技术规程[S].

作者:王力伟 程梦筠 单位:湖北省交通规划设计院股份有限公司

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