軟土地帶現(xiàn)澆箱梁組合支架基礎(chǔ)處理工藝的對比分析

張 立

軟土地帶現(xiàn)澆箱梁組合支架基礎(chǔ)處理工藝的對比分析

張 立

（四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司，四川 成都 610000）

在國家大力推動基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大背景下，高速公路的發(fā)展日新月異，各條高度公路縱橫交錯，也就隨之誕生了不同規(guī)模大小的樞紐互通，互通匝道一般曲線半徑較小，多數(shù)設(shè)計為現(xiàn)澆箱梁，常規(guī)的現(xiàn)澆箱梁施工一般采用滿堂支架或大鋼管組合支架，針對大鋼管組合支架基礎(chǔ)一般采用機(jī)械開挖擴(kuò)大基礎(chǔ)方式處理，這種處理方式會增加機(jī)械、設(shè)備、人員的數(shù)量及時間，安全風(fēng)險高，影響施工工期，增加項目成本。本文主要介紹在軟土地帶現(xiàn)澆箱梁組合支架基礎(chǔ)采用旋挖樁施工。

軟土地帶；現(xiàn)澆箱梁；組合支架；基礎(chǔ)處理工藝；對比分析

1 工程概況

四川省仁壽至屏山新市公路LJ11標(biāo)段沐川樞紐互通式立交共有橋梁21座，其中現(xiàn)澆箱梁共計218跨，箱梁高度共1.4m、1.6m、1.8m、3.0m四種形式，其中最大支架高度55m，支架高度超過15m的占90%以上，針對支架高度大于15m的現(xiàn)澆箱梁均采用大鋼管組合支架，且大部分均地處臨溝、超厚軟土地層。

2 擴(kuò)大基礎(chǔ)施工

針對軟土覆蓋層較薄的地形，一般不超過3m，采用機(jī)械開挖擴(kuò)大基礎(chǔ)處理方式。

首先測量放樣確定好基礎(chǔ)的位置，采用機(jī)械開挖，開挖后進(jìn)行承載力的檢驗，地基的承載力滿足要求后，采用現(xiàn)澆C30混凝土直接澆筑2×2×1m擴(kuò)大基礎(chǔ)。

3 旋挖樁基礎(chǔ)施工

3.1 方案的確定

針對局部超厚軟土地帶或河溝邊緣這種特殊地質(zhì)條件，軟土厚度超過3m，地基承載力低，基礎(chǔ)處理采用樁基礎(chǔ)，根據(jù)支架設(shè)計，計算鋼管坐標(biāo)位置，放樣中心坐標(biāo)后，采用ZR150A小型旋挖成孔，崁入中化巖層不小于200cm，樁徑不小于80cm，樁基澆筑完成后，在其頂部澆筑1m*1m*0.5m樁帽后安裝組合支架。[1]

3.2 樁基坐標(biāo)計算

根據(jù)現(xiàn)澆箱梁組合支架施工方案，每跨根據(jù)跨徑不同分別布置2～7排鋼管立柱，橫橋向每排根據(jù)箱梁底板寬度布置鋼管，間距布置在4.0m～6.0m，根據(jù)鋼管布置計算樁基坐標(biāo)。

3.3 測量放樣及埋設(shè)樁位

用全站儀對樁位進(jìn)行測量放樣，沿樁中心呈“十”字型引出四個樁位點用來控制樁位，作為護(hù)樁，護(hù)樁采用木樁（3cm×3cm），樁頂釘釘，高度80cm，埋入地下45cm，并用砂漿或素混凝土保護(hù)。

3.4 護(hù)筒的制作與埋設(shè)

3.4.1護(hù)筒制作

護(hù)筒采用鋼板卷制，長2m，采用厚6mm的鋼板制作，頂部、中部和底部加焊5mm厚15cm高加強(qiáng)圈，長度大于4m的鋼護(hù)筒，采用厚不小于6mm厚鋼板制作，頂部、中部和底部分別加焊6mm厚15cm高加強(qiáng)圈，護(hù)筒鋼板接頭焊接密實、飽滿，不得漏漿。制作時，鋼護(hù)筒的內(nèi)徑比樁徑大至少100mm。[2]

3.4.2護(hù)筒埋設(shè)

A、鋼護(hù)筒埋置高出施工地面0.3m。

B、埋設(shè)護(hù)筒采用挖坑法，即將孔位的土體挖除一部分，挖機(jī)車安放護(hù)筒埋入地下，埋入過程中檢查護(hù)筒是否垂直，若發(fā)生偏斜，及時糾正。

C、測量隊對要埋設(shè)護(hù)筒的樁位進(jìn)行放樣，現(xiàn)場技術(shù)人員復(fù)核，旋挖鉆機(jī)鉆頭中心對準(zhǔn)樁位中心挖孔擴(kuò)孔，所挖孔直徑為護(hù)筒直徑加20cm，挖孔深度為護(hù)筒長度。

D、在孔內(nèi)回填30—50cm粘土，并用旋挖鉆鉆頭夯擊密實。

E、利用護(hù)樁拉線繩定出樁位中心，再用線錘將樁位中心點引至孔底。

F、用吊車吊放護(hù)筒至孔內(nèi)，用線繩連接護(hù)筒頂部，吊垂線，用吊車挪動護(hù)筒，使護(hù)筒中心基本與樁位中心重合，其偏差不大于5cm。

G、護(hù)筒位置確定后，吊垂線，用鋼卷尺量測護(hù)筒頂部、中部、底部距離垂線的距離，檢查護(hù)筒的豎直度。護(hù)筒斜度不大于1％。

H、符合要求后在護(hù)筒周圍對稱填土，對稱夯實。

I、四周夯填完成后，再次檢測護(hù)筒的中心位置和豎直度。

3.5 鉆機(jī)就位及鉆孔

3.5.1確定鉆機(jī)位置，在鉆機(jī)位置四周灑白灰線標(biāo)記。

3.5.2標(biāo)記位置，定位。將旋挖鉆機(jī)開至白灰線標(biāo)記位置，不再挪動。

3.5.3連接護(hù)樁、拉十字線調(diào)整鉆頭中心對準(zhǔn)樁位中心。通過鉆機(jī)自身的儀器設(shè)備調(diào)整好鉆桿、桅桿的豎直度并鎖定。

3.5.4開始鉆孔作業(yè)，鉆進(jìn)時應(yīng)先慢后快，開始每次進(jìn)尺為40-50cm/s，確認(rèn)地下是否不利地層，進(jìn)尺5米后如鉆進(jìn)正常，可適當(dāng)加大進(jìn)尺，每次控制在75-80cm/s。

3.5.5成孔、成孔檢查：當(dāng)孔底嵌入中風(fēng)化巖層大于2m以上即可。

3.5.6鉆孔過程中鉆機(jī)操作要領(lǐng)和注意事項：

A、在鉆進(jìn)過程中應(yīng)時刻注意鉆機(jī)儀表，如儀表顯示豎直度有變化，應(yīng)及時進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后鉆進(jìn)。

B、鉆進(jìn)時記錄每次的進(jìn)尺深度并及時填寫鉆孔施工記錄，交接班時應(yīng)交待鉆進(jìn)情況及下一班的注意事項。

C、因故停鉆時，嚴(yán)禁鉆頭留在孔內(nèi)，提鉆后孔口加蓋防護(hù)。

D、在鉆進(jìn)過程中，設(shè)專人對地質(zhì)狀況進(jìn)行檢查。

E、在鉆進(jìn)過程中，要根據(jù)地質(zhì)情況調(diào)整鉆機(jī)的鉆進(jìn)速度。在粘土層內(nèi)，鉆機(jī)的進(jìn)尺控制在80-90cm/次旋挖，在砂土層中，鉆機(jī)的進(jìn)尺控制在40-50cm/次旋挖。

F、在鉆進(jìn)過程中，鉆桿的提升速度控制在0.4m/s。

3.6 鋼筋籠制作與安裝

對于河溝中央的樁位，則增加鋼筋籠，鋼筋籠采取在鋼筋加工廠制作運輸至現(xiàn)場，由于鋼筋籠較小，采用挖機(jī)吊送入樁內(nèi)。

3.6.1鋼筋籠的制作

鋼筋籠采用主筋直徑大于20mm，全部采用機(jī)械連接，制作時應(yīng)注意接頭處互相錯開。為保證鋼筋籠的整體質(zhì)量和吊裝時的安全，鋼筋籠在加工時確保主筋位置準(zhǔn)確，加勁箍筋間距要符合設(shè)計要求，加勁箍筋與主筋之間采取點焊固定，注意焊接時不得焊傷主筋。主筋與加勁箍焊接成整體后，再點焊螺旋箍筋，焊接時應(yīng)注意控制箍筋間距。[3]

3.6.2鋼筋籠的安裝

樁基整根鋼筋籠在鋼筋加工廠制作完成后，用平板車將鋼筋加工廠內(nèi)的鋼筋籠運輸至施工現(xiàn)場后，用挖機(jī)吊至樁孔內(nèi)。下放到位后再固定鋼筋籠，使鋼筋籠中與樁中心重合。

3.7 混凝土澆筑

樁基混凝土采用C30普通混凝土，采用人工振搗的方法進(jìn)行澆筑。混凝土在拌合站集中攪拌，采用混凝土罐車運輸至現(xiàn)場進(jìn)行澆筑后，采用罐車直卸或挖機(jī)斗轉(zhuǎn)的方式入孔，配合人工振搗，振動棒快插慢拔，以表面不翻漿、不冒氣泡為振搗到位。[4]

3.8 樁帽施工

3.8.1樁頭鑿毛

當(dāng)樁基砼達(dá)到一定強(qiáng)度后，采用空壓機(jī)鑿除樁頂浮漿，直到頂面出現(xiàn)明顯混凝土石子為止，并沖洗干凈。

3.8.2樁帽模板安裝

樁帽結(jié)構(gòu)尺寸采用1m*1m，高度可根據(jù)實際地形調(diào)整，盡量讓一個格構(gòu)單元基礎(chǔ)頂在同一水平面上，方便后續(xù)鋼管安裝，樁帽模板采用1m*0.3m小型鋼模板。[5]

3.8.3樁帽混凝土澆筑

樁帽混凝土采用C30普通混凝土，采用震動棒人工振搗密實。

3.8.4法蘭鋼筋預(yù)埋

砼澆筑完成后，根據(jù)鋼管立柱法蘭位置，準(zhǔn)確預(yù)埋鋼筋，確保鋼管安裝的穩(wěn)定性。

4 對比分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

軟土地帶現(xiàn)澆箱梁組合支架基礎(chǔ)處理采用擴(kuò)大基礎(chǔ)和旋挖樁基礎(chǔ)按照1跨常規(guī)匝道25m跨徑，1.6m梁高，12根鋼管立柱，分別對材料攤銷費、機(jī)械設(shè)備臺班費、人工費進(jìn)行分別對比分析。

4.1.1擴(kuò)大基礎(chǔ)施工工藝

4.1.1.1 材料費

按照基坑開挖3m即可達(dá)到承載力要求，再澆筑2×2×1m擴(kuò)大基礎(chǔ)，每個基礎(chǔ)頂預(yù)埋8根φ12鋼筋，長度45cm。

按3+6+3方式開挖，由于開挖軟弱層，邊坡按1:1放坡，3根同時開挖基底尺寸不小于12×3m，頂面尺寸為18×9m，回填方量（12+18）/2×（3+9）/2×3×2=540m3，6根同時開挖基底尺寸不小于12×6m，計算得頂面尺寸為18×12m，回填方量（12+18）/2×（6+12）/2×3=405m3，片碎石按64.66元/m3計算，費用為（540+405）×64.66=61104元；

砼數(shù)量2×2×1×12=48m3，單價按320/m3計算，費用為48×320=15360元。

鋼筋數(shù)量0.45×8×12×0.888=38.4kg，單價按4800/t計算，費用為38.4/1000×4800=184元。

模板采用3套樁帽2×1m鋼模，與其他工程模板通用，攤銷費用可忽略。

4.1.1.2 人工費

擴(kuò)大基礎(chǔ)模板安裝，混凝土澆筑，預(yù)埋鋼筋，按每天4人，3天完成，單價180元/天計算，費用為4×3×180=2160元。

4.1.1.3機(jī)械設(shè)備費

擴(kuò)大基礎(chǔ)開挖、回填使用神鋼260挖機(jī)施工，每天工作9小時，2天完成工作，租金30000元/月，燃油費按150元/小時計算，費用為30000/30×2+9×2×150=4700元。

棄土采用雙橋車轉(zhuǎn)運至棄土場，每天2輛，按800元/天/輛（含燃油）計算，費用為2×2×800=3200元。

4.1.1.4費用小計

61104+15360+184+2160+4700+3200=86708元。

4.1.2旋挖樁基礎(chǔ)施工工藝

4.1.2.1材料攤銷費

樁基礎(chǔ)按φ0.8m，平均深度12m（嵌入中風(fēng)化巖層2m），超方系數(shù)8%計算，采用C30混凝土，樁帽截面尺寸1×1×0.5m，采用C30砼，樁帽頂預(yù)埋8根φ12鋼筋，長度0.45m，每跨按中間6根位于河溝中央計算，增設(shè)鋼筋籠，主筋間距按12cm間距布置，根數(shù)20根，箍筋按15cm間距布置，均采用φ12鋼筋。

樁基砼3.14×0.42×12×12×1.08=78.1m3，單價按340元/m3計算，費用78.1×340=26554元。

樁帽砼1×1×0.5×12=6m3，單價按340元/m3計算，費用為6×340=2040元。

鋼筋（20×12×6+2.56×80×6+0.45×8×12）×0.888=2408kg，單價按4800元/t計算，費用為2408/1000×48000=11558元。

4.1.2.2人工費

旋挖過程只需1人配合，樁帽按每天施工6個，每天4人計算，單價按200元/人/天計算，費用為（1.5+4×2）×200=1900元。

4.1.2.3機(jī)械設(shè)備費

旋挖設(shè)備采用ZR150A小型旋挖機(jī)，每天工作9小時，單價120000元/月，油耗200元/小時，費用為120000/30×1.5+1.5×9×200=8700元。

挖機(jī)采用神鋼260，負(fù)責(zé)配合旋挖機(jī)平整場地及樁帽砼澆筑，共計使用3.5天，每天工作9小時，租金30000元/月，燃油費按150元/小時計算，費用為30000/30×3.5+9×3.5×150=8225元。

4.1.2.4費用小計

26554+2040+11558+1900+8700+8225=58977元。

4.1.3節(jié)約比例分析

根據(jù)以上兩種方法的人工費、機(jī)械和材料攤銷費分析，可得到以下結(jié)果：擴(kuò)大基礎(chǔ)施工工藝86708元，旋挖樁基礎(chǔ)施工工藝58977元。

由此可見，旋挖樁基礎(chǔ)施工工藝比擴(kuò)大基礎(chǔ)施工工藝節(jié)約了86708-58977=27731元。

5 結(jié)束語

四川省仁壽至屏山新市公路LJ11標(biāo)段沐川樞紐互通式立交現(xiàn)澆箱梁組合支架軟土地帶及河溝邊緣采用旋挖樁基礎(chǔ)處理方式，每天可以施工8根樁基，且只需要1名工人輔助，全項目共采用712根樁基礎(chǔ)，僅僅耗時3個月就全部完成。經(jīng)支架的預(yù)壓檢查及砼澆筑，驗證采用旋挖樁基礎(chǔ)的支架穩(wěn)定性好，澆筑過程支架無任何變形沉降，安全性高。在施工過程中，現(xiàn)場無污染，淤泥棄方大量減少，保證了現(xiàn)場的文明施工。

[1]史佩棟.樁基工程手冊(樁和樁基礎(chǔ)手冊)(第二版).人民交通出版社.2015.

[2]倪文祥.不同類型支架組合在公路連續(xù)現(xiàn)澆箱梁中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究.2020,5(22):68-69

[3]包珍.雙層疊合橋現(xiàn)澆箱梁同步施工支架體系設(shè)計[J].廣東公路交通.2020,46(06):22-26

[4]王鵬.雙向坡變截面現(xiàn)澆箱梁支架方案確定及施工控制[J].建材與裝飾.2020,(06):34-35

[5]李立國.現(xiàn)澆梁梁柱式支架優(yōu)化設(shè)計[J].安徽建筑.2020,27(09):169-171

張立（1986.7- ），男，漢，籍貫：四川營山，職稱：工程師，學(xué)歷：本科，單位：四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司，研究方向：道路與橋梁工程。

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1007-6344（2021）04-0056-02