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      城際鐵路車站廣場河岸支護方案研究

      2017-03-28 08:05:15李孝平
      城市道橋與防洪 2017年2期
      關(guān)鍵詞:排樁懸臂內(nèi)力

      李孝平,彭 晨

      (中鐵四院集團廣州設(shè)計院有限公司,廣東 廣州 510600)

      防洪排水

      城際鐵路車站廣場河岸支護方案研究

      李孝平,彭 晨

      (中鐵四院集團廣州設(shè)計院有限公司,廣東 廣州 510600)

      某城際鐵路車站場坪范圍占壓既有河涌,考慮到車站廣場建設(shè)及后期規(guī)劃,需將既有河涌車站范圍內(nèi)被占壓河涌改移。受場地條件限制,河岸不能采用放坡,須采用排樁支護。該河涌淤泥層較厚,先采用高壓旋噴樁對現(xiàn)狀地基進行改良處理,待地基處理達到設(shè)計要求后再施工排樁,經(jīng)高壓旋噴樁改良后的地基對懸臂樁的約束作用加強,可以較大程度地減小支護樁的樁徑、樁長及樁身截面配筋,比直接在現(xiàn)狀條件下施工排樁更加經(jīng)濟合理。

      城際鐵路;河岸;支護;鉆孔樁;高壓旋噴樁

      1 工程概況

      某城際鐵路[1]特大橋位于東莞市境內(nèi),橋址起訖里程為DK15+945~DK17+090,橋全長1145m。線路兩側(cè)房屋、廠房密集。大橋橫跨洪屋渦水道,沿線河流縱橫,魚塘密布,交通較為便利。

      既有河涌于DK16+035、DK16+470及DK16+ 710處與車站特大橋相交,既有河涌最寬處70m,最窄處55m,北邊與清水滘連通,南邊與橫涌海連通,水深在2m左右。因DK16+440~DK16+650之間為中堂車站范圍,場坪范圍占壓既有河涌,考慮到車站廣場建設(shè)及后期規(guī)劃,需將既有河涌車站范圍內(nèi)被占壓河涌改移。根據(jù)當(dāng)?shù)卣詈蟮呐鷱?fù)意見,改移河道頂寬35m,改移長度約360m,河底面標(biāo)高為-2.0m。改河段兩端與既有河道連通。河岸兩側(cè)采用排樁支護。排樁平面如圖1所示。

      圖1 排樁平面圖

      2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)

      2.1 地形地貌

      屬沖積平原及濱海平原地貌,地形平坦開闊,地勢起伏不大,地面高程1~5m。沿線河道縱橫,水塘密布,大部地段為農(nóng)田、芭蕉林等。

      2.2 地層巖性

      覆蓋層為第四系全更新統(tǒng)沖、海積Q4alm淤泥質(zhì)黏土,流塑;粉質(zhì)黏土,可塑;中細(xì)砂,稍密~中密。自上而下分述如下:

      ②1:淤泥,流塑,II,推薦基本承載力為40kPa;

      ②2:淤泥質(zhì)黏土,流塑,II,推薦基本承載力為60kPa;

      ②5-1:粉質(zhì)黏土,軟塑,II,推薦基本承載力為120kPa;

      ②5-2:粉質(zhì)黏土,可塑,II,推薦基本承載力為160kPa;

      ②8-3:粉砂,中密,飽和,I,推薦基本承載力為150kPa;

      ②9-1:細(xì)砂,松散,飽和,I,推薦基本承載力為100kPa;

      ②10-1:中砂,稍密,飽和,I,推薦基本承載力為150kPa。

      2.3 水文地質(zhì)

      地表水發(fā)育,地下水主要為孔隙水及基巖裂隙水,孔隙水水量較豐,具承壓性。

      3 河岸支護方案

      3.1 方案一

      該方案為直接在現(xiàn)狀條件下,采用鉆孔樁[2]排樁支護,運用理正深基坑7.0計算軟件[3]計算需要采用的樁徑、樁長及樁身配筋(見圖2)。

      按照軟件填表要求輸入數(shù)據(jù)(見表1~表4)。

      提取部分計算結(jié)果,圖3為內(nèi)力位移包絡(luò)圖,截面計算見表5、表6。

      圖2 排樁計算圖例

      表1 基本信息一

      表3 土層信息一

      表4 土層參數(shù)一

      圖3 內(nèi)力位移包絡(luò)圖一

      表5 內(nèi)力取值一

      表6 截面配筋一

      嵌固深度計算如下:

      (1)嵌固深度構(gòu)造要求:

      依據(jù)《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》( JGJ120-2012)[4],嵌固深度對于懸臂式支護結(jié)構(gòu)Ld不宜小于0.8h,嵌固深度構(gòu)造長度Ld∶5.440m。

      (2)嵌固深度滿足抗傾覆要求

      按《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)懸臂式支護結(jié)構(gòu)計算嵌固深度Ld值,規(guī)范公式為:

      得到Ld=25.000m。

      (3)嵌固深度滿足坑底抗隆起要求

      符合坑底抗隆起的嵌固深度Ld=5.200m,滿足以上要求的嵌固深度Ld計算值=25.000m,Ld采用值=26.200m。

      3.2 方案二

      該方案為先用高壓旋噴樁對現(xiàn)狀地基進行改良處理,再采用排樁支護。

      先用高壓旋噴樁對現(xiàn)狀地基進行改良處理:對改移河涌左右岸各12m范圍內(nèi)采用高壓旋噴樁處理軟基,高壓旋噴樁樁徑0.5m,平均樁長12m,樁間距1.2m,梅花形布置,加固深度必須穿越軟土層②2以下0.5m。待高壓旋噴樁達到齡期,經(jīng)檢驗合格后,再采用鉆孔樁排樁支護。運用理正深基坑7.0計算軟件計算需要采用的樁徑、樁長及樁身配筋,按照軟件輸入數(shù)據(jù)見表7~表10。

      提取部分計算結(jié)果,圖4為內(nèi)力位移包絡(luò)圖,截面計算見表11、表12。

      表7 基本信息二

      表8 超載信息二

      表9 土層信息二

      3.3 方案比選及選用

      (1)根據(jù)前面的計算分析,若采用方案一,直接在現(xiàn)狀條件下采用排樁支護,則需要的排樁樁徑為1.8m,樁長30m,樁身配筋為52根直徑28mm鋼筋,整個河岸支護所需樁徑1.8m的鉆孔樁11130m,C35混凝土28308m3,用鋼量3477.5t。若采用方案二,先采用高壓旋噴樁進行軟基處理,再采用排樁支護,則需要的排樁樁徑1.5m,樁長20m,樁身配筋24根直徑28mm鋼筋,整個河岸支護所需樁徑為1.5m的鉆孔樁8800m,C35混凝土15543m3,用鋼量1369.4t,同時需要直徑0.5m的高壓旋噴樁77400m。經(jīng)比較,采用方案二要經(jīng)濟合理些。

      (2)地基處理:排樁施工前,對改移河涌左右岸各12m范圍內(nèi)采用高壓旋噴樁處理軟基。高壓旋噴樁樁徑0.5m,平均樁長12m,樁間距1.2m,梅花形布置,加固深度必須穿越軟土層②2以下0.5m。地基處理達到設(shè)計要求后方可施工排樁。

      表10 土層參數(shù)二

      圖4 內(nèi)力位移包絡(luò)圖二

      表11 內(nèi)力取值二

      表12 截面配筋二

      4 結(jié)語

      受場地條件限制,當(dāng)河岸不能采用放坡成形時,可以采用直立式擋墻或排樁支護。對于淤泥層較厚的河涌,若直接在現(xiàn)狀條件下施工排樁,由于較厚的淤泥層對懸臂支護樁的約束作用小,導(dǎo)致支護樁的實際懸臂長度遠(yuǎn)大于基坑深度,必然造成支護樁的樁徑、樁長及樁身截面配筋大幅增加;若先采用高壓旋噴樁對現(xiàn)狀地基進行改良處理,待地基處理達到設(shè)計要求后再施工排樁,經(jīng)高壓旋噴樁改良后的地基對懸臂樁的約束作用加強,可以較大程度地減小支護樁的樁徑、樁長及樁身截面配筋,比直接在現(xiàn)狀條件下施工排樁更加經(jīng)濟合理些。

      [1]TB10623-2014,城際鐵路設(shè)計規(guī)范[S[.

      [2]TB10002.5-2005,鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].

      [3]北京理正軟件股份有限公司.理正深基坑7.0使用說明書[Z].北京:北京理正軟件股份有限公司,2012.

      [4]JGJ120-2012,建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程[S].

      TV866

      :B

      :1009-7716(2017)02-0118-04

      10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.02.035

      2016-12-15

      李孝平(1967-),男,高級工程師,一級注冊結(jié)構(gòu)工程師,從事橋梁設(shè)計工作。

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