圆管涵施工基础处理方案.docxVIP

圆管涵施工基础处理方案

一、工程概况与基础处理目标

1.1项目背景

某新建公路工程K12+350处设置圆管涵，用于跨越现状排水沟，设计为1-φ1.5m钢筋混凝土圆管涵，涵长28.5m，与路线交角90°。该圆管涵作为路基排水关键结构，其基础处理质量直接影响涵身稳定性及路基整体沉降控制。项目区域属丘陵地貌，地表覆盖层为第四系全新统坡洪积粉质黏土，下伏基岩为侏罗系泥岩，地下水类型为孔隙潜水，埋深1.2-2.5m。根据地质勘察报告，地基承载力特征值需达到150kPa，而原地基粉质黏土承载力特征值仅100-120kPa，且局部存在软土夹层，需进行基础处理以满足设计要求。

1.2工程位置与地质条件

圆管涵位于路线填方路段，原地面横坡约8°，地表为0.5-1.0m厚耕植土，其下为2.0-3.5m厚硬塑状粉质黏土，孔隙比0.75，液性指数0.25，压缩模数5.2MPa，渗透系数1.2×10??cm/s。基岩泥岩强风化层厚度1.5-2.0m，天然抗压强度8.5MPa，节理裂隙发育，遇水易软化。地下水主要接受大气降水及地表水补给，水位季节变幅约0.8m，水质对混凝土具弱腐蚀性。场地地震动峰值加速度0.10g，对应地震烈度Ⅶ度，需考虑地基液化可能性。

1.3圆管涵设计参数及基础处理目标

圆管涵设计荷载为公路-Ⅰ级，管节采用C30钢筋混凝土，壁厚120mm，管节接口采用钢丝网水泥砂浆抹带密封。基础设计为C20混凝土管座，厚度30cm，下设20cm厚砂砾垫层。基础处理需实现以下目标：一是地基承载力特征值≥150kPa，工后沉降量≤30mm；二是消除软土夹层影响，防止不均匀沉降；三是控制地下水位对基础浸泡，确保混凝土管座强度稳定；四是处理后的地基应均匀，避免因地质差异导致涵身开裂；五是施工工艺简单，工期控制在15天内，成本增幅不超过基础总造价的10%。

二、基础处理方案设计

2.1地质问题分析

2.1.1软土夹层特征

场地内粉质黏土层中分布厚度0.3-1.2m的软土夹层，呈流塑状，天然含水率28%-35%，孔隙比0.85-1.10，压缩系数0.45MPa?1，灵敏度St=3.5-4.2。该夹层具有高压缩性、低强度特性，在涵身荷载作用下易产生过大沉降。土工试验显示其无侧限抗压强度仅25-30kPa，远低于设计要求的150kPa承载力标准。

2.1.2地下水影响机制

地下水位埋深1.2-2.5m，位于基础持力层范围内。毛细水上升高度达1.8m，将导致粉质黏土软化，含水率增加5%-8%，强度降低30%-40%。长期浸泡条件下，泥岩强风化层遇水软化，抗压强度降至4.0-5.0MPa，可能引发地基剪切破坏。水质分析表明HCO??浓度达280mg/L，对混凝土具中等溶出性侵蚀风险。

2.1.3原状土工程缺陷

原状土层存在不均匀分布的硬塑黏土透镜体，厚度0.5-2.0m，与周边软土层形成刚度差异。原位测试（标准贯入试验）显示N值在5-15击之间波动，变异系数达0.35，易导致涵身产生不均匀沉降。地表以下2.5m范围内土体压缩模量仅4.5MPa，无法满足路基填筑工后沉降≤30mm的要求。

2.2处理方案比选

2.2.1换填法适用性评估

采用级配砂砾石换填方案，换填深度至软土夹层以下1.0m，处理宽度超出涵身基础边缘2.0m。填料控制级配：粒径5-50mm含量≥70%，含泥量≤5%，最大粒径不超过100mm。室内试验表明，压实后砂砾垫层承载力达250kPa，压缩模量25MPa，可有效消除软土影响。换填方量约450m3，工期7天，成本较原方案增加12%。

2.2.2排水固结法可行性

采用塑料排水板结合堆载预压方案，排水板间距1.2m，呈梅花形布置，打设深度穿透软土层至下卧硬塑黏土层。预压荷载填土高度3.5m，预压期45天。固结计算表明，软土层固结度达90%时，沉降量由120mm降至28mm。但该方案需额外占用场地堆载，且预压期间需监测地下水位变化，施工周期延长至60天。

2.2.3复合地基法技术对比

考虑采用水泥搅拌桩复合地基，桩径500mm，桩间距1.5m，桩长8.0m，水泥掺量15%。单桩承载力特征值120kN，复合地基承载力达180kPa。桩身无侧限抗压强度28d达2.5MPa，可有效提高地基整体性。但施工需配备深层搅拌设备，对周边土体扰动较大，且桩顶需设置300mm厚碎石垫层协调变形。

2.3方案确定与优化

2.3.1综合比选结论

通过技术经济对比（见表1），换填法在施工便捷性、工期控制及成本方面具有优势，且处理深度适中，适合本工程软土夹层分布特点。排水固结法虽能显著减少工后沉降，但预压期过长影响总体工期。复合地基法处理效果可靠，但施工工艺复杂，成本增加20%。最终选定换填法结合局部加强方案。

2.3.2局部加强措施

对原状土层中硬塑