方案比選在工程中的重要性

徐德龍

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550000)

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方案比選在工程中的重要性

徐德龍

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550000)

以遵貴擴(kuò)容工程在建項(xiàng)目的一個(gè)實(shí)際工程案例為背景，通過以點(diǎn)帶面的方式對(duì)工程方案比選的重要性進(jìn)行一個(gè)闡述。

高速公路；方案比選；經(jīng)濟(jì)

1 案例概況

蘭海高速貴州境遵義至貴陽段擴(kuò)容工程是在建工程，樁號(hào)SK85+040～SK85+600段主線布設(shè)初步設(shè)計(jì)為青崗嶺大橋，通過初步設(shè)計(jì)階段橋型布置圖進(jìn)行地勘鉆探，地勘資料顯示場(chǎng)區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜，青崗嶺大橋共17跨，場(chǎng)區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜段落樁號(hào)為SK85+270～SK85+580段，對(duì)應(yīng)橋梁為第7～17跨， 橋梁平均墩高15 m左右。

2 工程地質(zhì)條件

2.1 覆蓋層

(1)含碎石粘土(Qel+dl)：黃褐色，可塑狀，局部地段表層為硬塑，含10%～20%強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r、白云巖碎石，分布于場(chǎng)區(qū)大部，鉆探揭露厚度為2～5 m。

(2)碎石土：灰黃色，碎石成分為白云巖、灰?guī)r、石英砂巖，直徑40～80 min，局部達(dá)0.5 m，其間充填粘土，結(jié)構(gòu)松散，稍濕，僅ZK6+1、ZK6+2、ZK6+5揭露，厚7～10.5 m。

(3)淤泥質(zhì)粘土(Qf)：黑褐色，流塑～軟塑狀(其中軟土III區(qū)液限指數(shù)LL=1.02，為流塑，軟土I、II區(qū)液限指數(shù)LL=0.91，比貫入阻力PS=480 kPa)，有腥臭味，表層為耕植土，含植物根系及有機(jī)質(zhì)，分布于水田區(qū)。軟土I區(qū)厚一般在3～10 m，最大厚度達(dá)15 m(ZK5+1)；軟土II區(qū)厚1～3 m；軟土III區(qū)主要分布于豎向溶槽中，厚2～47 m。

2.2 基巖

2.3 軟土

(1)軟土I區(qū)：分布于K85+233～K85+380中軸線～210 m處，軟土厚度一般在3～15 m，最大厚度達(dá)15 m(ZK5+1)，土體長期受地表水浸泡，呈軟塑狀。

(2)軟土II區(qū)，分布于K85+275～K85+584左137～右107 m段，軟土厚度在1～3 m，為田間軟土，呈軟塑狀。

(3)軟土III區(qū)，分布于K85+399～K85+458左25～114 m段狹長溝谷地段，厚2～50 m，呈流塑狀。

2.4 巖溶

本區(qū)域存在4個(gè)巖溶洼地，在路基填筑平面布置圖2上有標(biāo)注，分別命名為洼地Y1、洼地Y2、洼地Y3、洼地Y4。

2.5 巖土體物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)

(1)淤泥質(zhì)粘土(軟塑，軟土I、II區(qū))：γ=17 kN/m3，[fa0]=80 kPa，Es=3.7 MPa，e=1.25，C=15 kPa，φ=4°；

(2)淤泥質(zhì)粘土(流塑，軟土III區(qū))：γ=17 kN/m3，[fa0]=70 kPa，Es=2.8 MPa，e=1.32，C=13 kPa，φ=3°；

(3)含碎石粘土(可塑)：γ=19 kN/m3，[fa0]=220 kPa，Es=5.2 MPa，e=0.93，C=32 kPa，φ=7°。

3 比選方案

根據(jù)鉆探、物探、地表調(diào)繪、坑(槽)探以及室內(nèi)試驗(yàn)等方法對(duì)該段路線周邊區(qū)域的地層進(jìn)行了分析，在建設(shè)橋梁的方案下提出一個(gè)同精度的比選方案。根據(jù)地勘資料提供的地質(zhì)條件說明，采用路基填筑的方式通過。

對(duì)路基左側(cè)方案介紹如下：因左側(cè)路基填筑后將覆蓋軟土Ⅱ區(qū)、軟土Ⅲ區(qū)。針對(duì)軟土Ⅱ區(qū)厚度1～3 m，采用常規(guī)的換土填石進(jìn)行治理。軟土Ⅲ區(qū)厚度2～50 m較深，目前國內(nèi)高速公路在填方路基治理上還沒有針對(duì)如此深的軟土治理方案可借簽。經(jīng)多次反復(fù)對(duì)軟土Ⅲ區(qū)的地形地貌及軟土形成原因的分析，采用人造“硬殼”層的治理方式。即采用現(xiàn)工程中比較成熟的CFG樁工藝+不觸底的新思路治理方案，同時(shí)根據(jù)地形及軟土成因在狹長溝谷較窄處設(shè)置圓形抗滑樁對(duì)整個(gè)軟土區(qū)域進(jìn)行“鎖口”治理。由于軟土區(qū)域較深，通過計(jì)算，CFG樁做長度16 m，橫、縱向間距1.5 m梅花型布置。圓形抗滑樁樁長22 m，設(shè)置在距路線67 m左右，為溝谷最狹窄處。同時(shí)為解決沉降及填方邊坡穩(wěn)定性，在填方坡腳設(shè)置寬33 m長的反壓護(hù)道，整個(gè)路基左側(cè)治理后的穩(wěn)定性系數(shù)為1.588，大于國家規(guī)范安全系1.3。見圖1。

圖1 路基左側(cè)穩(wěn)定性分析計(jì)算

對(duì)路基右側(cè)方案介紹如下：因右側(cè)路基填筑后將覆蓋軟土Ⅰ區(qū)、軟土Ⅱ區(qū)。針對(duì)軟土Ⅱ區(qū)厚度1～3 m，采用常規(guī)的換土填石進(jìn)行治理。軟土Ⅰ區(qū)厚度3～15 m深，采用現(xiàn)工程中比較成熟的CFG樁對(duì)軟土進(jìn)行治理，CFG樁長3～14 m直接做到基巖上，橫、縱向間距1.3 m梅花型布置。為解決沉降、排洪及填方邊坡穩(wěn)定性，在樁號(hào)K85+356右側(cè)Y2巖溶洼地內(nèi)有一消水洞，根據(jù)走訪村民調(diào)查，每年雨季都因排洪不快，造成洪澇，為保證路基的安全，在填方坡腳設(shè)置寬30 m長的反壓護(hù)道，解決了路基穩(wěn)定性，同時(shí)保護(hù)坡腳不受洪澇的侵害，整個(gè)路基右側(cè)治理后的穩(wěn)定性系數(shù)為1.307，大于國家規(guī)范安全系1.3。見圖2。

圖2 路基右側(cè)穩(wěn)定性分析計(jì)算

4 工程造價(jià)及工期

青崗嶺大橋全橋長522 m，共17跨，兩端橋臺(tái)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，樁基共96根，樁基長度約1 920 m，墩柱長度約1 500 m，整個(gè)施工工期約8個(gè)月結(jié)束，工程造價(jià)約4 800萬元。

路基通過該區(qū)域，CFG樁共設(shè)長28 446 m，換土填石92 175 m3，圓形抗滑樁長66 m，整個(gè)施工工期約6個(gè)月結(jié)束，工程造價(jià)約2 700萬元。

工程造價(jià)、工期對(duì)比說明，路基通過比橋梁通過節(jié)省約2 000萬元，施工工期節(jié)約2個(gè)月。

5 結(jié)束語

蘭海高速貴州境遵義至貴陽段擴(kuò)容工程SK85+040～SK85+600段路基最終選擇以填方路基通過，該段路基提前施工，做好預(yù)留自然沉降期6個(gè)月的沉降觀測(cè)，現(xiàn)還處在觀測(cè)周期內(nèi)，沉降范圍較小，滿足規(guī)范要求。

[1] 閆明禮，張東剛.CFG樁復(fù)合地基技術(shù)及工程實(shí)踐(第二版)[M].北京：中國水利水電出版社，2006.

[2] 公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D30-2015)[S].北京：人民交通出版社，2015.

2017-03-14

徐德龍(1981-)，男，貴州貴定人，主要從事公路工程(巖土工作)。

U412

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1008-3383(2017)05-0018-01