軟弱地基大跨度懸灌梁0#段臨時(shí)鎖定施工技術(shù)

張印來

摘 要:濱海地域軟弱地基大跨度懸灌梁0#段臨時(shí)鎖定支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及預(yù)壓施工技術(shù)研究。

關(guān)鍵詞:軟弱地基大跨度懸灌梁0#段臨時(shí)鎖定施工技術(shù)

中圖分類號(hào):U451 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)05(b)-0091-02

1 工程概況

松壽頭特大橋位于廣東省陸豐市濱海區(qū)域,橋全長1324.316m,橋址范圍內(nèi)為水塘,其中以(60+100+60)m變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁上跨深汕高速公路,該連續(xù)梁0#段順線路長14m,中部高6.9m,施工難度較大,且距0#段梁頭距高速公路較近,施工時(shí)對(duì)高速公路行車有較大的安全隱患。

2 主墩0#段梁部臨時(shí)錨固施工

中墩頂部梁段采用4根(2根/墩側(cè))φ1250鋼管柱臨時(shí)錨固措施。鋼管柱底部采用30根Φ32鋼筋與墩承臺(tái)固結(jié);頂部采用30根Φ32鋼筋與梁體固結(jié),鋼管柱內(nèi)灌注C40混凝土,梁體底處采用C40硫磺砂漿,硫磺砂漿內(nèi)設(shè)電阻絲。墩身同側(cè)鋼管柱間距5.0m,墩身兩側(cè)鋼管柱間距7.45m,待邊跨合攏后拆除臨時(shí)支座時(shí),將電阻絲通電升溫,使硫磺砂漿的硫磺燃燒消除,再割斷連續(xù)梁、臨時(shí)支座、墩頂?shù)念A(yù)埋鋼筋,使鋼管柱與連續(xù)梁完全脫離,實(shí)現(xiàn)臨時(shí)固結(jié)的解除。將混凝土鑿除干凈,割斷鋼筋要對(duì)稱均勻,緩慢進(jìn)行,防止梁體受到震動(dòng),使梁部安全落到永久支座上。

3 0#段現(xiàn)澆梁施工

據(jù)設(shè)計(jì)圖,0#段采用墩頂支撐、墩旁支架輔助施工。0#段立模板前,依據(jù)施工圖紙中支座布置圖將永久支座按照設(shè)計(jì)高程安裝到位,其高度應(yīng)控制在:上部安裝0#段底模后的模板面高程大于設(shè)計(jì)高程一定距離,該距離經(jīng)試壓核實(shí),且須保證上部懸灌梁在邊跨合攏前永久支座不受力。

3.1 0#段臨時(shí)鎖定支架設(shè)計(jì)

3.1.1 地基處理

該墩位于池塘內(nèi),施工前首先采用排水換填的方法將施工場地推平、碾壓,采用級(jí)配碎石硬化滿足現(xiàn)場平整度硬度施工要求。承臺(tái)外臨時(shí)鋼管柱采用φ400PHC預(yù)應(yīng)力管樁作為基礎(chǔ),單樁按照承載力150T控制,按最后三震(每震10錘)均不大于1cm控制,墩單側(cè)設(shè)6根預(yù)應(yīng)力管樁,樁頂施作1200*600 C20混凝土條基。基礎(chǔ)四周采用草袋圍堰按照1:1做好防護(hù),并做好地面排水設(shè)施,同時(shí)做好地基排水,防止雨水或砼澆注和養(yǎng)生過程中滴水對(duì)地基的影響。

3.1.2 支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

25# 26#墩的0#段臨時(shí)固結(jié)通過設(shè)置臨時(shí)支座來實(shí)現(xiàn)。臨時(shí)支架承臺(tái)上鋼管柱置于墩兩側(cè),鋼管柱采用4根φ600 δ=10鋼管和2根φ1250鋼管(墩單側(cè)),鋼管柱底部通過連接鋼板與承臺(tái)預(yù)埋鋼板螺栓連接,保證鋼管柱的固定。承臺(tái)外臨時(shí)支架鋼管柱布置形式同承臺(tái)上布設(shè),其基礎(chǔ)采用φ400 δ=80預(yù)應(yīng)力混凝土管樁,為防止預(yù)應(yīng)力混凝土管樁被截?cái)?在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁內(nèi)布設(shè)通長鋼筋籠(8根Φ16鋼筋)灌注C30混凝土。鋼管柱上部橫向焊接2根工50a工字鋼(并采用連接鐵焊接成一體),形成橫梁。橫梁頂部采用工50a工字鋼(間距0.5m)作為縱梁支撐梁底模(其中腹板下各布設(shè)3根縱梁)。墩頂采用工50工字鋼焊制方格型(30cm*50cm)平臺(tái),平臺(tái)頂部均布工12.6工字鋼(間距20cm)。用于承受0#段的墩頂梁體重量。

3.2 0#段臨時(shí)鎖定支架預(yù)壓

本連續(xù)梁0#段支架結(jié)構(gòu)體系,通過簡化受力荷載,模擬混凝土澆筑時(shí),支架所受荷載情況,采用砂袋、鋼材代替預(yù)壓荷載。對(duì)該連續(xù)梁0#段進(jìn)行支架預(yù)壓試驗(yàn),根據(jù)結(jié)果確定施工預(yù)拱度,進(jìn)行高度調(diào)整。

3.2.1 加載荷重及加載方法

在0#段(邊跨現(xiàn)澆段)支架搭設(shè)完畢,梁底模及側(cè)模安裝好后,采用砂袋或鋼筋對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓,檢驗(yàn)支架的承載能力、強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等情況。消除支架及地基的非彈性變形,同時(shí)得到支架的彈性變形值作為施工預(yù)留拱度的依據(jù)。預(yù)壓分跨進(jìn)行,重量為箱梁重量的130%(圖1、圖2)。

(1)加載荷重計(jì)算及布置。由于底模及側(cè)模安裝完成后,不安裝內(nèi)模,即進(jìn)行預(yù)壓,所以箱梁加載荷載確定為(梁體砼的重量+內(nèi)模重量+施工活載)*1.3。內(nèi)模重量為3t/m,端模重量為3t。0#段、邊跨現(xiàn)澆段預(yù)壓荷載及布置見附件“荷載計(jì)算表及荷載布置圖”。

(2)加載方法。加載時(shí)采用分級(jí)加載方式:0→30%→60%→100%→130%,分級(jí)加載時(shí)采用磅秤精確計(jì)量,按荷載布置圖所示的荷載進(jìn)行加載,采用吊車配合人工吊裝。在堆載過程中按照施工過程中混凝土澆筑順序(先兩端、后中間,先底板、再腹板、最后翼緣板、頂板的順序)進(jìn)行鋼筋及砂袋及鋼材的堆碼。

3.2.2 預(yù)壓觀測

0#段支架平臺(tái)搭設(shè)完畢后,在0#段最外端底模設(shè)置左、中、右三個(gè)觀測點(diǎn),在墩頂直線段與斜直線段交界處底模設(shè)置左、中、右三個(gè)觀測點(diǎn),在兩排鋼管柱中部底模設(shè)置左、中、右三點(diǎn),第一排鋼管柱頂?shù)啄Ｗ?、中、右設(shè)置三個(gè)觀測點(diǎn),墩中心底模設(shè)置左、中、右三點(diǎn),共27個(gè)觀測點(diǎn);在每根鋼管柱頂設(shè)置一個(gè)觀測點(diǎn),共24個(gè)觀測點(diǎn);在承臺(tái)及條形基礎(chǔ)對(duì)應(yīng)每根鋼管柱附近設(shè)置1個(gè)觀測點(diǎn),共24個(gè)觀測點(diǎn)。

邊跨現(xiàn)澆段支架及模板安裝完畢后,在墩頂處底模上設(shè)左、中、右三個(gè)觀測點(diǎn),每排鋼管柱頂?shù)啄ＴO(shè)置左、中、右三個(gè)觀測點(diǎn),在兩排鋼管柱中部底模處設(shè)置左、中、右三個(gè)觀測點(diǎn),在靠近合攏段的端部底模上設(shè)置左、中、右三個(gè)觀測點(diǎn),共計(jì)15個(gè)觀測點(diǎn);在每排鋼管柱上設(shè)置1個(gè)觀測點(diǎn),共計(jì)16個(gè)觀測點(diǎn),在每根鋼管柱對(duì)應(yīng)的承臺(tái)和條形基礎(chǔ)上設(shè)置1個(gè)觀測點(diǎn),共16個(gè)觀測點(diǎn)。

在加載預(yù)壓之前測出各測量控制點(diǎn)標(biāo)高,并做好記錄。按以下規(guī)定的觀測頻率進(jìn)行觀測,觀測支架的變形量。加載至30%后,每2h觀測一次,做好記錄,如連續(xù)兩次觀測沉降量差不超過2mm,認(rèn)為沉降趨于穩(wěn)定。經(jīng)監(jiān)理工程師同意后,可進(jìn)行第二次加載至60%,每2h觀測1次,如連續(xù)兩次觀測沉降量差不超過2mm,認(rèn)為沉降趨于穩(wěn)定。經(jīng)監(jiān)理工程師同意后,進(jìn)行第三次加載至100%,每4h觀測一次,如果連續(xù)兩次觀測沉降量差不超過2mm,可以認(rèn)為沉降趨于穩(wěn)定。經(jīng)監(jiān)理工程師同意后,可加載至設(shè)計(jì)荷載的130%(即荷載分布圖所示的荷載重量),待24h后對(duì)各高程控制點(diǎn)進(jìn)行測量。直至每日沉降量小于1mm,可視為穩(wěn)定(觀測日期不得少于2d),經(jīng)監(jiān)理工程師同意,可進(jìn)行卸載。卸載按與加載過程相反的分級(jí)方式進(jìn)行:130%→100%→60%%→30%→0。每卸下一級(jí)荷載,均對(duì)所有測點(diǎn)進(jìn)行一次測量,并做詳細(xì)記錄,在數(shù)據(jù)分析時(shí)與加載時(shí)的撓度數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

卸載完成后對(duì)所有螺栓、銷軸等連接部位重新進(jìn)行一次全面檢查、緊固。

3.2.3 觀測數(shù)據(jù)的整理

預(yù)壓完畢后,根據(jù)觀測計(jì)算得出的支架彈性變形數(shù)值,考慮預(yù)拱度,調(diào)整梁底立模標(biāo)高,然后再開始綁扎鋼筋、灌注混凝土等作業(yè)。

布載結(jié)束后立即進(jìn)行觀測各測量點(diǎn)的標(biāo)高值H2,并做好相應(yīng)的記錄。維持布載24h后、卸載前測量各測量點(diǎn)標(biāo)高值H3。卸載后測量出各測量點(diǎn)標(biāo)高值H4,此時(shí)就可以計(jì)算出各觀測點(diǎn)的變形如下:

非彈性變形f3=H1-H4。通過試壓后,可認(rèn)為支架、模板、方木等的非彈性變形已經(jīng)消除;彈性變形f2=H4-H3。根據(jù)該彈性變形值,在底模上設(shè)置預(yù)拱度,以使支架變形后梁體線型滿足設(shè)計(jì)要求。另外,根據(jù)H2和H3的差值,可以大體看出持續(xù)荷載對(duì)支架變形的影響程度。考慮到各施工階段的恒載、預(yù)應(yīng)力和混凝土的收縮、徐變產(chǎn)生的撓度累計(jì),0#段的底模立模標(biāo)高可按下式計(jì)算:

H=Hs+f2+fs(0#段墩頂直線段消除塑性變形后,立模標(biāo)高為設(shè)計(jì)標(biāo)高,該公式計(jì)算結(jié)果為斜直線段與1號(hào)段交界處梁底設(shè)計(jì)高程,其余部分按此高程順接至直線段

其中:Hs=底模設(shè)計(jì)標(biāo)高;

f2:通過預(yù)壓得出的支架系統(tǒng)彈性變形值;

fs:施工階段的恒載、預(yù)應(yīng)力和混凝土的收縮、徐變產(chǎn)生的撓度累計(jì)之和;

3.2.4 預(yù)壓產(chǎn)生的沉降的調(diào)整

預(yù)壓前,將0#段墩頂直線段部分底模高程提高5mm,斜直線段最外側(cè)鋼管柱處底模高程提高3cm,其余部分與直線段順接,以此消除因預(yù)壓產(chǎn)生的沉降;預(yù)壓前將邊跨現(xiàn)澆段墩頂部分提高5mm,第一排鋼管柱上底模高程提高2cm,第2排鋼管柱底模高程提高3cm。預(yù)壓后,采用工字鋼上加墊、或抽換鋼板的方式調(diào)整0#段及邊跨現(xiàn)澆段底模至計(jì)算的立模高程。

經(jīng)現(xiàn)場試壓該0#段臨時(shí)鎖定支架彈性變形為4mm,塑性變形為3mm,強(qiáng)度剛度穩(wěn)定性均能滿足施工要求(表1)。