膨胀土地质铁路梁台座扩大基础施工

中图分类号：U416.1+67

摘要：膨胀土地质铁路梁台座施工，采用扩大基础施工，通过强夯减少土的压缩变形。本文通过云桂铁路广西段1标南宁梁场制存梁台座施工，研究膨胀土地质扩大基础制存梁台座的设计与施工方法，为类似工程施工提供借鉴。

主题词：膨胀土；梁台座；施工

中铁十局南宁制梁场采用双线整孔箱梁，预制跨度31.5米箱梁456片,预制跨度23.5米箱梁20片；制梁场设计32米箱梁制梁台座6个，其中4号制梁台座兼顾24米箱梁的预制；设存梁台座55 个，静载试验台1个，其中32米箱梁单层存梁台座 19个，设32米箱梁双层存梁台座 32个，24米和32米箱梁共用单层台座 2个，24米和32米箱梁共用双层台座 2个。

地勘资料。场地全为红粘土覆盖，无石芽、溶沟、沟槽、竖井、落水洞、漏斗等岩溶现象。场地在钻探深度分范内岩土层自上而下为：耕土①、红粘土②、红粘土③、粘土④、溶隙充填物⑤、石灰岩⑥。

各岩土层设计参数建议值

1、方案比选

铁路梁制存梁台座基础可采用桩基础或扩大基础，从可行性、经济性对两种方案作了分析。

方案1，桩基分析

本场地土层总厚约15.32m（耕土①约0.4m，硬塑土层②约12.24m，可塑土层③约2.68m，土层④、土层⑤不计），土层下为承载力特征值fak=8000kpa的灰岩。如弃去土层不用天然地基选用深埋的灰岩作为桩基，则以小口径（桩径小于800mm）钻孔、大直径冲孔（桩径大于或等于1000mm）钢筋混凝土嵌（锚）岩为好，以较完整、完整灰岩作桩端持力层。不管是小口径钻孔桩、大口径冲孔桩，都存在桩较长（约18-30m）、施工废浆排运、成本较高等问题。

方案2，扩大基础分析。以土层②作为持力层、土层③作为下卧层，能满足受力的要求，场地对拟建的建（构）筑物而言是很好的天然地基。土层②和土层③压缩系数大，属中等膨胀性土，制存梁台座对四支点的相对高差要求高，因此采用扩大基础要减少土的压缩。

采用桩基时，需Φ1.2m钻孔桩122根，共1586米，单价2848元/米；总费用451.69万元；采用扩大基础，基础钢筋118.58t，合同单价4179元/t;基础混凝土5020.69m3，合同单价348元/m3，总费用224.28万元。采用扩大基础节省费用227.41万元。

采用扩大基础施工，成本低，基础施工前，采用强夯消除地基土的沉降，可满足铁路梁台座支点误差的要求，经分析比较，采用扩大基础施工。

2、扩大基础设计

2.1. 双层存梁台座：

采用双联独立基础

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

=8601KN

考虑横向力作用及偏置则支座双向弯矩

Mx=100KN•m

My=100KN•m

1）冲切力抗力计算:

2）承载力计算

计算根据： 中华人民共和国国家标准GB50007-2002 --综合法

根据规范表5.3.5 插值得：

沉降计算经验系数ψs = 0.545

最终沉降值 S = ψs*∑S =50.567mm

2.2.单层存梁支座：

方案：采用单柱单基方案

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

支座偏压及横向力导致的支座弯矩

My=100KN•m;

Mx=100KN•m

1)冲切力抗力计算:

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

◎◎◎本方向冲切验算满足◎◎◎

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

◎◎◎本方向冲切验算满足◎◎◎

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

◎◎◎本方向冲切验算满足◎◎◎

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

◎◎◎本方向冲切验算满足◎◎◎

2)承载力计算

4、底板反力 (kPa):

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

角点p1 = 195.122p2 = 231.743p3 = 268.364p4 = 231.743

5、承载力计算

地基(抗震)承载力设计值 = 383.958

地基承载力验算满足

3、基础施工

梁场土质为中等压缩土，为消除不均匀压缩量，对承载地基进行强夯，强夯采用先点夯后满夯的顺序,点夯夯击能量2000KN•M，满夯夯击能量500KN•M，夯点布置间距5M*5M梅花型，强夯控制要求每遍最后两击沉降量不大于5CM。基坑采用挖掘机开挖，钢模板，砼集中拌和，插入式振捣器振实。梁场土质为膨胀土，为防止基础下膨胀土胀缩，制梁区全部硬化，存梁台座扩大基础外两米硬化，制梁区和存梁区不积水。

4、使用情况

制存梁台座采用扩大基础施工，梁场已制梁50片，最大沉降量15mm，存梁台座四点高差满足规范要求。

参考文献：

[1]《建筑地基础设计规范》

[2]《广西膨胀土地区建筑勘察设计施工技术规程》

黄世永