林能發(fā)

（廣東省長大公路工程有限公司， 廣東 廣州 511400）

超厚軟弱地基現(xiàn)澆箱梁滿堂支架地基處理施工控制

林能發(fā)

（廣東省長大公路工程有限公司， 廣東 廣州 511400）

洪灣樞紐互通立交二期工程多個匝道位于魚塘淤泥區(qū)，軟弱地基面積大且厚度深，為保證現(xiàn)澆箱梁施工質(zhì)量，控制施工成本、進(jìn)度及安全，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，經(jīng)過方案比選，最終采用“拋石擠淤”后再堆載預(yù)壓的方案進(jìn)行地基處理。

淤泥區(qū)；軟弱地基；地基處理；預(yù)壓

1 引言

現(xiàn)澆箱梁基礎(chǔ)地基處理對控制橋梁線性及支架結(jié)構(gòu)安全起著至關(guān)重要的作用，地基承載力不足及不均勻沉降，會引起連續(xù)梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分配，以致超過允許承載力，造成結(jié)構(gòu)安全隱患；地基沉降量過大，則會導(dǎo)致梁體線性不平順，影響通車舒適性及橋梁美觀。對于軟土地基條件下的現(xiàn)澆箱梁支架，基礎(chǔ)地基處理尤為重要，并應(yīng)從施工成本、施工安全及施工難易程度上經(jīng)過綜合比選，確定最佳處理方案。

2 工程概況

洪灣樞紐互通立交二期工程主線全長1.619km，包括3座主線橋，5座匝道橋，互通區(qū)內(nèi)匝道橋及南琴高架橋（洪灣二期）右幅第三聯(lián)上部構(gòu)造均采用預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁，共93跨。現(xiàn)澆箱梁跨越地段主要為魚塘、低洼地、公路、原廠房區(qū)等，區(qū)域內(nèi)軟土發(fā)育，特別是在遠(yuǎn)山丘地帶，鉆探揭示厚度一般為 10～30m，最大厚度約為36.2m；總計93跨現(xiàn)澆箱梁中有62跨需要位置軟弱地基上，需進(jìn)行地基處理。整體工程地質(zhì)條件較為復(fù)雜，適宜性較差，軟土影響大。 魚塘區(qū)現(xiàn)澆箱梁一般截面情況如下：

圖1 洪灣互通E匝道橋

3 方案比選

現(xiàn)澆箱梁軟基處理主要有 2大類。第一類是采取排水固結(jié)，加速軟土地基的沉降，這類措施有塑料排水板、拋石擠淤、超載預(yù)壓等方式；第二類是采用地基加固的方式，如采用粉噴樁、碎石樁、鋼管樁等形式，地基與樁形成復(fù)合地基，使軟土不直接受到壓縮力，從而減小沉降。

軟土地基條件下現(xiàn)澆箱梁支架基礎(chǔ)處理方法有鋼管柱貝雷梁支架法、預(yù)應(yīng)力管樁法、換填法等；根據(jù)現(xiàn)場實際工況、結(jié)合設(shè)計、施工、造價及現(xiàn)場地質(zhì)勘探資料，考慮本橋施工條件，經(jīng)過認(rèn)真分析研究方案對比后，本項目最終采用對錢塘區(qū)軟基進(jìn)行“拋石擠淤”加堆載預(yù)壓的方法進(jìn)行地基處理的方案。

表1 現(xiàn)澆箱梁地基處理方案比較

4 施工控制

4.1 基礎(chǔ)處理

魚塘區(qū)地基采用“拋石擠淤”的方法處理，變水中施工為陸上施工，并在樁基及下構(gòu)施工期間使其沉降穩(wěn)定，在現(xiàn)澆箱梁支架搭設(shè)前，先對基礎(chǔ)面進(jìn)行預(yù)壓試驗，觀測穩(wěn)定情況以檢驗地基承載能力。

4.2 基礎(chǔ)預(yù)壓試驗

4.2.1 加載預(yù)壓方式

為了達(dá)到模擬實際工況效果，預(yù)壓加載布置根據(jù)現(xiàn)澆梁施工方案鋼管支架布設(shè)要求及現(xiàn)澆箱梁混凝土沿截面恒載分布情況，使用石粉或混凝土預(yù)制塊作為加載材料，按加載預(yù)壓區(qū)域全跨滿布直接在支架基礎(chǔ)上進(jìn)行堆載。

4.2.2 監(jiān)測點布置

沉降監(jiān)測點按現(xiàn)澆箱梁縱橋向每隔1/4跨徑布置一個監(jiān)測斷面，每個監(jiān)測斷面對稱布置 5個監(jiān)測點，若支架基礎(chǔ)在縱橫向存在條件變化時，應(yīng)在支架基礎(chǔ)條件變化處增加監(jiān)測點。

4.2.3 監(jiān)測點的制作與安裝

利用混凝土預(yù)制塊作為沉降板，Φ12鋼筋作為沉降桿，沉降桿按圖2中監(jiān)測點細(xì)部圖進(jìn)行預(yù)埋，便于安裝及周轉(zhuǎn)，監(jiān)測點需按放樣位置進(jìn)行安裝布置。

圖2 支架地基監(jiān)測點布置示意圖

4.2.4 預(yù)壓荷載確定

為了能較好的模擬預(yù)壓荷載的分布情況，體現(xiàn)出局部荷載集中對預(yù)壓結(jié)果的影響，現(xiàn)對橋跨進(jìn)行預(yù)壓單元劃分。橋跨縱橋向按端梁實心段、底腹板厚度漸變段、跨中標(biāo)準(zhǔn)段三個區(qū)段，橫橋向按腹板區(qū)、翼板區(qū)、頂板加底板區(qū)進(jìn)行劃分，并根據(jù)所劃分的預(yù)壓單元確定預(yù)壓荷載。預(yù)壓荷載根據(jù)支架基礎(chǔ)預(yù)壓荷載不應(yīng)小于支架基礎(chǔ)承受的混凝土結(jié)構(gòu)恒載與鋼管支架、模板重量之和的1.2倍原則確定[1]。

圖3 縱橋向預(yù)壓荷載計算區(qū)段劃分圖

圖4 橫橋向預(yù)壓荷載計算區(qū)段劃分圖

根據(jù)互通段內(nèi)現(xiàn)澆箱梁截面形式，下面以洪灣互通C匝道第四聯(lián)第9～10跨為例進(jìn)行簡要說明。箱梁寬 10.5m，高 1.8m，按圖所示進(jìn)行預(yù)壓單元劃分，分單元確定預(yù)壓荷載。鋼管支架、模板重量取加載材料采用石粉，重度混凝土重度取故預(yù)壓荷載 Q按公式計算。加載石粉高度可采用分區(qū)預(yù)壓單元混凝土的等效高度按公式進(jìn)行換算，其中 h為分區(qū)預(yù)壓混凝土高度，按公式h = S/B;S 為分區(qū)單元面積，B 為 水平投影寬度計算[2]。計算結(jié)果如下表：

表2 石粉加載預(yù)壓高度計算表

圖5 加載布置示意圖

4.2.5 加載與卸載

預(yù)壓荷載按分區(qū)預(yù)壓單元沿混凝土結(jié)構(gòu)縱橫向?qū)ΨQ進(jìn)行加載，加載宜采用一次性加載。

卸載過程采用一次性卸載的方式，同時沿混凝土結(jié)構(gòu)縱橫向?qū)ΨQ進(jìn)行。

4.2.6 加載觀測要求

采用水準(zhǔn)儀對地基進(jìn)行預(yù)壓監(jiān)測，水準(zhǔn)儀的檢定要求按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水準(zhǔn)儀檢定規(guī)程》JJG425規(guī)定執(zhí)行；每間隔24h監(jiān)測一次，并記錄各監(jiān)測點標(biāo)高、計算沉降量。

5 施工效果

5.1 基加載試驗數(shù)據(jù)

經(jīng)過支架地基預(yù)壓加載試驗，本次加載試驗測量監(jiān)控共42個斷面，其中洪灣C匝道5-6跨測量20個斷面，洪灣C匝道2-3跨測量22個斷面，對取得的監(jiān)測點標(biāo)高數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行整理并計算得到平均日沉降量及累計沉降量，經(jīng)統(tǒng)計分析結(jié)果如下圖所示：

5.2 預(yù)壓試驗結(jié)果

從圖6及圖7中可以看出，預(yù)壓期間，地基沉降累計雖然可達(dá)30～36mm，但地基預(yù)壓至第9和第10天時，平均日沉降趨于穩(wěn)定，約為1～2mm；后續(xù)開始進(jìn)行支架搭設(shè)、支架預(yù)壓及現(xiàn)澆箱梁施工，順利完成了62跨超深淤泥軟基區(qū)現(xiàn)澆梁施工，施工質(zhì)量良好，我們認(rèn)為該地基處理方案可行，地基承載力及沉降滿足鋼管

滿堂支架施工要求。

圖6 洪灣C匝道5-6跨預(yù)壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖

圖7 洪灣C匝道2-3跨預(yù)壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖

6 結(jié)語

由于互通區(qū)內(nèi)的水文地質(zhì)情況的差異，在軟弱地基面積大、厚度深的情況下，洪灣樞紐互通立交二期工程魚塘淤泥區(qū)現(xiàn)澆支架地基處理施工能結(jié)合實際，采用“拋石擠淤”再堆載預(yù)壓的方法進(jìn)行地基處理，施工速度快、質(zhì)量保證，經(jīng)濟效益明顯，為以后同類型的施工積累了理論和實踐經(jīng)驗，具有較好的推廣價值。

[1] JGJ T194-2009 《鋼管滿堂支架預(yù)壓技術(shù)規(guī)程》.

[2] 周水興.《路橋施工計算手冊》: 第一版.人民交通出版社 2001.

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