軟土地基少支架體系現(xiàn)澆梁施工技術(shù)

周 鵬 （中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司，浙江 湖州 313000）

1 工程概況

甬臺(tái)溫高速公路復(fù)線溫州南塘至黃華段第4合同段，起訖樁K265+317.5～K270+777.35，線路全長(zhǎng)5.46km，為新建雙向6車道高速公路，設(shè)計(jì)時(shí)速100km/h，整體式路基寬度33.5m。本標(biāo)段橋梁共有5座4706.42延米，其中特大橋4414.46延米/座，大橋128.42延米/座，通道橋23.04延米/座，匝道橋65.5延米/座，天橋75.2延米/座。

翁垟高架橋柳市塘河橋45+75+45m連續(xù)梁位于143#～146#墩，箱梁為單箱五室，箱梁頂寬33m，底板寬25.333～24.00m，跨中和邊跨梁高2m。

連續(xù)箱梁支架現(xiàn)澆施工時(shí)間長(zhǎng)，軟弱地基沉降很難預(yù)計(jì)與控制。地基可能出現(xiàn)不均勻沉降，從而造成混凝土質(zhì)量不同程度的損傷，不宜采用碗扣式滿堂鋼管支架現(xiàn)澆。因此選用適宜的鋼管樁、鋼管墩柱貝雷桁架梁柱式支架結(jié)構(gòu)具有良好的剛度和強(qiáng)度，具有很好的承載能力，可以很好地、有效地控制結(jié)構(gòu)沉降帶來的不利影響對(duì)施工有著重要的影響[1]。

2 工藝原理

對(duì)于在地質(zhì)條件差的軟弱地基或地下水豐富的區(qū)域特殊的地質(zhì)條件，進(jìn)行現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土梁施工，尤其是施工時(shí)間周期很長(zhǎng)的現(xiàn)澆梁，為了有效地控制地基沉降帶來的影響，一般可采用少支架法進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土梁現(xiàn)澆施工。少支架法進(jìn)行現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土梁施工，下部支承樁基本是采用鋼管樁、鋼筋混凝土預(yù)制管（圓形、方形）樁或鉆孔灌注樁。上部一般采用貝雷桁架、鋼（桁架）梁、軍用梁等。由于是采用樁基礎(chǔ)，上部采用貝雷桁架。支架結(jié)構(gòu)具有良好的剛度和強(qiáng)度，具有很好的承載能力，能有效地控制結(jié)構(gòu)沉降帶來的不利影響。

3 連續(xù)梁現(xiàn)澆支架系統(tǒng)計(jì)算

3.1 連續(xù)梁現(xiàn)澆支架系統(tǒng)貝雷支架鋼管基礎(chǔ)

鋼管樁、鋼管柱式貝雷桁梁支架結(jié)構(gòu)具有良好的剛度和強(qiáng)度，具有很好的承載能力，可以很好地、有效地控制結(jié)構(gòu)沉降帶來的不利影響。采用鋼管樁、鋼管柱式貝雷桁梁支架施工技術(shù)方案，具有很高的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

連續(xù)梁現(xiàn)澆梁支架現(xiàn)澆施工，設(shè)置直徑830mm、壁厚12.0mm的鋼管墩柱，鋼管墩柱頂設(shè)置雙拼（高×寬=600×200mm）熱軋H60型鋼分配梁，雙拼熱軋H60型鋼分配梁在箱梁頂板、底板、腹板、中隔板處的貝雷梁，設(shè)單層間距45.0cm的縱向貝雷梁，根據(jù)現(xiàn)澆所在位置的地質(zhì)報(bào)告土層物理參數(shù)計(jì)算鋼管長(zhǎng)度，采用杭州立誠機(jī)械有限公司和臺(tái)灣芳富合資制造的永安牌強(qiáng)力高速液壓1500型打樁機(jī)進(jìn)行鋼管樁打入施工，打樁機(jī)最大振動(dòng)力為1500kN。

鋼管樁利用樂翁公路柳市塘河橋0#、1#橋臺(tái)和連續(xù)梁主、邊跨承臺(tái)，作為部分鋼管的基礎(chǔ)，超出承臺(tái)范圍部分的鋼管樁，按照設(shè)計(jì)長(zhǎng)度打入土層，邊跨143#～144#墩利用樂翁公路 0#、1#橋臺(tái)，作為部分鋼管的基礎(chǔ)，為四等跨貝雷梁支架，主跨144#～145#為五等跨貝雷梁支架，邊跨145#～146#均為三等跨布置[2]。

3.2 連續(xù)梁143墩～144墩邊跨鋼管單樁承載力計(jì)算

根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2014）的5.3.7，當(dāng)根據(jù)土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系確定鋼管樁單樁豎向極限承載標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，可用式（1）計(jì)算。

當(dāng) hb/d＜5 時(shí)，λp=0.16/d；當(dāng) hb/d≥5 時(shí)，λp=0.8。

式（1）中：qsik-單樁第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2014）表5.3.5-1取；qpk-單樁極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2014）表5.3.5-2取。λp-樁端土塞效應(yīng)系數(shù)，對(duì)于閉塞鋼管樁，λp=1，對(duì)于開口鋼管樁，按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2014）式5.3.7-2和5.3.7-3取值。hb-樁端進(jìn)入持力層深度；d-鋼管樁外徑。

（45m+75+45m）鋼管承載力計(jì)算表 表1

根據(jù)地質(zhì)勘探資料土的物理指標(biāo)，計(jì)算確定鋼管樁單樁豎向承載力。柳市塘河45m+75m+45m連續(xù)梁共有 ZKS236、ZKS236-1、ZKS2373 個(gè)地質(zhì)鉆探孔，根據(jù)3個(gè)地質(zhì)鉆探孔的平均位置，采用ZKS236-1、ZKS237兩個(gè)地質(zhì)鉆探孔作為鋼管樁單樁承載計(jì)算的依據(jù)。鋼管型號(hào)Ф=83cm、壁厚12mm，樁長(zhǎng)36.0m。如表1所示。

根據(jù)計(jì)算反力最大的為QB左+QB右=11700.1+10331.54kN=22031.62kN；計(jì)算鋼管樁長(zhǎng)36.0m單樁承載力802.0kN。

鋼管樁數(shù)量n=22031.62kN÷802.0kN=28.0（根），實(shí)際布置鋼管28根，滿足施工要求。

4 施工工藝

4.1 工藝流程

工藝流程具體如下：平整場(chǎng)地→振動(dòng)錘打入鋼管樁→鋼管立柱墩承臺(tái)基礎(chǔ)→鋼管墩柱搭設(shè)→鋼管樁頂雙拼工字鋼分配梁安裝→順橋方向貝雷梁安裝→貝雷梁上橫橋方向I16槽鋼安裝→梁底調(diào)線型碗扣式鋼管支架搭設(shè)→現(xiàn)澆箱梁施工。

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 振動(dòng)錘打入鋼管樁

箱梁現(xiàn)澆鋼管支架基礎(chǔ)，部分利用承臺(tái)作為鋼管支架基礎(chǔ)，在承臺(tái)范圍內(nèi)的鋼管柱可借助承臺(tái)形成共同承載的受力體系，能夠滿足箱梁現(xiàn)澆鋼管支架基礎(chǔ)承載要求。

在承臺(tái)平面范圍以外的，根據(jù)計(jì)算長(zhǎng)度采用杭州立誠機(jī)械有限公司和臺(tái)灣芳富合資制造的強(qiáng)力高速液壓2000型打樁機(jī)進(jìn)行鋼管樁打入施工，打樁機(jī)最大振動(dòng)力為2500kN。

4.2.2 鋼管立柱墩承臺(tái)基礎(chǔ)

箱梁現(xiàn)澆鋼管樁頂面設(shè)置雙層D12冷軋帶肋鋼筋網(wǎng)片，間距10×10cm，單位重量17.5kg/m2，凈保護(hù)層厚度5cm。鋼管樁承臺(tái)混凝土強(qiáng)度為C20，厚度50cm，寬度為4.0m，長(zhǎng)度為 8.35m、9.492m、12.05m。承臺(tái)頂面預(yù)埋鋼管立柱連接鋼板。

4.2.3 鋼管墩柱搭設(shè)

采用單排Ф63、壁厚8m的鋼管，鋼管底采用法蘭與預(yù)埋于C20鋼筋混凝土基礎(chǔ)中的M24螺栓連接。每排鋼管支墩采用[14槽鋼水平橫向聯(lián)結(jié)，每根鋼管立柱采用[14鋼剪刀撐聯(lián)結(jié)，增加鋼管支墩和支架的整體穩(wěn)定性。

4.2.4 鋼管支墩貝雷橫向分配梁

在每排鋼管支墩鋼管立柱頂面上設(shè)置雙拼H60型鋼分配梁，兩片貝雷梁之間采用支撐架（花窗）連接，加強(qiáng)自身抗扭能力。設(shè)置雙片貝雷橫向分配梁其作用是將上部荷載均勻分配傳遞到鋼管支墩上。如圖1所示為現(xiàn)澆貝雷梁支架結(jié)構(gòu)。

圖1 現(xiàn)澆貝雷梁支架結(jié)構(gòu)

5 結(jié)束語

綜上所述，本文以實(shí)際工程為例，對(duì)軟土地基少支架體系現(xiàn)澆連松技術(shù)進(jìn)行了分析和探討，順利完成了現(xiàn)澆梁施工，取得了良好的施工效果，值得類似工程借鑒和參考。