1引言
高速公路作为我国主要的交通运输方式，近年来的快速发展不仅带动了沿线地区经济的快速增长，也大幅度加快了城镇化的建设，在交通运输行业中地位举足轻重。在高速公路工程中房建工程不同于其他民用建筑，是一项涉及到公路主线、机电、智能交通、环保、建筑于一体的综合工程[1]。高速公路房建工程主要包括服务设施和管理设施两类，其选址受限于公路主线全线土方调配、各个收费站的收费监控模式、设施合理的服务半径、工作人员生活便利、以及征地等多个因素影响，使得房建工程往往建设在高填方区，而房屋建筑工程中基础工程在土建工程造价占比在10%~30%之间。此外，高速公路房建工程中面积小、层数低的单体占比居多，针对此部分单体建筑，如何正确选择经济合理的基础型式，对降低整个房建工程造价起着十分关键的作用。
本文以湖南省沅辰高速房建工程项目为例，针对位于高填方区的辰溪北服务区II区小单体建筑基础方案选择进行探讨，介绍了几种常见的基础方案，并对两种主要的基础方案从结构合理性和经济性两个方面进行分析和比较，由此确定最佳的基础方案。
2 工程概况
2.1项目建设概况
湖南省沅陵至辰溪高速公路项目起于沅陵县盘古乡舒溪口、距常吉高速筲箕湾互通 5.8km处，设枢纽互通与常吉高速公路相接，路线往南至鹿村坳附近设互通衔接 G319，然后经上溪至黄洞水库附近进入辰溪县，再经长坡、船溪至田湾设互通与 S250衔接，然后继续往南经双溪、竹桥、小田湾至万谷平后，沿辰溪县城规划区东侧边缘布线，设互通与S250和先锋路衔接，再往南在杨溪口附近跨沅水至马溪口，再往南经唐家人、瓦子溪、牛耳冲、锦滨至火马冲西侧设互通与S250衔接，最后往南至木桥江到达项目终点，设枢纽互通与溆怀高速公路相接，全长 50.483公里。
房屋建筑工程包含一个服务区（辰溪北服务区），四个匝道收费站（泸溪东（银华山）匝道收费站，孝坪匝道收费站，辰溪匝道收费站（含养护、路产、隧道监控通信站）、火马冲匝道收费站），一个交警基地（辰溪交警基地）。其中建设地点在怀化市辰溪县的辰溪北服务区II区位于高填方区，填土厚度约10~19米，其总平面布置图见图1，主要单体包括服务区综合楼、服务区宿舍楼、设备用房、车辆维修站、加油站。
图1 总平面布置图
2.2工程地质概况
本工程拟建服务区位于湖南省怀化市辰溪县城郊乡竹桥村境内，场地位于冲沟与斜坡地段，整体地貌类型为溶蚀剥蚀丘陵地貌。目前场地大部分区域已经过整平，II区空置，地势平坦，标高在175.3～179.1m。
根据野外地质调查测绘及钻探结果，场地区内覆盖层主要为填土、粉质粘土及红黏土，下伏基岩为二叠系下统茅口组灰岩及石英砂岩。地层特征分述如下：
（1）1-1-0填筑土：分布于II区中部，填筑沟谷形成，主要为灰岩、砂岩碎石及粘性土组成，该地层主要由块石、碎石夹少量黏性土回填组成，孔隙度大，压缩性高，土质不均匀性强，结构松散，力学强度低，未完成自重固结。钻孔揭露厚度7.0～14.0m，场地中部沟谷地段填筑较深，两侧稍浅。
（2）1-2-0粉质粘土：黄褐色，可～硬塑，土质均匀，为泥质粉砂岩残坡积物，局部夹风化碎石，其中表层0.3m～0.7为种植土，场地广泛分布，钻探揭露厚度为0.50～10.50m。
（3）3-1-0微风化石灰岩：灰色，微晶结构，中厚层构造，微风化，岩质硬，节理裂隙较发育，岩体较完整～较破碎，岩芯呈短柱状、柱状，少量呈块状，岩溶较发育，钻孔中揭露溶洞、岩溶挂壁及溶蚀裂隙等。该层未揭穿。
（4）3-5-0中风化砂岩：灰色，砂质结构，中厚层状为主，中等风化程度，节理、裂隙较发育，岩体较完整-较破碎，岩芯呈柱状～短柱状，敲击声脆，岩质硬，岩石基本质量等级为Ⅳ级。该层埋深较大，主要在II区揭露，原始地貌多为冲沟地段。
根据本次勘察及区域资料，拟建场地及附近未发现全新世活动断裂，区域地质稳定，也未发现滑坡、崩塌、大规模采空区等不良地质，未见可液化地层及软土，场地地下未发现河道、沟滨、墓穴、防空洞、孤石等不利埋藏物，但场地平整后，其下回填土较厚，最大可达19米，该填土层未经处理不可直接用作基础持力层。其典型地质剖面图见图2。
图2 工程地质剖面图
3 高填方区房建工程常用的基础方案
本工程单体结构型式均为框架结构，层数为1~3层，其中除服务区综合楼与宿舍楼面积在2000m2以上，其余单体面积均为一层，面积在200m2左右，柱底荷载标准值最大为680KN，结合上述地勘资料和以往工程设计经验，针对小单体建筑基础方案，主要比选的基础方案有以下两种：1）微型钢管桩地基处理+筏板基础；2）钻孔灌注桩基础；现以本工程的车辆维修站（建筑面积221m2，一层，建筑高度5.1米）为例，介绍两种基础方案，如下：
1）微型钢管桩+筏板基础方案
微型钢管桩地基加固适用于新建建筑物其下为淤泥质土、黏性土、粉土、砂土和人工填土等地基处理，微型桩直径一般为150mm~300mm，桩长不宜超过30米[2]。根据前述工程地质情况，微型钢管桩适用于本工程回填土的地基加固处理，具体基础方案如下：
a. 采用直径为150mm的注浆钢管桩进行地基处理，钢管需加工成钢花管，钢管头部100mm四边吹缝做成尖头，头部500，尾部1000不设逸浆孔，逸浆孔直径10mm，间距250mm，四周错开布置。微型桩桩长约12米，持力层为粉质黏土，桩底进入持力层深度不小于1.0米，单桩承载力特征值90KN，微型桩注浆采用水泥浆液，水灰比0.4~1.2，建议注浆压力0.2~0.6MPa，水泥浆的配合比及注浆压力应先在现场试验后再调整确定，注浆孔隙率按照15%计算，注浆半径按照0.35m计算，注浆量现场计量为准。钢管桩布置方式以及大样图见图3。
图3 微型桩及承台平面布置图
b. 注浆钢管桩以上设承台，承台顶至基础底设置300mm厚级配碎石褥垫层，分层碾压夯实，压实系数不低于0.97，要求处理后的地基承载力特征值不小于150Kpa，采用筏板基础，基础平面布置图见图4。
图4 基础平面布置图 图5 桩基础平面布置图
2）钻孔灌注桩基础方案
拟建场地已经过整平，地势平坦开阔，交通便利，具有良好的施工条件。根据场地地质条件及拟建建(构)筑物的结构和荷载特点，结合以往工程经验，根据成桩工艺，本工程可选用钻（冲）孔灌注桩，以微风化石灰岩或中风化砂岩为持力层，且对于厚填土部分考虑负摩阻力的不利影响。具体基础方案如下：
采用直径为800的钻孔灌注桩，桩身混凝土强度等级为C30，单桩竖向承载力特征值为1500KN，桩基竖向承载力检测应采用静载荷试验。桩长约25米，总桩数9根，桩平面布置图见图5。
4 高填方房建工程基础方案技术经济对比分析
根据上述方案，结合工程特点，对以上两个基础方案进行技术比较，见表1，
表1 基础方案技术对比分析
表2 基础方案经济对比分析
通过对以上技术与经济两个方面对比数据分析可知，相比于钻孔灌注桩方案，微型钢管桩地基处理＋筏板基础方案施工方法简单、施工速度快，可以减少施工周期。另一方面，微型钢管桩的基础部分的造价比钻孔灌注桩基础方案的低7.4%，其中主要体现在微型钢管桩可以以黏土为桩端持力层，大大减少了桩长，且微型钢管桩的单价比钻孔灌注桩低很多，单对比此部分造价微型钢管桩比钻孔灌注桩低47%，这是引起微型钢管桩地基处理方案比钻孔灌注桩基础方案经济上有优势的决定因素。
5 结语
在高速公路房建工程中，厚填土且填土下有厚老土的地质情况，对于面积小，楼层低的单体建筑，采用微型钢管桩地基处理与筏板基础相结合的基础形式相比于钻孔灌注桩基础方案，可以缩短施工工期，减少环境污染，降低工程造价。由此可知，在高速公路高填方区房建工程中，采用微型钢管桩地基处理与筏板基础方案比桩基础方案更经济合理，值得应用推广。
参考文献
[1].高速公路机电工程相关界面的合理划分[J].山西交通科技，2009（5）：62-64.
[2].JGJ 79-2012建筑地基处理技术规范
[3].张小兵,石磊.微型钢管桩在大厚度黄土地区的承载性能研究[J].铁道工程学报，2023（1）：91-96.
