河谷冲积平原区构筑物优化设计方案

摘要：本文结合地质条件，填土高度等情况，提出鄂南河谷冲积平原区，当地基处理深度小于12m时，路基填土高度小于20m时，采用路基工程方案较优；当地基处理深度大于12m时，路基填土高度小于15m时，采用路基工程方案较优，其余工况可采用桥梁方案的设计思路，对现有的设计方法进行了细化、完善。

关键词：地基处理；填土高度；桥梁

一、引言

随着国家高等级公路建设步伐的减慢，国省干线二级及以上等级公路的建设成为交通发展的重点。地处国家长江经济带、长江中游城市圈区域范围的地域（鄂南）区位条件较为明显，交通发展较为迅速，而此地带多为幕阜山系和长江之间的过渡地带,为河谷冲积平原地貌区，地势平坦、海拔高程一般在14~20m上下，主要由第四系冲湖积松散堆积物组成，道路沿线河流沟渠众多，湖汊沟泽、水塘和鱼池大范围分布，下伏岩土体多含软弱夹层，地质条件较差。根据规范计算[1]设计中桥梁墩台多采用桩基础，以中风化泥质粉砂岩、泥灰岩、灰岩作为桩端持力层，桩长23~26m左右。地基承载力和沉降控制是设计人员考虑的重点，但从经济综合效益考虑，造价控制也是不可忽略的因素。规范[2]提出对于当路基中心填方高度超过20m时，要结合地质情况、水位要求、填料供应等情况，合理论述设置高填路基和桥梁的必要性。但并未给出桥梁和路基设置界定的必要性条件，为了充分考虑各种因素，更加规范的对路、桥构筑物进行优化设计，简化设计过程，有必要对现有的设计方法进行完善。

二、不同地基条件下路基和桥梁设计方案分析

为考虑不同外部工况，提出了不同路基填筑高度、不同地质条件和不同土方运距的分析模型。其中，路基宽度采用25.5m。根据规范[2]、文献[4-5]及设计中采用的常用方法，当地基处置深度小于3m时采用清淤换填方案，当地基处置深度小于12m时采用塑料排水板，粉喷桩等方案，当地基处置深度小于20m时采用加固土桩，CFG桩方案。为便于比较，将桥梁桩长取为23m，填方按借方考虑，填土运距按照5，10，15km三种工况对比分析。由图2-图4综合分析可知，不同地基条件下，桥梁和路基工程造价均随着填土高度/桥墩高度的增加而线性增长，路基造价增幅明显大于桥梁。高填路基存在边坡稳定性不足和路堤不均匀变形等问题，且施工质量难以保证，也占用大量土地，从整个社会经济综合效益考虑，不同填方运距条件下，当地基处理深度小于12m时，路基填土高度小于20m时，采用路基工程方案较优，当地基处理深度大于12m时，路基填土高度小于15m时，采用路基工程方案较优，其余工况可采用桥梁方案。

三、结论

不同地基条件下，桥梁和路基工程造价均随着填土高度/桥墩高度的增加而线性增长，路基造价增幅明显大于桥梁。考虑到高填路基存在边坡稳定性不足和路堤不均匀变形等问题，且施工质量难以保证，也占用大量土地，从整个社会经济综合效益考虑，不同填方运距条件下，当地基处理深度小于12m时，路基填土高度小于20m时，采用路基工程方案较优；当地基处理深度大于12m时，路基填土高度小于15m时，采用路基工程方案较优；其余工况可采用桥梁方案。

参考文献

[1]JTGD63-2007，公路桥涵地基与基础设计规范[S].

[2]JTGD30-2015，公路路基设计规范[S].

[3]JTG/TM21-2011，公路工程估算指标[S].

[4]陈希哲.土力学地基基础[M].北京:清华大学出版社，2009.

[5]TB10106-2010，铁路工程地基处理技术规程[S].

作者：王力伟 程梦筠 单位：湖北省交通规划设计院股份有限公司