整體式支撐基礎(chǔ)在現(xiàn)澆橋梁上部構(gòu)造施工中的應(yīng)用

蔣 凱

(中國葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

整體式支撐基礎(chǔ)在現(xiàn)澆橋梁上部構(gòu)造施工中的應(yīng)用

蔣 凱

(中國葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

在大凈空(凈空>12m)現(xiàn)澆橋梁施工時(shí)，傳統(tǒng)支撐系統(tǒng)基礎(chǔ)對地基承載力要求十分嚴(yán)格，在遇到不良地質(zhì)時(shí)，傳統(tǒng)方法往往受限于成本過大，或施工場地狹小等因素。本文所述較傳統(tǒng)方法能在很大程度上加快進(jìn)度，減少投資。

鋼管柱基礎(chǔ) 不良地質(zhì) 整體受力 橋梁上部構(gòu)造

1 工程概況

大砂溝立交是北環(huán)路東段重要樞紐之一，立交為“半定向渦輪形立交形式”，將北環(huán)路與109國道形成“十”字交叉的基本框架。東西主線在北環(huán)路K22+440處上跨109國道，向西與北環(huán)路東段順接，南北主線利用現(xiàn)有109國道下穿東西主線北環(huán)路，向北與北龍口順接，向南與大沙坪北出口順接。大砂溝大橋起點(diǎn)位于北環(huán)路東段主線樁號K23+243.094處，終點(diǎn)位于主線樁號K23+523.094處，上跨109國道，全橋長279.5m。左幅主線橋東端與C匝道、G匝道及H匝道相連，西端與A匝道、B匝道及E匝道相連。橋面設(shè)2%的橫坡，橋面縱坡為1.5%。本橋分為左右兩幅，左、右幅橋共6聯(lián)(每幅3聯(lián))，第一聯(lián)為2×30m，第二聯(lián)為2×32m，第三聯(lián)為(35+39+35+39)m。

本橋上部結(jié)構(gòu)主梁均采用單箱多室預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，梁高2.2m，頂板厚0.25m～0.45m，底板厚0.25m～0.65m，跨中腹板厚0.45m。

該橋在第4跨時(shí)跨越大砂溝洪道跨度32m，按照原上部構(gòu)造施工方案，需要在洪道內(nèi)搭設(shè)鋼管柱支撐，支撐基礎(chǔ)為鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，且要求地基承載力不小于200kPa，依照地勘資料顯示，大砂溝洪道存在8m深淤泥質(zhì)土層，地基承載力遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求，施工前需進(jìn)行地基處理。

2 總體方案

由于右幅4#-2支墩基礎(chǔ)位于河道上，經(jīng)地基承載力檢測不能滿足設(shè)計(jì)要求，采用3#-5、4#-1、4#-2布成整體式基礎(chǔ)(如下圖1)，利用已施工完畢的樁基及承臺(tái)，與支墩基礎(chǔ)整體受力，以解決地基承載力不足問題，整體式基礎(chǔ)設(shè)計(jì)受力計(jì)算如下：

圖1 右幅支墩整體式基礎(chǔ)布置

鋼管支墩對承臺(tái)邊緣產(chǎn)生的彎矩MP=4776×2.08=9934kN·m。

2.1 受拉區(qū)強(qiáng)度驗(yàn)算

支墩基礎(chǔ)高度H采用0.8m厚C30鋼筋混凝土基礎(chǔ)，鋼筋保護(hù)層厚度h=0.05m，受拉區(qū)鋼筋中心距離底部H0=H-h=0.75m。

頂部縱向鋼筋采用HRB400φ25鋼筋，鋼筋間距0.18m。鋼筋抗拉強(qiáng)度fa=400MPa=400×103kN/m2；

承臺(tái)范圍內(nèi)分布鋼筋數(shù)1330/0.18=74根，鋼筋截面積A拉=74×3.14×0.0125×0.0125=0.0363m2；

抗拉區(qū)鋼筋可承受最大彎矩：

MF=A拉×fa×H0=0.0363×400×103×0.75=10892kN·m>MP=9934kN·m

故受力滿足要求。

2.2 受壓區(qū)強(qiáng)度驗(yàn)算

抗壓區(qū)高度0.3m，寬度13.3m，抗壓面積A壓=0.4×13.3=5.32m2；抗壓中心至底部高度h1=0.4/2=0.2m，F(xiàn)壓=Mp/h1=6782/0.2=33910kN。

σ壓=F壓/A壓=33910/5.32=6374kN/m2=6.374MPa<[σ]=30MPa(C30混凝土)

上述計(jì)算結(jié)果均能滿足要求。

3 施工工藝流程

在承臺(tái)上澆筑鋼筋混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)寬度8m～9.85m，長度18.30m，厚80cm，鋼管柱支墩中線距離承臺(tái)基礎(chǔ)邊緣最大距離2.08m，承臺(tái)寬度13.3m混凝土基礎(chǔ)中設(shè)置雙層鋼筋骨架。

3.1 施工前準(zhǔn)備

施工前對承臺(tái)進(jìn)行清理，保證混凝土表面無其他雜質(zhì)，為保證上部現(xiàn)澆箱梁澆筑完畢后拆除鋼管柱基礎(chǔ)時(shí)避免損壞橋梁承臺(tái)混凝土，在承臺(tái)表面鋪設(shè)一層土工布。

由于整體式支墩基礎(chǔ)部分懸挑出橋梁承臺(tái)，處于洪道內(nèi)淤泥質(zhì)土上，施工前對承臺(tái)周圍土層進(jìn)行表面處理，投入一層塊石，并在塊石表面填筑30cm厚碎石砂墊層。

3.2 鋼筋骨架施工

鋼筋骨架采用雙層鋼筋骨架，底層鋼筋骨架橫向鋼筋采用φ12螺紋鋼，間距20cm，縱向鋼筋采用φ20螺紋鋼，間距35cm。頂層鋼筋骨架橫向鋼筋采用φ20螺紋鋼，間距20cm，縱向鋼筋采用φ25螺紋鋼，間距18cm。鋼筋骨架立筋采用φ20螺紋鋼，梅花形布置，間距50cm×50cm。具體布置如下圖2：

圖2 鋼筋骨架布置

鋼筋接頭采用雙面搭接焊，焊接接頭滿足規(guī)范要求。焊工必須持證上崗，并按規(guī)定對焊接接頭取樣送檢，合格后方可上崗操作。為保證鋼筋保護(hù)層厚度，在鋼筋與模板間設(shè)混凝土墊塊。梁上層鋼筋網(wǎng)下設(shè)置鋼筋撐腳，以保證鋼筋位置正確。

3.3 混凝土及模板施工

模板采用竹膠板，竹膠板長×寬×厚=(1.5～2.44)m×1.22m×(0.012～0.015)m，最小長度≥1.5m，模板鋪好后，測量放出相應(yīng)點(diǎn)、樁號、高程和梁底邊線，根據(jù)實(shí)測高程和設(shè)計(jì)高程再次調(diào)節(jié)底模高程，然后對模板拼縫進(jìn)行劈灰處理。側(cè)模拼縫做成搭接縫，搭接長度2cm，側(cè)模筋板采用6cm×9cm方木釘成骨架。側(cè)模支撐要穩(wěn)固，以防止混凝土澆筑過程中，模板上浮或偏移。支墩基礎(chǔ)采用C30混凝土澆筑，采用50t的天泵一次性澆筑，泵車停在洪道外堅(jiān)實(shí)的地基上，混凝土由罐車運(yùn)至現(xiàn)場。

4 方案經(jīng)濟(jì)效益對比

經(jīng)計(jì)算，此工程背景下，采取整體式支撐基礎(chǔ)估算成本為7.5萬元，工期約為5d。主要工程量為鋼筋制安10.01t(具體詳見表1)，需澆筑C30混凝土約110m3。

表1 鋼筋數(shù)量表

采取傳統(tǒng)的換填方式需換填約5000m3(換填寬度20m，長度30m，深度8m)，估算成本25萬元，工期約為25d。

采取傳統(tǒng)的鋼管樁基礎(chǔ)需打設(shè)鋼管樁24根，每根15m，共計(jì)360m，考慮設(shè)備進(jìn)出場費(fèi)用，成本估算約20萬元，工期15d。

經(jīng)過對比，在本工程的背景下，采取整體式支撐基礎(chǔ)施工方法可較傳統(tǒng)方法節(jié)約成本12.5萬元以上，縮短工期10d以上。

蔣 凱(1983.08-)，男，湖北荊州人，?？?，工程師，項(xiàng)目部經(jīng)理，主要從事專業(yè)為道路與橋梁。

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U445.55

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2095-1809(2017)03-0070-02