張欣航

(浙江省第一水電建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，浙江　杭州　310000)

鋼筋石籠在鋼桁架橋基礎(chǔ)中的應(yīng)用

張欣航

(浙江省第一水電建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，浙江杭州310000)

1概述

杭州市第二水源千島湖配水工程從千島湖淳安縣境內(nèi)取水，通過輸水隧洞將水引至杭州市余杭區(qū)閑林水庫(kù)，為杭州市及沿線城鎮(zhèn)提供優(yōu)質(zhì)的原水。本標(biāo)段施工便橋主要解決獅子山下游工作面跨溪至場(chǎng)外道路的溝通。由于前期準(zhǔn)備工程較為緊張，便橋因此采用了鋼桁架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用了鋼筋石籠，以便于快速搭設(shè)，盡早為主體工程施工提供條件。

2鋼桁架橋?qū)A(chǔ)的要求

2.1過流的要求

本便橋過流按照非汛期10年一遇(67 m3/s)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，按非汛期20年一遇(270 m3/s)標(biāo)準(zhǔn)校核；采用單跨距，凈跨選定25.4 m，河床糙率n=0.03，平均河道坡降i=0.4%。便橋位置位于相對(duì)較寬處，只在西側(cè)原砌石擋墻處增設(shè)了平均3 m寬的鋼筋石籠；因此，按照相鄰上下游斷面對(duì)比，并未減少原來(lái)河床的行洪斷面。

2.2承載力的要求

本施工便橋主要負(fù)擔(dān)工程4個(gè)洞口之間的場(chǎng)內(nèi)交通，主要荷載為：自卸汽車滿載最大重量為48 t；8 m3混凝土攪拌車總重為35 t；30～40 t散裝水泥罐車總重約為50～60 t。

西岸橋臺(tái)為緊貼老漿砌石擋墻護(hù)岸，因此土壓力較小，不進(jìn)行抗傾倒穩(wěn)定計(jì)算；東岸幾乎為全埋式承臺(tái)，不存在傾覆力矩，不進(jìn)行抗傾計(jì)算；只進(jìn)行基礎(chǔ)承載力計(jì)算：按照最小基底面即15.75 m2計(jì)算，并按照此類基礎(chǔ)平均承載力200～300 kPa計(jì)算，此承臺(tái)可承載394 t。按照最大載荷計(jì)算：實(shí)際最大載荷為單側(cè)154 t。因此，承臺(tái)基礎(chǔ)可以滿足地基承載力。

根據(jù)裝配式鋼梁橋各種荷載與跨徑的組合表查知：三排單層、上下加強(qiáng)弦桿可滿足本便橋凈跨25.4 m所有荷載組合形式，即最大可以滿足掛80荷載通過。

2.3抗沖刷的要求

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，此地河床多為比較質(zhì)密的砂卵石層，抗沖刷能力大于5 m/s。根據(jù)當(dāng)?shù)卣{(diào)查，本段河床在歷年洪水中未有較明顯的沖刷現(xiàn)象。因此可以判定，便橋邊墩頂標(biāo)高為40.5 m，可以滿足過流要求。

西岸為突出的石籠結(jié)構(gòu)，為防止沖刷，已在石籠基礎(chǔ)同水平面闊拋大塊石做石籠護(hù)底，橋臺(tái)基礎(chǔ)與原漿砌石護(hù)岸結(jié)構(gòu)之間采用漿砌石結(jié)構(gòu)平順連接，改善過流條件。

3鋼筋石籠的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1優(yōu)點(diǎn)

(1)可水下拋填?？梢圆捎猛跈C(jī)(或水上挖掘機(jī))先挖除河底軟弱層并整平，再依次安放已裝填好的石籠至水面，使石籠座落在可靠基礎(chǔ)上，增大基礎(chǔ)承載能力和抗沖性能。

(2)水下部分整體性、適應(yīng)性好。石籠疊砌后，即在施工加荷的過程中自適應(yīng)性較好。同時(shí)，縱、橫疊砌后整體性也較好，能使基礎(chǔ)快速適應(yīng)變形，使后期變形量減少。

(3)籠內(nèi)石材易于取料。一般籠內(nèi)石材就地、就近取料，主要采用毛石、河床內(nèi)漂石等，并通過調(diào)整鋼筋籠網(wǎng)格大小來(lái)滿足石料塊徑的大小要求。

(4)施工快速。因石籠基礎(chǔ)普遍適用于軟基和硬基，對(duì)基礎(chǔ)的開挖、平整等要求不高，裝填簡(jiǎn)單，又不需要混凝土基礎(chǔ)的等強(qiáng)過程；因此，使石籠基礎(chǔ)在施工便橋中廣泛應(yīng)用。

3.2缺點(diǎn)

鋼筋石籠的缺點(diǎn)是耐久性較差。由于鋼筋在使用過程中處在水面上下，易于腐蝕；籠內(nèi)塊石受施工條件限制，易于崩解塊石或塊石間空隙過大，都會(huì)引起后期橋臺(tái)基礎(chǔ)變形過大，影響通車安全。因此，在施工過程中，應(yīng)盡可能選擇質(zhì)地堅(jiān)硬的塊石，水面以上增加籠內(nèi)人工理砌等，可大大減少后期沉降量，滿足施工期內(nèi)的施工安全。

4鋼筋石籠應(yīng)用

4.1位置選擇

按照施工總體布置，施工期現(xiàn)有河道需進(jìn)行一次導(dǎo)流，因此，施工便橋的位置要避開導(dǎo)流區(qū)域。同時(shí)，也需對(duì)埋管段高噴防滲墻施工留出工作面。即施工便橋應(yīng)布置在埋管段軸線外側(cè)50 m以外區(qū)域。但考慮到軸線南側(cè)原河道距高樺線只有10 m多，橋頭距公路太近時(shí)，過橋重載車輛與公路上的車輛交會(huì)存在安全隱患。同時(shí)，溝通4個(gè)洞口之間的距離過遠(yuǎn)，因此，本施工便橋最終選擇在軸線北側(cè)60 m范圍。

4.2橋基礎(chǔ)

根據(jù)河床為比較質(zhì)密的砂礫石基礎(chǔ)的特點(diǎn)，并考慮到本標(biāo)段便橋搭設(shè)時(shí)段較為緊湊的實(shí)際情況，本橋基礎(chǔ)單側(cè)采用鋼筋石籠；即在原河岸的漿砌石擋墻基礎(chǔ)外側(cè)，設(shè)鋼筋石籠并埋入原河床約1.2 m為基礎(chǔ)底部，上部鋼筋石籠到頂，并在臺(tái)面以下設(shè)30 cm厚鋼筋混凝土基面，以便橋上荷載能均勻傳遞。另一側(cè)主要采用深埋式灌砌石基礎(chǔ)，即基礎(chǔ)底部高程為38.0 m。上部設(shè)2.2 m鋼筋石籠，石籠上部設(shè)30 cm厚鋼筋混凝土基面，以便橋上荷載能均勻傳遞。

4.3橋梁結(jié)構(gòu)

采用321型裝配式公路鋼橋，凈跨為25.4 m，為上下加強(qiáng)弦桿、三排單層結(jié)構(gòu)，每片桁架重為270 kg。

因考慮西岸老漿砌石擋墻直立面較陡，本橋梁西岸側(cè)增加1節(jié)，即達(dá)到每側(cè)11節(jié)，以使重載車輛不直接對(duì)周圍老擋墻造成破壞。

5結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過3個(gè)月的運(yùn)行，施工便橋最大通過的荷載為65 t水泥罐車，基礎(chǔ)沉降平均為55 mm，且為整體均勻沉降，沉降速率漸趨平穩(wěn)，狀態(tài)正常。通過對(duì)比以往的施工經(jīng)驗(yàn)，該方案比漿砌塊石基礎(chǔ)節(jié)省50%工時(shí)，節(jié)省30%的造價(jià)，是一種經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)形式。

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責(zé)任編輯吳昊

收稿日期：2016-02-17

作者簡(jiǎn)介：張欣航(1970-)，男，助理工程師，主要從事水利工程施工及質(zhì)檢工作。