討論公路橋梁下部構(gòu)造臨時(shí)支撐軟基處理問(wèn)題

【摘 要】我國(guó)進(jìn)入社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的改革進(jìn)程之后，城市基礎(chǔ)建設(shè)腳步的加快促進(jìn)了我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展，公路橋梁的建設(shè)需求不斷增加，對(duì)于工程質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)和要求也越來(lái)越高。論文主要通過(guò)實(shí)際工程案例分析和研究了公路橋梁下部構(gòu)造臨時(shí)支撐軟基處理問(wèn)題，旨在探索并確認(rèn)采用圬工材料換填軟基地段的最佳處理厚度，確保承載力達(dá)標(biāo)的同時(shí)能最大程度地節(jié)省回填材料。

【Abstract】 After China has entered the reform process of the socialist modernized country， the acceleration of urban infrastructure construction has promoted the development of China's transportation industry， the demand for the construction of highway bridges is increasing， and the standards and requirements for engineering quality are also increasing. This paper mainly analyzes and studies the problems in the treatment of temporary support soft foundation of highway bridge substructure through the actual engineering case， aiming to explore and confirm the optimum treatment thickness of the soft foundation section replaced by masonry material， so as to ensure that the bearing capacity is up to the standard and the backfill material can be saved to the greatest extent.

【關(guān)鍵詞】公路橋梁;下部構(gòu)造;臨時(shí)支撐;圬工材料;軟基;換填;最佳處理厚度

【Keywords】highway bridges; substructure; temporary support; masonry material; soft foundation; replacement; optimum treatment thickness

【中圖分類號(hào)】U415? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）12-0120-02

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(jié)構(gòu)形式采用簡(jiǎn)支鋼管混凝土桁架組合梁，桁架梁主梁采用格構(gòu)柱支撐，支撐位置為軟基地段。

2 臨時(shí)支撐軟基處理工藝

2.1 前期準(zhǔn)備

在進(jìn)行前期準(zhǔn)備工作時(shí)，由于涉及原狀土層承載力的問(wèn)題，因此，必須要清楚施工區(qū)域的地質(zhì)條件，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不適合進(jìn)行公路橋梁施工時(shí)就必須要采取換填土技術(shù)，增強(qiáng)地基的穩(wěn)固性[1]。對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，第一層土質(zhì)為粘土，厚度達(dá)到2.5m，整體呈現(xiàn)灰色，具有較強(qiáng)的可塑性，含大量的腐殖質(zhì)及螺殼，局部夾粉質(zhì)粘土薄層，土層承載力基本容許值為120kPa，側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值為35kPa;第二層土質(zhì)為軟土，厚度為7.7m，整體呈現(xiàn)灰色，流塑軟塑，主要由淤泥、淤泥質(zhì)粘土及粉土等組成，含腐殖質(zhì)，有異味，土層承載力基本容許值為80kPa，側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值為25kPa。因此，在經(jīng)過(guò)了詳細(xì)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)后，確定K41+324.95左幅左側(cè)、K41+338.55左幅左側(cè)地面需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地基情況進(jìn)行換填處理。

2.2 施工質(zhì)量控制

首先，換填料填筑完畢后按照GB 50202—2013《地基與基礎(chǔ)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》要求進(jìn)行;其次，及時(shí)做好檢測(cè)記錄，及時(shí)報(bào)驗(yàn)，待監(jiān)理工程師抽驗(yàn)認(rèn)可后，方可進(jìn)行下一道工序[2]。

2.3 換填處理計(jì)算

計(jì)算依據(jù)在進(jìn)行橋梁下部構(gòu)造臨時(shí)支撐軟基處理的過(guò)程中，必須要始終堅(jiān)持橋梁下部構(gòu)造臨時(shí)支撐軟基、GB 50202—2013《地基與基礎(chǔ)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、JGJ 79—2012《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定。

具體計(jì)算內(nèi)容如下。

2.3.1 參數(shù)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(cè)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(shè)計(jì)厚度h石。

2.3.2 山渣石頂面地基處理后承載力計(jì)算

①臨時(shí)基礎(chǔ)C25素混凝土剛性角復(fù)核。

b/h=0.425/0.85=0.5

②鋼管通過(guò)混凝土基礎(chǔ)傳力到山渣石頂面的壓強(qiáng)q1計(jì)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(qiáng)q2計(jì)算。

q2=γ砼×h混=25×0.85=21.25kPa

故山渣石頂面受力壓強(qiáng)為q山=q1+q2=133.33+21.25=154.58kPa

現(xiàn)場(chǎng)山渣石填筑體表面處理后壓強(qiáng)應(yīng)達(dá)到160kPa以上。

2.3.3 山渣石換填尺寸計(jì)算

①山渣石剛性角復(fù)核。

為避免鋼管傳力到山渣石底部后該處可能出現(xiàn)拉應(yīng)力的情況，應(yīng)對(duì)山渣石剛性角進(jìn)行復(fù)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(guò)混凝土基礎(chǔ)和山渣石填筑體傳力到土體頂面的壓強(qiáng)q1計(jì)算。

q1=0.25×160/（1.15+0.67h石×2）2

③砼自重通過(guò)山渣石填筑層傳力到土體頂面壓強(qiáng)q2計(jì)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(qiáng)q3計(jì)算。

q3=γ石×h石=16h

故土體頂面受力壓強(qiáng)為：

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

查閱《兩階段設(shè)計(jì)圖工程地質(zhì)勘察報(bào)告》（第二冊(cè)）橫山河特大橋21#～22#地質(zhì)柱狀圖，得出山渣石填筑層處于7.7m軟土層范圍內(nèi)。

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(biāo)系關(guān)系圖，如圖1所示。

用minimize方程求出q土的最小值，結(jié)果如下：

得出q土的最小值為42.837kPa<80kPa，滿足要求。

對(duì)應(yīng)的h石=1.407m，見(jiàn)圖2。

現(xiàn)場(chǎng)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。

故山渣石的換填長(zhǎng)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(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合實(shí)際案例對(duì)采用圬工材料進(jìn)行軟基換填的最佳厚度進(jìn)行了全面剖析，詳細(xì)敘述并分析了公路橋梁工程軟基處理最佳厚度的確定過(guò)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(guān)工作人員一些啟發(fā)，從而使公路橋梁工程更好地服務(wù)于人們的日常工作和生活。

【參考文獻(xiàn)】

【1】周權(quán).軟基加固施工技術(shù)在市政道路施工中的分析[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（16）：110-111.

【2】田薇.公路工程軟基處理施工要點(diǎn)[J].居舍，2019（15）：72+20.

【作者簡(jiǎn)介】阮耀科（1985-），男，山西太原人，工程師，從事道路與橋梁工程研究。