河谷沖積平原區構筑物優化設計方案

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摘要：本文結合地質條件，填土高度等情況，提出鄂南河谷沖積平原區，當地基處理深度小于12m時，路基填土高度小于20m時，采用路基工程方案較優；當地基處理深度大于12m時，路基填土高度小于15m時，采用路基工程方案較優，其余工況可采用橋梁方案的設計思路，對現有的設計方法進行了細化、完善。

關鍵詞：地基處理；填土高度；橋梁

一、引言

隨著國家高等級公路建設步伐的減慢，國省干線二級及以上等級公路的建設成為交通發展的重點。地處國家長江經濟帶、長江中游城市圈區域范圍的地域（鄂南）區位條件較為明顯，交通發展較為迅速，而此地帶多為幕阜山系和長江之間的過渡地帶,為河谷沖積平原地貌區，地勢平坦、海拔高程一般在14~20m上下，主要由第四系沖湖積松散堆積物組成，道路沿線河流溝渠眾多，湖汊溝澤、水塘和魚池大范圍分布，下伏巖土體多含軟弱夾層，地質條件較差。根據規范計算[1]設計中橋梁墩臺多采用樁基礎，以中風化泥質粉砂巖、泥灰巖、灰巖作為樁端持力層，樁長23~26m左右。地基承載力和沉降控制是設計人員考慮的重點，但從經濟綜合效益考慮，造價控制也是不可忽略的因素。規范[2]提出對于當路基中心填方高度超過20m時，要結合地質情況、水位要求、填料供應等情況，合理論述設置高填路基和橋梁的必要性。但并未給出橋梁和路基設置界定的必要性條件，為了充分考慮各種因素，更加規范的對路、橋構筑物進行優化設計，簡化設計過程，有必要對現有的設計方法進行完善。

二、不同地基條件下路基和橋梁設計方案分析

為考慮不同外部工況，提出了不同路基填筑高度、不同地質條件和不同土方運距的分析模型。其中，路基寬度采用25.5m。根據規范[2]、文獻[4-5]及設計中采用的常用方法，當地基處置深度小于3m時采用清淤換填方案，當地基處置深度小于12m時采用塑料排水板，粉噴樁等方案，當地基處置深度小于20m時采用加固土樁，CFG樁方案。為便于比較，將橋梁樁長取為23m，填方按借方考慮，填土運距按照5，10，15km三種工況對比分析。由圖2-圖4綜合分析可知，不同地基條件下，橋梁和路基工程造價均隨著填土高度/橋墩高度的增加而線性增長，路基造價增幅明顯大于橋梁。高填路基存在邊坡穩定性不足和路堤不均勻變形等問題，且施工質量難以保證，也占用大量土地，從整個社會經濟綜合效益考慮，不同填方運距條件下，當地基處理深度小于12m時，路基填土高度小于20m時，采用路基工程方案較優，當地基處理深度大于12m時，路基填土高度小于15m時，采用路基工程方案較優，其余工況可采用橋梁方案。

三、結論

不同地基條件下，橋梁和路基工程造價均隨著填土高度/橋墩高度的增加而線性增長，路基造價增幅明顯大于橋梁。考慮到高填路基存在邊坡穩定性不足和路堤不均勻變形等問題，且施工質量難以保證，也占用大量土地，從整個社會經濟綜合效益考慮，不同填方運距條件下，當地基處理深度小于12m時，路基填土高度小于20m時，采用路基工程方案較優；當地基處理深度大于12m時，路基填土高度小于15m時，采用路基工程方案較優；其余工況可采用橋梁方案。

參考文獻

[1]JTGD63-2007，公路橋涵地基與基礎設計規范[S].

[2]JTGD30-2015，公路路基設計規范[S].

[3]JTG/TM21-2011，公路工程估算指標[S].

[4]陳希哲.土力學地基基礎[M].北京:清華大學出版社，2009.

[5]TB10106-2010，鐵路工程地基處理技術規程[S].

作者：王力偉 程夢筠 單位：湖北省交通規劃設計院股份有限公司