沖積平原區(qū)軟土地基上設(shè)置T梁臺(tái)座設(shè)計(jì)與施工

林敏興

福州隆通公路工程監(jiān)理有限公司

1 梁場(chǎng)水文、地質(zhì)

（1）梁場(chǎng)區(qū)域?yàn)闆_海積平原區(qū)，地形平坦，海拔高程分布在3.5 m左右，該段第四系沖海層甚厚，屬于軟土發(fā)育區(qū)，多為硬殼軟土區(qū)。根據(jù)同位樁基勘探結(jié)果顯示，梁場(chǎng)區(qū)域地質(zhì)自上而下為：2m～5m 淤泥土層，5m～15m 粉砂層，15m～35m 淤泥層。（2）水文條件：本標(biāo)段位處閩東南沿海沖海積平原區(qū)，沿線(xiàn)河流發(fā)育，溝渠縱橫，梁場(chǎng)區(qū)域水位主要受上游徑流和河口潮汐的雙重影響。

2 臺(tái)座設(shè)置基本要求

（1）預(yù)制梁臺(tái)座強(qiáng)度應(yīng)滿(mǎn)足張拉要求，30mT 梁最大鋼束的10 孔計(jì)算,錨下應(yīng)力為193.9 kN，約單端錨下力為97t；為保證臺(tái)座在使用過(guò)程中不變形、不沉降，結(jié)合場(chǎng)區(qū)現(xiàn)況地質(zhì)，應(yīng)對(duì)臺(tái)座基礎(chǔ)進(jìn)行軟基處理。（2）底模必須采用厚度不小于6mm 的鋼板，臺(tái)座頂面應(yīng)平整密實(shí)，鋼板與臺(tái)座頂面兩側(cè)預(yù)埋槽鋼焊接牢固，確保鋼板與底座頂面緊密貼合、不產(chǎn)生空鼓。（3）反拱度及其分配滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和線(xiàn)形要求；臺(tái)座頂面兩側(cè)應(yīng)采用槽鋼預(yù)埋，保證臺(tái)座側(cè)邊順直不變形，并通長(zhǎng)張貼橡膠止水條，側(cè)模應(yīng)有足夠剛度，防止?jié)沧r(shí)漏漿、變形影響線(xiàn)形；反拱度應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)推算拋物線(xiàn)方程式，預(yù)應(yīng)力管道布置應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。（4）預(yù)制臺(tái)座間距布置應(yīng)充分考慮拆模作業(yè)空間，通常不小于T 梁翼緣板寬度1.5倍，以利安拆作業(yè)；預(yù)制臺(tái)座數(shù)量應(yīng)滿(mǎn)足模板無(wú)縫隙周轉(zhuǎn)需求。（5）T梁橫隔板底模采用獨(dú)立圬工設(shè)置，以利側(cè)模拆除后，橫隔板繼續(xù)支墊在底座上，杜絕各懸臂部分不因過(guò)早脫空而產(chǎn)生裂縫[1]。（6）梁場(chǎng)場(chǎng)地合理設(shè)置1%橫坡排水，四周根據(jù)匯水量設(shè)置排水溝，確保地面水能夠及時(shí)排除；梁區(qū)換填片石碾壓密實(shí)后應(yīng)實(shí)施硬化，硬化采用C25混凝土，厚度15cm。

3 臺(tái)座施工方案

基礎(chǔ)與預(yù)制臺(tái)座均采用混凝土結(jié)構(gòu)形式，其中：端頭采用C25 擴(kuò)大基礎(chǔ)，長(zhǎng)、寬各為3.5m，厚度為0.8m；臺(tái)座高度為0.3m，寬度與T梁馬蹄口同；臺(tái)座頂面加設(shè)鋼板結(jié)構(gòu)。本文以30m T 梁為例，具體施工方法如下：

（1）為了使臺(tái)座能滿(mǎn)足T 梁在張拉應(yīng)力作用下的承載力要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，對(duì)梁場(chǎng)基礎(chǔ)做了相應(yīng)的處理：①首先用裝載機(jī)對(duì)梁場(chǎng)臺(tái)座區(qū)進(jìn)行整平，之后用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。②按圖示斷面開(kāi)挖臺(tái)座基坑，開(kāi)挖深度2m。③為確保端頭臺(tái)座能夠滿(mǎn)足張拉后承載力的需要，端頭采用長(zhǎng)6m 直徑Φ15cm 杉木樁，間距20cm×20cm 梅花形布置，形成群樁基礎(chǔ)?；觾?nèi)木樁外漏30cm，與臺(tái)座基礎(chǔ)混凝土聯(lián)成整體，以增加其地基承載力。④回填片石，厚度1m，回填片石分層實(shí)施，碎石砂填縫，并采用機(jī)械壓實(shí)。⑤臺(tái)座基礎(chǔ)采用C25 鋼筋混凝土澆筑，兩端尺寸采用3.5m×3.5m×0.8m，中間部尺寸采用25.8m×1.1m×0.8m，混凝土振搗密實(shí)，面層平整。⑥鋼筋按圖示布置，主筋Φ25@200，箍筋Φ 12@150 間距，同時(shí)應(yīng)注意臺(tái)座鋼筋預(yù)埋。⑦梁場(chǎng)場(chǎng)地設(shè)置1%橫坡雙向排水，四周根據(jù)匯水量設(shè)置0.4m×0.6m排水溝，確保地面水能夠及時(shí)排除，消除地面積水導(dǎo)致臺(tái)座地基不均勻沉降[2]。⑧梁區(qū)換填30cm片石碾壓密實(shí)后，實(shí)施硬化，硬化采用C25混凝土，厚度15cm。

（2）T梁臺(tái)座施工。①在臺(tái)座基礎(chǔ)上用全站儀精確放出T梁底板寬度，一般比設(shè)計(jì)小0.5cm。臺(tái)座設(shè)置高度為30cm。②臺(tái)座鋼筋采用Φ12 鋼筋50cm 一道，主筋4Φ16 通長(zhǎng)布置。③臺(tái)座頂面外側(cè)設(shè)置一圈[50槽鋼，以便與頂面鋼板焊接，[50槽鋼定位必須準(zhǔn)確并牢固固定，確保臺(tái)座側(cè)面平順。④距頂板10cm處預(yù)埋Φ5PVC 側(cè)模拉桿穿孔，間距50cm 一道；臺(tái)座底部，預(yù)埋Φ 10PVC 穿線(xiàn)兼排水管，間距為5m；T 梁吊裝孔設(shè)置距梁端頭0.8m～1m 位置，寬度為20cm。⑤模板安裝、混凝土澆注：模板采用嶄新高強(qiáng)度竹膠板并加肋，保證模板自身剛度，模板支撐牢固確保不跑模；混凝土澆注振搗密實(shí)，頂面抹光平整、水平。⑥在臺(tái)座混凝土頂面加鋪6mm 鋼板，鋼板與側(cè)面槽鋼焊接牢固。⑦50槽鋼外側(cè)粘貼厚度為5mm，寬度5cm的橡膠帶，保證側(cè)模與臺(tái)座緊密貼合，防止漏漿。

4 臺(tái)座受力分析

4.1 荷載

T梁自重：

模板：

人群荷載：

臺(tái)座及基礎(chǔ)自重：

臺(tái)座基礎(chǔ)底面積：

C30混凝土軸心抗壓強(qiáng)度：

片石地基承載力：

4.2 澆注時(shí)臺(tái)座地基受力驗(yàn)算

地基應(yīng)力

滿(mǎn)足要求。

4.3 張拉后兩端臺(tái)座受力驗(yàn)算

張拉后T 梁起拱，可簡(jiǎn)化為只有臺(tái)座兩端受集中力荷載作用：

T梁與臺(tái)座的最不利接觸面積為（預(yù)埋鋼板面積）：

?4=F3/A2=406.5/0.42=967.9kPa=0.968MPa ＜14.3MPa

張拉后臺(tái)座受力滿(mǎn)足要求。

臺(tái)座與路基的最不利接觸面積為：

張拉后臺(tái)座兩端地基承載力滿(mǎn)足要求。

5 臺(tái)座反拱設(shè)置及計(jì)算

下表是根據(jù)以往同類(lèi)型T梁邊跨中邊梁、中跨中邊梁在張拉后及不同存梁期總結(jié)得出的梁體跨中上拱值，說(shuō)明梁體在張拉后，因受預(yù)應(yīng)力作用及混凝土徐變等等因素影響，梁體是要上拱并隨時(shí)間不斷增大，且跨中向兩端基本呈二次拋物線(xiàn)型。上拱過(guò)大必將導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失，也給后期橋面鋪裝帶來(lái)困難，嚴(yán)重影響橋梁工程質(zhì)量。因此，除了按規(guī)范要求梁體預(yù)制后必須3個(gè)月內(nèi)安裝完畢外，設(shè)置合理的反拱度是必要的。在張拉完后及各存梁期跨中上拱度計(jì)算值及二期恒載所產(chǎn)生的下?lián)现等绫?所示。

表1 張拉完后及各存梁期跨中上拱度計(jì)算值及二期恒載所產(chǎn)生的下?lián)现?/p>

表2 臺(tái)座反拱計(jì)算值

通常情況下，梁體在張拉后14 天內(nèi)完成安裝，根據(jù)上表得出：

邊梁邊跨：上拱值為26+（44.7-26）/2-5.8=29.99mm

邊跨中梁：上拱值為21.7+（37.6-21.7）/2-1.4=28.25mm

中梁邊跨：上拱值為20.7+（36.1-20.7）/2-4.3=24.1mm

中梁中跨：上拱值為16.7+（29.3-16.7）/2-1.1=21.9mm

以恒載全部施工完畢后，橋體不出現(xiàn)下?lián)蠟樵O(shè)置原則，結(jié)合中梁中跨梁體在張拉后14 天內(nèi)完成安裝時(shí)上拱值是21.9mm 推算，綜合考慮設(shè)置方便及便于底座周轉(zhuǎn)等各種因素，底座統(tǒng)一按一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置反拱度，取梁板跨中最大反拱值20mm，并按凹型Y=AX2二次拋物線(xiàn)反拱，經(jīng)推算反拱拋物線(xiàn)方程式為：Y=0.00009X2，按凹型Y=AX2二次拋物線(xiàn)臺(tái)座反拱計(jì)算值如表2所示。

6 臺(tái)座承載力試驗(yàn)檢測(cè)

為了驗(yàn)證臺(tái)座能否滿(mǎn)足預(yù)應(yīng)力T梁在張拉狀態(tài)下承載力的要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，制定了相應(yīng)的靜載沉降觀(guān)測(cè)試驗(yàn)。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，以臺(tái)座需要承受得最多荷載為基礎(chǔ)，單端臺(tái)座承受的總量為：130T/2=65T。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，制定的加載程序?yàn)椋菏紫?，臺(tái)座端頭橫向放置3根6m長(zhǎng)工25b型工字鋼，上面縱向均勻放置6根6m長(zhǎng)工25b型工字鋼，作為加載底板支撐；然后，工字鋼上面橫向鋪設(shè)80 根[50 型槽鋼，作為加載平臺(tái)；最后，在平臺(tái)上面均勻碼放沙袋，每袋45kg，每12×10×50kg=6000kg。

為了準(zhǔn)確記錄臺(tái)座在試驗(yàn)前后的沉降數(shù)據(jù)，加載前由測(cè)量班測(cè)出臺(tái)座頂面初始標(biāo)高。并在測(cè)點(diǎn)用紅油漆做好標(biāo)記。加載完成后，在平臺(tái)在四角各設(shè)置一個(gè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)，每隔6 小時(shí)觀(guān)測(cè)一次，經(jīng)過(guò)48 小時(shí)觀(guān)測(cè)，臺(tái)座的沉降值僅為2mm，根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/TF50-2011)及相關(guān)規(guī)范關(guān)于臺(tái)座的有關(guān)規(guī)定，臺(tái)座符合T梁預(yù)制施工要求[3]。

7 使用效果

（1）臺(tái)座在預(yù)制使用過(guò)程中，每預(yù)制完成一根，都對(duì)臺(tái)座外觀(guān)、基礎(chǔ)是否產(chǎn)生裂縫及下沉進(jìn)行觀(guān)測(cè)，均未發(fā)現(xiàn)有明顯的變化；同時(shí)，在每個(gè)臺(tái)座頂面上定點(diǎn)設(shè)置水平觀(guān)測(cè)點(diǎn)，采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，每個(gè)臺(tái)座平均周轉(zhuǎn)使用12次，最大沉降臺(tái)座累計(jì)下沉2.5mm，且基本屬于整條臺(tái)座均勻下沉，對(duì)T 梁預(yù)制質(zhì)量不會(huì)產(chǎn)生任何影響。因此，采用地基換填、設(shè)計(jì)合理的臺(tái)座結(jié)構(gòu)等有效措施，在軟土地基上設(shè)置預(yù)制場(chǎng)是可行的。（2）經(jīng)過(guò)對(duì)所有30mT梁出坑時(shí)上拱值檢測(cè)得出，梁體出坑時(shí)最大上拱值不超過(guò)26mm，說(shuō)明臺(tái)座按20mm設(shè)置上拱值也是合理的。

8 結(jié)束語(yǔ)

T梁臺(tái)座作為整個(gè)預(yù)制場(chǎng)施工中最基本的承力結(jié)構(gòu)，必須進(jìn)行施工工藝設(shè)計(jì)，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。對(duì)于設(shè)置在軟土地基上T梁預(yù)制場(chǎng)，選擇合理而施工簡(jiǎn)單的臺(tái)座結(jié)構(gòu)，不僅能減少物資消耗，節(jié)約成本，還能減少施工時(shí)間，提高施工效率，獲取良好的經(jīng)濟(jì)效益。

如果草率的進(jìn)行臺(tái)座施工，在后期T梁預(yù)制過(guò)程中，就會(huì)因臺(tái)座設(shè)計(jì)不合理而產(chǎn)生的沉降、裂縫、扭曲等破壞，將直接影響到T梁的質(zhì)量。輕則造成T梁混凝土產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重的直接導(dǎo)致T梁報(bào)廢。工欲善其事必先利其器。所以，在沿海軟基區(qū)必須進(jìn)行相應(yīng)的軟基處理，以確保臺(tái)座有足夠的強(qiáng)度和剛度。同時(shí)要對(duì)臺(tái)座進(jìn)行靜載試驗(yàn)，只有在試驗(yàn)結(jié)果合格后才能進(jìn)行下一步施工。