大跨徑預應力混凝土箱梁砂土段支架施工

于道勇

摘要：支架現澆大跨徑預應力混凝土箱梁已為成熟施工工藝，現澆支架設計思路主要根據橋位處地質情況、箱梁結構、跨徑，從支架穩定性、經濟性和施工便利性選擇相應地基處理方式和支架結構，本文從塞爾維亞E763高速公路薩瓦河特大橋少支點支架現澆大跨徑箱梁施工經驗，闡述少支點支架在地下水位高的軟砂土地基特殊施工條件下的運用方式和使用效果，為類似項目提供支架設計與施工借鑒。

關鍵詞：高水位軟砂土；少支點支架；現澆大跨徑箱梁

1.工程概況

塞爾維亞E 7 6 3高速公路薩瓦河大橋主橋跨徑為97.5+175+97.5m，主橋采用經濟適用的變截面預應力混凝土連續梁結構，跨徑布置為97.5+175+97.5m，上部結構分幅設計，下部結構整體式承臺，墩身左右分幅設計。北引橋總長415m，上構跨徑均為52m，2聯（4+4），雙幅共計16跨；南引橋總長797m，因南引橋跨越克魯巴拉河和南側大堤，跨徑設計受限，上構跨徑分為：45、52、55和60m，4聯（4+4+3+4），雙幅共計30跨，南北引橋上構均為等截面預應力混凝土連續箱梁，橋梁斷面為單箱單室大箱梁，腹板與底板夾角98°，腹板厚度變化，跨中處厚0.5m，支點厚0.7cm；底板厚25cm，頂板厚28cm；箱梁高3m；頂板寬10.7m。大橋引橋基礎結構為鉆孔灌注樁，南北引橋位處均為地下水位高的薩瓦河河灘區軟砂土，原地面往下開挖30cm左右即可見地下水滲出，形成水坑，高水位期原地面長期處于漫水情況，地表降水難度大，砂土在水飽和狀態下承載力極低。

2.方案比選

薩瓦橋引橋最初方案全部由移動模架施工，但由于項目工期僅有32個月，南引橋共有30跨，按每跨需要25天完成，約需25個月才能完成上構施工，再考慮鉆孔樁基礎施工、承臺以及高墩身施工，最好解決辦法為部分引橋上構采用支架現澆施工，從而減少了移動模架施工的上構跨數，保障了項目的按期完工。

支架現澆箱梁為成熟的施工工藝，從支架結構上可分為滿堂腳手架和少支點鋼管樁支架，該兩種施工方案設計主要根據箱梁重量，計算支架需求剛度，根據總荷載計算地基承載力要求，設計地基處理辦法。常規施工砂土軟地基處理辦法為：井點降水，攤鋪石粉，砂土換填，再現澆擴大基礎，或者采用樁基礎或支架插打入土式鋼管樁，各施工工藝對比分析詳見表1。

因該橋基礎地下水位高，井點降水顯然無法實現，如果采用分層換填碎石，澆筑擴大基礎，根據承載力需求計算，碎石和擴大基礎工程量大，施工周期長，基礎沉降難以控制，直接影響后續支架的整體穩定性和箱梁線型，并且后續原地面復耕工作量大，同時依托項目箱梁凈高10m左右，入土式鋼管樁后期無法拆除，以上方案均不適合該項目的特殊情況，最終選擇了鉆孔樁基礎+鋼管樁立柱支架結構。

3.支架現澆段的施工

3.1現澆支架的設計和安裝

支架現澆段為大橋最后一聯，箱梁與原地面凈高5～11m，為了提高支架整體穩定性和基礎承載力，現澆支架基礎采用φ1.2m鉆孔灌注樁，單排設計3根樁基礎，根據地勘報告樁長9～11m，樁基頂部預埋栓接預埋件。鉆孔樁頂部設計φ720×12mm鋼管樁作為基礎支撐，同時利用即有承臺為鋼管樁支撐，鋼管樁之間使用200mm方鋼橫縱連接，樁頂橫橋向設置2×IPEA500型鋼作為支架主梁，順橋向設置2×IPEA500型鋼作為分配梁。因橋臺空間不足，設置4根φ720鋼管樁。

現澆支架基礎為φ1.2m的混凝土鉆孔樁，頂口設計標高為原地面以下50cm，樁長9～11m，采用ZR250B旋挖鉆轉進成孔，靜態泥漿護壁，水下澆筑混凝土施工工藝，整個施工工藝同陸地鉆孔樁施工工藝。

混凝土澆筑完成后，排出樁基頂口泥漿，在原地面頂口搭設兩根型鋼作為臨時平臺，人工將樁基頂口預埋鋼筋埋入混凝土內，待混凝土初凝后直接使用原土覆蓋。鉆孔樁施工區域使用彩條帶拉設境界線，非施工人員禁止入內。

3.2基礎鋼管樁的安裝

3.2.1鋼管樁接長、樁頭加工

因鋼管樁長3.8～9m，鋼管樁接長、割除、樁頭加工和基礎連接法蘭焊接均在平整的后場加工完成后直接運輸至現場吊裝。

鋼管樁接長采用對接焊接，并進行局部加強的接長方式，接口處環向焊接，四周采用同型號鐵板加筋。

3.2.2基礎連接

修整清理鉆孔樁頂部，必要時可使用支座灌漿料抄平樁頂，確保鋼管樁連接法蘭底部充實。使用吊車將鋼管樁吊裝在樁基頂部，使用雙螺帽連接牢固。

鉆孔樁預埋φ25圓鋼作為鋼管樁法蘭連接螺栓，承臺頂面使用φ20膨脹螺栓連接鋼管樁，結構示意如下：

3.2.3鋼管樁平聯安裝

鋼管樁安裝完成后及時使用200mm方鋼將已安裝完成的鋼管樁焊接，使鋼管樁群成為整體，鋼管樁連接平聯后場根據設計尺寸加工，現場吊機起吊安裝至設計位置，施工人員使用爬梯或者吊籃作為焊接施工平臺。

4.運用效果

4.1現澆支架安裝

在施工主體鉆孔灌注樁期間，利用低水位期的施工便利，完成現澆支架鉆孔灌注樁基礎，預留好樁頂預埋連接法蘭，同時在下部承臺墩柱施工期間，可提前根據支架設計圖紙加工、切割、安裝好支架所需的φ720×8mm鋼管樁和雙拼500工字鋼鋼構件，待墩柱施工完成后便可開始在支架頂部安裝箱梁模板和鋼筋。因支架基礎已在枯水期施工完成，即使在高水位原地面已漫水的情況下，也可繼續安裝支架鋼構件。

4.2箱梁線型控制

少支點支架預拱度主要有基礎沉降和主梁變形下撓，較滿堂支架結構穩定，且主梁下撓偏小，支架預拱度可采用理論計算值。基礎沉降值通過調節鋼管樁立柱頂標高，主梁反拱可通過攤鋪不同厚度的箱梁木模實現。預拱度設置精確便捷。

4.3鉆孔灌注樁基礎少支點現澆支架主要優勢

（1）鉆孔樁灌注樁基礎承載力、穩定性高，根據經驗公式計算樁基沉降為10mm左右，實際沉降為3mm左右，基礎穩定，同時還便于現澆箱梁線型控制；

（2）施工效率高，鉆孔樁基礎施工和支架各鋼構件可提前施工完成，少支點支架結構簡單，安拆簡便，施工工期短，不占用主體結構施工工期，加快了施工效率；

（3）適應能力強，鉆孔灌注樁施工完成后，便可提前安裝好鋼管樁立柱，可有效避免高水位期，原地面漫水而導致地基承載力減弱而無法繼續施工的困難局面；

（4）主材損耗低，支架各鋼結構構件簡易，便于安拆，各構件拆除可反復周轉使用。

5.結束語

通過對各種現澆箱梁施工工藝的優劣對比，介紹了各工藝的適用范圍，針對依托項目高水位軟砂土地基情況，闡述了鉆孔樁基礎+鋼管樁支撐支架體系用于現澆55m大跨徑預應力混凝土箱梁的成功案例，總結出該套支架體系的各方面優勢，在全面增加現澆支架穩定性的同時，可有效提高現澆支架的安拆施工功效和箱梁線型質量，可為類似的工程提供借鑒經驗，有較好的推廣價值。

【參考文獻】

[1]趙興寨.軟土地基現澆連續箱梁的基礎處理與支架搭設[J].北方交通，2011（9）：35-38.

[2]于曉亮.公路工程軟土地基現澆箱梁支架施工技術[J].山西建筑，2015（27）：138-139