阮耀科

（中鐵十二局集團第二工程有限公司，太原030032）

1 工程背景

本文以K41+244 橫山河特大橋21#～22#跨50m 桁架梁施工為研究案例，該工程上部結構形式采用簡支鋼管混凝土桁架組合梁，桁架梁主梁采用格構柱支撐，支撐位置為軟基地段。

2 臨時支撐軟基處理工藝

2.1 前期準備

在進行前期準備工作時，由于涉及原狀土層承載力的問題，因此，必須要清楚施工區(qū)域的地質條件，當地質條件不適合進行公路橋梁施工時就必須要采取換填土技術，增強地基的穩(wěn)固性[1]。對施工現場進行研究發(fā)現，第一層土質為粘土，厚度達到2.5m，整體呈現灰色，具有較強的可塑性，含大量的腐殖質及螺殼，局部夾粉質粘土薄層，土層承載力基本容許值為120kPa，側摩阻力標準值為35kPa；第二層土質為軟土，厚度為7.7m，整體呈現灰色，流塑軟塑，主要由淤泥、淤泥質粘土及粉土等組成，含腐殖質，有異味，土層承載力基本容許值為80kPa，側摩阻力標準值為25kPa。因此，在經過了詳細現場勘測后，確定K41+324.95 左幅左側、K41+338.55 左幅左側地面需根據現場地基情況進行換填處理。

2.2 施工質量控制

首先，換填料填筑完畢后按照GB 50202—2013《地基與基礎工程施工及驗收規(guī)范》要求進行；其次，及時做好檢測記錄，及時報驗，待監(jiān)理工程師抽驗認可后，方可進行下一道工序[2]。

2.3 換填處理計算

計算依據在進行橋梁下部構造臨時支撐軟基處理的過程中，必須要始終堅持橋梁下部構造臨時支撐軟基、GB 50202—2013《地基與基礎工程施工及驗收規(guī)范》、JGJ 79—2012《建筑地基處理技術規(guī)范》的相關規(guī)定。

具體計算內容如下。

2.3.1 參數取值

地基承載力特征值fak=80kPa；混凝土容重γ混=25kN/m3；山渣石容重γ石=16kN/m3；桁架梁左側排架最不利荷載F=64kN；混凝土自重G混；山渣石自重G石；素混凝土剛性角α混=45°；山渣石剛性角α石；山渣石設計厚度h石。

2.3.2 山渣石頂面地基處理后承載力計算

①臨時基礎C25 素混凝土剛性角復核。

b/h=0.425/0.85=0.5＜tan45°=1（b 為鋼管外邊緣距臨時基礎砼邊緣的距離；h 為混凝土澆筑厚度），剛性角滿足要求，故素混凝土底部不會產生拉應力。

②鋼管通過混凝土基礎傳力到山渣石頂面的壓強q1計算。

q1=0.25×640/(0.425+0.425+0.35)2=133.33kPa

③砼自重傳力到砼底的壓強q2計算。

q2=γ砼×h混=25×0.85=21.25kPa

故山渣石頂面受力壓強為q山=q1+q2=133.33+21.25=154.58kPa

現場山渣石填筑體表面處理后壓強應達到160kPa 以上。

2.3.3 山渣石換填尺寸計算

①山渣石剛性角復核。

為避免鋼管傳力到山渣石底部后該處可能出現拉應力的情況，應對山渣石剛性角進行復核。

查建規(guī)，得山渣石剛性角tanα石=1：1.5＜1：1，故α石<α混=45°

剛性角滿足要求。

②鋼管通過混凝土基礎和山渣石填筑體傳力到土體頂面的壓強q1’計算。

q1’=0.25×160/（1.15+0.67h石×2）2

③砼自重通過山渣石填筑層傳力到土體頂面壓強q2’計算。

q2’=1.152×0.85×25/（1.15+0.67h石×2）2

④山渣石自重傳力到土體頂面壓強q3’計算。

q3’=γ石×h石=16h

故土體頂面受力壓強為：

q土=q1’+q2’+q3’=188.1/（1.15+0.67h石×2）2+16h

查閱《兩階段設計圖工程地質勘察報告》（第二冊）橫山河特大橋21#～22#地質柱狀圖，得出山渣石填筑層處于7.7m 軟土層范圍內。

用Maple 建立一元三次方程：

得到該方程的q土與h土的平面坐標系關系圖，如圖1 所示。

用minimize 方程求出q土的最小值，結果如下：

得出q土的最小值為42.837kPa＜80kPa，滿足要求。

對應的h石=1.407m，見圖2。

現場取h石=1.5m，山渣石邊緣距混凝土外邊緣的距離為b=0.67×h=0.67×1.5=1m。

圖1

圖2

故山渣石的換填長度l石=3.2+2=5.2m，換填寬度w石=2.4+2=4.4m，換填厚度h石=1.5m。

3 結語

綜上所述，本文結合實際案例對采用圬工材料進行軟基換填的最佳厚度進行了全面剖析，詳細敘述并分析了公路橋梁工程軟基處理最佳厚度的確定過程，保證既最好又最省地完成軟基換填工程，希望能夠給予相關工作人員一些啟發(fā)，從而使公路橋梁工程更好地服務于人們的日常工作和生活。