滿堂支架法現(xiàn)澆箱梁地基處理工藝淺析

滿堂支架法現(xiàn)澆箱梁地基處理工藝淺析

1 工程概述

廣州市南沙區(qū)鳳凰一橋設(shè)計(jì)里程為K0+000-K2+189，路線全長2189m，其中引橋全長1665.84m，匝道橋全長540m，全部由30～40m跨徑不等現(xiàn)澆連續(xù)箱梁組成，箱梁有單箱單室、單箱雙室以及單箱三室，共計(jì)102跨，其中陸上箱梁有84跨，水上箱梁有18跨。

2 地形地質(zhì)條件

鳳凰一橋位于珠江三角洲平原前緣河口地帶，其間大小水道密布，呈網(wǎng)脈狀。路線總的走向?yàn)槟媳毕颍０胃叨扔蓶|向西略有抬高，從0.4～0.8m；地表層土為人工填土和耕植土，地基允許承載力為50～70kPa（見圖1）。

圖1 地質(zhì)剖面示意圖

3 施工工藝確定

目前現(xiàn)澆箱梁施工最常用的支架施工工藝有鋼管支架現(xiàn)澆法、滿堂支架現(xiàn)澆法和移動模架現(xiàn)澆法。鳳凰一橋引橋現(xiàn)澆箱梁施工對各種支架方案進(jìn)行綜合比選時，根據(jù)現(xiàn)場施工條件、材料周轉(zhuǎn)周期以及施工投入成本等因素綜合對比分析，確定10#～14#墩、16#～21#墩左右雙幅共計(jì)18跨水上箱梁采用鋼管支架現(xiàn)澆法施工，其余陸上箱梁均采用滿堂支架現(xiàn)澆法施工。

在陸上現(xiàn)澆箱梁施工時，由于橋位的地質(zhì)條件比較差，承載力低，一般常規(guī)做法是，先對支架基礎(chǔ)進(jìn)行置換回填碾壓壓實(shí)處理，并澆筑地坪混凝土，然后才正式進(jìn)行碗扣式滿堂腳手架施工。該項(xiàng)目將支架基礎(chǔ)施工工藝優(yōu)化為，在支架基礎(chǔ)范圍內(nèi)回填5%灰劑量石灰土(藕塘區(qū)域回填磚渣)，碾壓密實(shí)后在其上面鋪設(shè)15cm厚混凝土預(yù)制板，最后在混凝土預(yù)制板上進(jìn)行碗扣式滿堂腳手架施工，待滿堂支架拆除后，利用裝載機(jī)等設(shè)備將混凝土預(yù)制板回收至下一跨重復(fù)利用。

采用回填石灰土+鋪放混凝土預(yù)制板的方法的優(yōu)點(diǎn)是：施工效率高，安全性好，成本低，混凝土預(yù)制板可周轉(zhuǎn)重復(fù)使用，最大限度地降低了對原地表的破壞，土地可以復(fù)原，減少了后期地表土層恢復(fù)的工作量；缺點(diǎn)是對基礎(chǔ)平整性要求比較高（見圖2）。

圖2 支架基礎(chǔ)處理示意圖

4 地基處理

4.1 工藝流程

地基處理順序?yàn)椋簻y量放出基礎(chǔ)處理范圍→清表(約30cm腐植土)整平→基底碾壓→鋪墊石灰土并碾壓→鋪設(shè)防水型材料(彩條布或塑料薄膜)→鋪放混凝土預(yù)制板→滿堂架施工→回收混凝土預(yù)制板→復(fù)土（見圖3）。

圖3 混凝土板鋪放

4.2 地基處理施工

4.2.1 清表整平

由于橋址位于已有道路中央綠化帶及農(nóng)用田地上方，故在地基處理時要用挖掘機(jī)先清除地表層的腐植土層[1]，并對原地基進(jìn)行整平，對高的地方進(jìn)行挖除，對低洼地方進(jìn)行回填，使地面初步平整且形成1%橫坡。清表整平處理范圍為橋梁投影線范圍內(nèi)，清表厚度約30cm。

4.2.2 基底碾壓

基底碾壓主要有兩個重點(diǎn)針對區(qū)域，一是低洼處回填料區(qū)域密實(shí)度低，另一個是承臺周邊區(qū)域土質(zhì)松軟，由于承臺施工需要，原地基被開挖破壞，為了使其地基滿足承載力要求，且其沉降與原地基一致，避免發(fā)生不均勻沉降，承臺開挖范圍的地基需進(jìn)行壓實(shí)處理。

4.2.3 石灰土施工

基礎(chǔ)清表碾壓后為使承載力達(dá)到施工要求，需在上面鋪墊一層石灰土以增加基礎(chǔ)受力面積，鋪墊石灰土厚度由基礎(chǔ)地質(zhì)條件及混凝土預(yù)制板所承受的荷載決定，石灰土擴(kuò)散角取30°[2]，厚度一般在50～100cm之間。

4.2.4 鋪設(shè)防水型材料

在雨季施工時為防止雨水對基礎(chǔ)的沖刷，可在基礎(chǔ)與混凝土預(yù)制板之間鋪設(shè)一層彩條布或塑料薄膜等隔水型材料。

4.2.5 混凝土預(yù)制板施工

（1）混凝土預(yù)制板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)支架布置形式及現(xiàn)場施工的可操作性，將混凝土板結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)為4m×1.8m× 0.15m；在混凝土板的4個角點(diǎn)處設(shè)置4個吊環(huán)，吊環(huán)采用Φ20圓鋼，吊環(huán)距離混凝土板相鄰長、短兩邊尺寸為37cm和85cm；混凝土強(qiáng)度等級為C30；主拉鋼筋采用主筋直徑為16mm的HRB335鋼筋，共10根，保護(hù)層厚度c=4.3cm，橫向鋼筋Φ10圓鋼兩端彎成13cm長彎鉤（見圖4）。

圖4 混凝土板斷面配筋圖（單位：cm）

經(jīng)驗(yàn)算混凝土預(yù)制板受壓區(qū)高度、主筋配筋率、正截面抗彎承載力、抗剪截面、裂縫寬度[3]均滿足規(guī)范要求。

（2）混凝土預(yù)制板的鋪放：基礎(chǔ)處理完成后將預(yù)制好的混凝土板運(yùn)至現(xiàn)場，用吊車逐塊依次鋪放整齊，所有混凝土預(yù)制板頂面應(yīng)在同一高程上且應(yīng)緊密相連，不得出現(xiàn)高低不平或是板與板之間有很大空隙的現(xiàn)象。

4.3 施工注意事項(xiàng)

（1）在基礎(chǔ)清表主要是針對腐植土。

（2）承臺周邊被開挖破壞的地基，一定要先進(jìn)行壓實(shí)處理后方可鋪墊石灰土。

（3）在碾壓過程中若出現(xiàn)基礎(chǔ)局部下陷或是有松動彈簧土現(xiàn)象，必須用挖機(jī)將該區(qū)域基礎(chǔ)開挖并用石灰土換填，進(jìn)行局部加強(qiáng)處理；對地質(zhì)條件較差，地基處理難度較大的區(qū)域，可在地基處理完成后，對地基的實(shí)際承載力進(jìn)行檢測，確保地基處理符合要求。

（4）鋪墊石灰土應(yīng)碾壓密實(shí)、平整[3]，防止混凝土預(yù)制板因局部受力而導(dǎo)致混凝土板破裂或沉降量過大。

（5）混凝土預(yù)制板周轉(zhuǎn)過程中，應(yīng)注意保護(hù)板的邊角不要被碰撞損壞，以影響周轉(zhuǎn)次數(shù)。

（6）在雨季施工時為防止雨水對基礎(chǔ)的沖刷，需要在基礎(chǔ)與混凝土預(yù)制板之間鋪設(shè)一層彩條布或塑料薄膜等隔水型材料。

（7）基礎(chǔ)處理完成后在箱梁投影線外側(cè)設(shè)置縱向排水溝便于排水[4]，以防止基礎(chǔ)因雨水浸泡而降低承載力無法滿足施工要求。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

在鳳凰一橋引橋箱梁中，陸上箱梁單幅全長2614m，其中橋面寬17.35m，箱梁長580m，橋面寬12.8m，箱梁長2034m。

方案1：按照常規(guī)工藝施工，需要在滿堂支架范圍內(nèi)（即：箱梁投影線兩側(cè)各加寬1m）澆筑10cm厚C30混凝土，共需要混凝土量V=19.35×580×0.1+14.8×2034×0.1=4132.62m3，根據(jù)廣州市南沙區(qū)商品混凝土單價(jià)及人工費(fèi)用綜合分析每方C30混凝土單價(jià)為350元，支架基礎(chǔ)硬化共需要投入人民幣4132.62×350＝144.6417萬元。

方案2：采用鋪放混凝土預(yù)制板硬化支架基礎(chǔ)，則最少需要準(zhǔn)備5跨混凝土預(yù)制板進(jìn)行周轉(zhuǎn)使用才能滿足施工進(jìn)度要求。箱梁每跨長度按30m計(jì)，需要預(yù)制板數(shù)量19.35×30×5/1.8/ 4＝403塊，實(shí)際預(yù)制420塊4m×1.8m×0.15m混凝土預(yù)制板，每塊預(yù)制板需要鋼筋94kg，C30混凝土1.08m3，單塊混凝土預(yù)制板綜合單價(jià)為988.69元，則共需要投入人民幣41.5250萬元。

由方案1及方案2投入對比可知，采用方案2可以節(jié)約投入103.1167萬元。所以從節(jié)約成本角度出發(fā)，采取方案2的形式來處理支架基礎(chǔ)是可行的。

6 結(jié)束語

通過已經(jīng)施工的現(xiàn)澆箱梁觀測數(shù)據(jù)來看，地基沉降量均在設(shè)計(jì)和規(guī)范允許范圍內(nèi)，這說明滿堂支架現(xiàn)澆箱梁基礎(chǔ)采用回填石灰土+鋪放混凝土預(yù)制板的方法是可行的，且混凝土預(yù)制板及石灰土可周轉(zhuǎn)重復(fù)使用，既節(jié)約了施工成本又提高了施工效率。混凝土預(yù)制板的結(jié)構(gòu)尺寸可以根據(jù)現(xiàn)場施工環(huán)境、機(jī)械起重能力等因素進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以便于更加方便轉(zhuǎn)運(yùn)、鋪放操作，另在預(yù)制板周轉(zhuǎn)過程中要加強(qiáng)對板的保護(hù)，以增加周圍使用次數(shù)。

[1]JTG F10-2006公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2006.

[2]JTG D63-2007公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社，2007：27.

[3]JTG D62-2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社，2004.

[4]JTG/T F50-2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社，2011.

責(zé)任編輯:李 紅

Brief Comments on Foundation Treatment Technique for Cast-in-situ Box Girder with Overall Bracing Scaffolding

王鳳龍，張 靜
（中交二航局第二工程有限公司，重慶401121）

在滿堂支架法現(xiàn)澆箱梁施工中，支架基礎(chǔ)的處理是否得當(dāng)，對施工安全及施工成本影響很大。為了保證滿堂支架結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性以及箱梁的整體線形，支架的地基處理就顯得尤為重要。該文通過鳳凰一橋引橋陸上箱梁施工地基處理，介紹一種相對安全、經(jīng)濟(jì)的地基處理工藝。

壓實(shí)度；沉降量；石灰土；混凝土預(yù)制板；節(jié)約成本

In the construction of Cast-in-situ box girder with overall bracing scaffolding,the treatment of scaffolding foundation exerts important impact on construction security and construction cost.For ensuring the security and stability of overall bracing scaffolding structure and the integrated line of box girder,it is of great importance to treat the foundation of stents.The authors,presenting the foundation treatment of box girder of the approach bridge of Fenghuang bridge,introduce a kind of comparatively safe and economical foundation treatment technique.

degree of compaction;settlement quantity;lime soil;precast concrete panel;cost saving

TU472

A

1671-9107（2012）07-0041-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2012.07.041

2012-04-27

王鳳龍(1983-)，男，黑龍江大慶人，學(xué)士，工程師，主要從事橋梁施工工作。

張靜（1976-），男，重慶人，學(xué)士，工程師，主要從事橋梁施工工作。