膨脹土地質(zhì)鐵路梁臺(tái)座擴(kuò)大基礎(chǔ)施工

中圖分類號(hào)：U416.1+67

摘要：膨脹土地質(zhì)鐵路梁臺(tái)座施工，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)施工，通過(guò)強(qiáng)夯減少土的壓縮變形。本文通過(guò)云桂鐵路廣西段1標(biāo)南寧梁場(chǎng)制存梁臺(tái)座施工，研究膨脹土地質(zhì)擴(kuò)大基礎(chǔ)制存梁臺(tái)座的設(shè)計(jì)與施工方法，為類似工程施工提供借鑒。

主題詞：膨脹土；梁臺(tái)座；施工

中鐵十局南寧制梁場(chǎng)采用雙線整孔箱梁，預(yù)制跨度31.5米箱梁456片,預(yù)制跨度23.5米箱梁20片；制梁場(chǎng)設(shè)計(jì)32米箱梁制梁臺(tái)座6個(gè)，其中4號(hào)制梁臺(tái)座兼顧24米箱梁的預(yù)制；設(shè)存梁臺(tái)座55 個(gè)，靜載試驗(yàn)臺(tái)1個(gè)，其中32米箱梁?jiǎn)螌哟媪号_(tái)座 19個(gè)，設(shè)32米箱梁雙層存梁臺(tái)座 32個(gè)，24米和32米箱梁共用單層臺(tái)座 2個(gè)，24米和32米箱梁共用雙層臺(tái)座 2個(gè)。

地勘資料。場(chǎng)地全為紅粘土覆蓋，無(wú)石芽、溶溝、溝槽、豎井、落水洞、漏斗等巖溶現(xiàn)象。場(chǎng)地在鉆探深度分范內(nèi)巖土層自上而下為：耕土①、紅粘土②、紅粘土③、粘土④、溶隙充填物⑤、石灰?guī)r⑥。

各巖土層設(shè)計(jì)參數(shù)建議值

1、方案比選

鐵路梁制存梁臺(tái)座基礎(chǔ)可采用樁基礎(chǔ)或擴(kuò)大基礎(chǔ)，從可行性、經(jīng)濟(jì)性對(duì)兩種方案作了分析。

方案1，樁基分析

本場(chǎng)地土層總厚約15.32m（耕土①約0.4m，硬塑土層②約12.24m，可塑土層③約2.68m，土層④、土層⑤不計(jì)），土層下為承載力特征值fak=8000kpa的灰?guī)r。如棄去土層不用天然地基選用深埋的灰?guī)r作為樁基，則以小口徑（樁徑小于800mm）鉆孔、大直徑?jīng)_孔（樁徑大于或等于1000mm）鋼筋混凝土嵌（錨）巖為好，以較完整、完整灰?guī)r作樁端持力層。不管是小口徑鉆孔樁、大口徑?jīng)_孔樁，都存在樁較長(zhǎng)（約18-30m）、施工廢漿排運(yùn)、成本較高等問(wèn)題。

方案2，擴(kuò)大基礎(chǔ)分析。以土層②作為持力層、土層③作為下臥層，能滿足受力的要求，場(chǎng)地對(duì)擬建的建（構(gòu)）筑物而言是很好的天然地基。土層②和土層③壓縮系數(shù)大，屬中等膨脹性土，制存梁臺(tái)座對(duì)四支點(diǎn)的相對(duì)高差要求高，因此采用擴(kuò)大基礎(chǔ)要減少土的壓縮。

采用樁基時(shí)，需Φ1.2m鉆孔樁122根，共1586米，單價(jià)2848元/米；總費(fèi)用451.69萬(wàn)元；采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)鋼筋118.58t，合同單價(jià)4179元/t;基礎(chǔ)混凝土5020.69m3，合同單價(jià)348元/m3，總費(fèi)用224.28萬(wàn)元。采用擴(kuò)大基礎(chǔ)節(jié)省費(fèi)用227.41萬(wàn)元。

采用擴(kuò)大基礎(chǔ)施工，成本低，基礎(chǔ)施工前，采用強(qiáng)夯消除地基土的沉降，可滿足鐵路梁臺(tái)座支點(diǎn)誤差的要求，經(jīng)分析比較，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)施工。

2、擴(kuò)大基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

2.1. 雙層存梁臺(tái)座：

采用雙聯(lián)獨(dú)立基礎(chǔ)

支座荷載：N=7148 x 2 x1.2 /2+1 x 1 x0.8 x25x1.2

=8601KN

考慮橫向力作用及偏置則支座雙向彎矩

Mx=100KN?m

My=100KN?m

1）沖切力抗力計(jì)算:

2）承載力計(jì)算

計(jì)算根據(jù)： 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50007-2002 --綜合法

根據(jù)規(guī)范表5.3.5 插值得：

沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ψs = 0.545

最終沉降值 S = ψs*∑S =50.567mm

2.2.單層存梁支座：

方案：采用單柱單基方案

制作荷載：N=7148 x1.2 /4 +1 x 1 x 0.8 x25 x 1.2 =2168.4KN

支座偏壓及橫向力導(dǎo)致的支座彎矩

My=100KN?m;

Mx=100KN?m

1)沖切力抗力計(jì)算:

X+方向,高度 H=1100

Fl = pj*Al = 230.05* 0.16= 36.23

0.7*βhp*ft*(at+ab)*ho/2 = 0.7*0.98*1432.89*(1.00+3.10)*1.05/2 = 2105.03KN

◎◎◎本方向沖切驗(yàn)算滿足◎◎◎

X-方向,高度 H=1100

Fl = pj*Al = 194.00* 0.16= 30.56

0.7*βhp*ft*(at+ab)*ho/2 = 0.7*0.98*1432.89*(1.00+3.10)*1.05/2 = 2105.03KN

◎◎◎本方向沖切驗(yàn)算滿足◎◎◎

Y+方向,高度 H=1100

Fl = pj*Al = 194.00* 0.16= 30.56

0.7*βhp*ft*(at+ab)*ho/2 = 0.7*0.98*1432.89*(1.00+3.10)*1.05/2 = 2105.03KN

◎◎◎本方向沖切驗(yàn)算滿足◎◎◎

Y-方向,高度 H=1100

Fl = pj*Al = 230.05* 0.16= 36.23

0.7*βhp*ft*(at+ab)*ho/2 = 0.7*0.98*1432.89*(1.00+3.10)*1.05/2 = 2105.03KN

◎◎◎本方向沖切驗(yàn)算滿足◎◎◎

2)承載力計(jì)算

4、底板反力 (kPa):

平均 p= 231.743 最大 pmax= 268.364 最小 pmin=195.122

角點(diǎn)p1 = 195.122p2 = 231.743p3 = 268.364p4 = 231.743

5、承載力計(jì)算

地基(抗震)承載力設(shè)計(jì)值 = 383.958

地基承載力驗(yàn)算滿足

3、基礎(chǔ)施工

梁場(chǎng)土質(zhì)為中等壓縮土，為消除不均勻壓縮量，對(duì)承載地基進(jìn)行強(qiáng)夯，強(qiáng)夯采用先點(diǎn)夯后滿夯的順序,點(diǎn)夯夯擊能量2000KN?M，滿夯夯擊能量500KN?M，夯點(diǎn)布置間距5M*5M梅花型，強(qiáng)夯控制要求每遍最后兩擊沉降量不大于5CM。基坑采用挖掘機(jī)開挖，鋼模板，砼集中拌和，插入式振搗器振實(shí)。梁場(chǎng)土質(zhì)為膨脹土，為防止基礎(chǔ)下膨脹土脹縮，制梁區(qū)全部硬化，存梁臺(tái)座擴(kuò)大基礎(chǔ)外兩米硬化，制梁區(qū)和存梁區(qū)不積水。

4、使用情況

制存梁臺(tái)座采用擴(kuò)大基礎(chǔ)施工，梁場(chǎng)已制梁50片，最大沉降量15mm，存梁臺(tái)座四點(diǎn)高差滿足規(guī)范要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]《建筑地基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》

[2]《廣西膨脹土地區(qū)建筑勘察設(shè)計(jì)施工技術(shù)規(guī)程》

黃世永