位于渤海灣淺灘區(qū)橋的地基處理

□文/王曉霞 楊長城 崔春霞

位于渤海灣淺灘區(qū)橋的地基處理

□文/王曉霞 楊長城 崔春霞

唐山濱海大道溯河大橋地處渤海灣淺灘處，前期基礎(chǔ)及下部構(gòu)造施工時使用袋裝砂圍堰筑島平臺施工，地基松軟承載力不夠，故在現(xiàn)澆箱梁施工前需對地基進行處理。地基處理采用打設(shè)鋼管樁架設(shè)鋼平臺的方法，完成現(xiàn)澆箱梁的施工。通過對鋼管樁及鋼平臺的驗算，此種設(shè)計滿足施工要求。

地基處理；鋼管樁；袋裝砂；圍堰

1 工程概況

唐山濱海大道溯河大橋位于第八標(biāo)段東部沿海灘涂地帶，離溯河河口約1 km，橋址斷面水位受潮水控制，100 a一遇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計水位為2.89 m，最高通航水位為 2.39 m，最低通航水位為 0.3 m，總長 728 m，完全處于渤海灣淺灘，低潮時水位在承臺下部，高潮時在承臺上部。前期基礎(chǔ)及下部構(gòu)造施工時使用袋裝砂圍堰筑島平臺施工，地基松軟承載力不足，故在支架施工前對地基進行處理，地基處理采用打設(shè)鋼管樁架設(shè)鋼平臺的方法。在鋼管樁頂搭設(shè)I40b型工字鋼，形成作業(yè)平臺，然后利用滿堂紅碗扣式支架，完成此段箱梁的施工。

溯河大橋下部采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，主橋樁徑1.8 m，每排墩下12根樁，每半幅6根樁的群樁基礎(chǔ)，矩形墩；主跨墩為11#～12#橋墩，梁底面距高潮水位8.5 m，滿足溯河通航要求，承臺底座連接樁柱，梁上部結(jié)構(gòu)主跨采用33 m+55 m+33 m的現(xiàn)澆連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)。主跨包含預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁1聯(lián)，分左右兩半幅，斷面為單箱雙室箱梁，單幅橋梁的工程量為混凝土1458 m3，鋼筋約230 t，預(yù)應(yīng)力鋼絞線約90 t。箱梁根部梁高3.3 m，中跨跨中梁高2.3 m，邊跨支撐點梁高2.0 m，頂板厚28 cm，底板厚從跨中至根部由28 cm變化為40 cm，腹板從跨中至根部分兩段采用60 cm和40 cm兩種厚度，箱梁高度和底板厚度按二次拋物線變化，變化段長均為26.5 m。箱梁頂板橫向?qū)?5.5 m，箱底寬10 m，翼緣懸臂長2.75 m。箱梁根部設(shè)一道厚2.0 m的橫隔板，邊跨梁端設(shè)一道厚1.2 m的橫隔板。

2 地基處理

地基處理采用打設(shè)鋼管樁架設(shè)鋼平臺的方法。鋼平臺支架基礎(chǔ)采用φ630 mm×10 mm的普通鋼管，間距4.0 m×4.0 m矩形布點方式布置，鋼管樁的連接方式采用焊接連接，鋼管樁樁頂標(biāo)高控制在1.532 m，打入海灘下22.468 m，則鋼管樁總長24 m；在鋼管樁頂鋪設(shè)1 m×1 m，厚1 cm的鋼板，作為工字鋼搭接平臺，在樁頂部與鋼板對焊，四周用6個法蘭與鋼板焊接。在鋼管樁頂沿橫橋向搭設(shè)2I40b型工字鋼，通長33.4 m，沿縱橋向按1.8 m間距搭設(shè)I40b型工字鋼，通長126.8 m，形成作業(yè)平臺，然后利用滿堂紅碗扣式支架，完成此段箱梁的施工。

鋼管樁總長24 m，每節(jié)鋼管12 m長，每根鋼管樁需兩節(jié)管。兩管之間的孔要對焊；兩管對接要用30 cm長、15 cm寬的鋼板，在鋼管樁四周布置4塊鋼板。

2.1 材料選用

平臺支撐樁選用直徑630 mm，壁厚10 mm鋼管樁，樁頂分配梁為2I40b組拼。

I40b工字鋼每延米質(zhì)量73.84 kg，慣性矩22 781 cm4，抗彎截面模量1139 cm3，半截面面積矩Sx=671.2 cm3，tw=12.5 mm。

2.2 鋼管樁荷載及計算

經(jīng)過現(xiàn)場鋼管承載力試驗，φ610mm×8mm鋼管單樁豎向抗壓極限承載力實測值≥900 kN，本橋為φ630 mm×10 mm鋼管，其單樁豎向抗壓極限承載力應(yīng)＞950 kN。

鋼管樁設(shè)置在鋼平臺底部，主要承受橋梁、支架、平臺重量及施工荷載。

上部荷載計算為 52.6 kPa，52.6×4×4=841.6 kN，故24 m的鋼管樁需承受荷載為841.6 kN。

-20～0 m各土層極限側(cè)壁摩阻力平均值為34 kPa，經(jīng)計算取安全系數(shù)為1.8時，土層厚度為24 m。

該土層的側(cè)壁摩阻力為1/1.8×3.14×0.63×34×24=896.78（kN）＞841.6 kN。

2.3 樁頂橫梁工字鋼計算(2I40b熱軋工字鋼)

工字鋼毛截面慣性矩IX=2×22 781（cm4）

半截面面積距Sx=2×671.2（cm3）

2.4 縱向跨度4.0 m梁工字鋼計算

均布荷載q=52.6×1.8=94.68（kN/m）

凈截面抵抗矩1139 cm3

支點剪力

工字鋼毛截面慣性矩IX=22 781 cm4

半截面面積距Sx=671.2 cm3

2.5 木方計算

3 沉入鋼管樁

3.1 打設(shè)鋼管樁

10#～13#墩主橋位于淺海之中，因此采用打設(shè)鋼管樁并搭設(shè)工字鋼作為支架底基礎(chǔ)承托平臺。鋼管樁下沉采用履帶吊配合振動錘施工。整根鋼管樁一次性打到設(shè)計位置。首先履帶吊先行就位，然后起吊鋼管樁，在測量人員的測量控制下，鋼管樁精確定位。打設(shè)鋼管樁的過程中要不斷檢測樁位與樁的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差要及時糾正。插打順序由墩位向跨中方向進行，橫橋向逐排插打，完成一排后焊接樁頂工字鋼橫梁，如此重復(fù)進行，完成整跨鋼管樁插打施工。

3.2 沉入鋼管樁注意事項

1）夾樁器與振動器連接處的緊固螺絲不得有松動。

2）管節(jié)對口拼裝時，相鄰管節(jié)的焊縫必須錯開1/8周長以上。相鄰管節(jié)的管徑偏差應(yīng)符合表1的規(guī)定。

表1 相鄰管徑允許偏差 mm

3）鋼管樁焊接還應(yīng)注意下列事項。

（1）焊接前，應(yīng)將焊縫上下30 mm范圍內(nèi)的鐵銹、油污、水氣和雜物清除干凈。

（2）焊絲、焊條、焊劑焊前應(yīng)烘干。

（3）焊接定位點和施焊應(yīng)對稱進行。露天焊接時，應(yīng)考慮由于陽光照射所造成的樁身彎曲。

（4）鋼管樁應(yīng)采用多層焊，焊完每層焊縫后，應(yīng)及時清除焊渣并做外觀檢查，每層焊縫的接頭應(yīng)錯開。

（5）管節(jié)拼接所用輔助工具(如夾具等)不應(yīng)妨礙管節(jié)焊接時的自由伸縮。

（6）當(dāng)氣溫低于-10℃時不宜焊接。

（7）焊縫處外觀允許偏差應(yīng)符合表2的規(guī)定。

表2 焊縫外觀允許偏差

4）校正鋼管樁垂直度滿足＜1%，采用振動錘振動下沉至設(shè)計底標(biāo)高。

5）鋼管樁下沉?xí)r出現(xiàn)異常的傾斜、卷刃等情況，應(yīng)探明原因，實施應(yīng)對措施，才可繼續(xù)施工。

4 結(jié)語

通過對鋼管樁及鋼平臺的驗算，承載力滿足施工要求，地基處理采用此方法是可行的。該地基處理方法的驗算成功，不僅解決了本工程的技術(shù)難題，也為同類海中修筑道路工程提供參考。

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□楊長城/中交第二公路工程局鐵路分公司。

□崔春霞/天津鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程系。

TU472

C

1008-3197（2012）06-35-02

2012-02-27

王曉霞/女，1980年出生，助理工程師，中建六局有限公司基礎(chǔ)設(shè)施事業(yè)部，從事工程技術(shù)管理工作。