福州深層淤泥地質(zhì)T梁預(yù)制場規(guī)劃與建設(shè)

孟祥軍

摘 要：本文以福州繞城公路東南段A7合同段T梁預(yù)制場建設(shè)為例，簡述深層淤泥地質(zhì)梁片預(yù)制場臺(tái)座處理方法。

關(guān)鍵詞：梁場建設(shè);沉降控制;深層淤泥地質(zhì)

中圖分類號(hào)：U445.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）22-0131-02

1 工程概況

1.1 工程設(shè)計(jì)概況

福州繞城公路東南段高速公路是“國高”京臺(tái)線與沈海線在福州中心城區(qū)的繞城快速通道，其中青口至長樂段是國家高速公路北京至臺(tái)北射線的重要組成部分。其中，A7合同段位于福州市馬尾區(qū)瑯岐鎮(zhèn)（福建省閩江入?？诂樶獚u）境內(nèi)，起點(diǎn)位于瑯岐鎮(zhèn)金砂村（K29+410），終于瑯岐鎮(zhèn)海嶼村（K33+099），全長3.689km。合同段內(nèi)橋梁工程有瑯岐互通主線橋、瑯岐特大橋1號(hào)橋和瑯岐互通匝道橋（B、C、D、E匝道），共計(jì)預(yù)制T梁1044片，其中25米T梁49片、每片梁重約61T，30米T梁995片、每片梁重約79.5T。

1.2 工程水文地質(zhì)

A7合同段所屬區(qū)內(nèi)存在大面積軟土地層，表層局部為素填土及粉質(zhì)粘土，厚度約1～2m;其下為海積成因的淤泥，多呈流塑狀，含水量約為34～71%，天然孔隙比約1.583～1.993，壓縮系數(shù)為0.65～1.50MPa（-1），一般厚度約3.00～15.80m;下部為含泥量高的稍密～中密粉細(xì)砂，厚度6.10～64.20m不等。

福州平均降雨量1343.3mm，歷年最大日降雨量159.6mm。沿線水系發(fā)育，閩江支流表現(xiàn)為溝谷小溪及海積平原區(qū)灌溉水渠，呈縱橫交錯(cuò)狀分布，平原區(qū)水系受海水潮汐影響，雨季臺(tái)風(fēng)季水位暴漲，對海積平原砂、卵礫石地質(zhì)地段施工影響大。水系補(bǔ)給海積平原地層內(nèi)，使軟土地層孔隙水飽和，土質(zhì)軟化，致使梁場地基處理困難加大。

2 梁場主要設(shè)施規(guī)劃

2.1 梁場選址

梁場選址位于瑯岐互通樞紐A匝道AK0+ 420～+672段填方路基處，全長252米，寬75米，總占地面積18890m2，不占用主線區(qū)域。

2.2 功能區(qū)設(shè)置

制梁場按功能設(shè)置有制梁區(qū)、存梁區(qū)、鋼筋綁扎區(qū)、辦公生活區(qū)。梁場東側(cè)為制梁區(qū)，西側(cè)為存梁區(qū)，梁場南側(cè)設(shè)置鋼筋綁扎區(qū)用來安裝鋼筋及波紋管，梁場西南側(cè)設(shè)置辦公生活區(qū)。

2.3 臺(tái)座配置

梁場內(nèi)制梁臺(tái)座共有58個(gè)30mT梁臺(tái)座，其中7個(gè)臺(tái)座為鋼筋綁扎區(qū)，剩余51個(gè)制梁臺(tái)座中6個(gè)臺(tái)座預(yù)留吊裝孔，可供30m、25mT梁共同使用。

2.4 龍門吊配置

梁場共配置8臺(tái)龍門吊，其中存梁區(qū)配置2臺(tái)80噸龍門吊、2臺(tái)50噸龍門吊負(fù)責(zé)梁片的起吊、運(yùn)輸。制梁區(qū)內(nèi)配置4臺(tái)10噸龍門吊負(fù)責(zé)裝卸模板和澆筑混凝土。80噸龍門吊跨徑33米，凈空16米;50噸龍門吊跨徑33米，凈空13米;10噸龍門吊跨徑為29米，凈高6米，各龍門吊分別設(shè)置軌道，互不影響工作。龍門吊布置形式見圖1。

3 主要設(shè)施基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

3.1 制梁臺(tái)座基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

制梁臺(tái)座承載力計(jì)算：

考慮最重30m邊梁預(yù)制時(shí)的靜載作用主要包括T梁重量G1、模板重量G2、基礎(chǔ)自重G3三部分組成，臺(tái)座及基礎(chǔ)混凝土容重取2400Kg/m3。

梁自重：G1=767kN

模板：G2=200kN

基礎(chǔ)重：G3=（2×2×0.5×2+1.5×0.3×26+0.5×0.5× 30）×2.4+574.4=562.5kN

預(yù)制單元荷載F=G1+G2+G3=767+200+562.5=1529.5kN

基礎(chǔ)受力面積S=47m2

（1）當(dāng)T梁臺(tái)座整體受力時(shí)地基承載力計(jì)算（取安全系數(shù)為1.3），則基礎(chǔ)壓強(qiáng)P1=1.3F/S=42.3KPa

（2）當(dāng)T梁張拉兩端受力時(shí)地基承載力計(jì)算：

梁自重G1=767kN

基礎(chǔ)自重G2=2×2×0.5×2×2.4+0.5×0.5×2×2×2.4=120kN

預(yù)制單元荷載F′=G1+G2=887KN

基礎(chǔ)受力面積S′=2×2×2=8m2

則基礎(chǔ)壓強(qiáng)P2=1.3F′/S′=144.1KPa

故制梁臺(tái)座基礎(chǔ)地基承載力需≥144.1KPa，才能滿足要求。

存梁臺(tái)座及檢查臺(tái)座參照張拉時(shí)承載力要求進(jìn)行施工。

3.2 龍門吊基礎(chǔ)承載力計(jì)算

（1）起吊T梁時(shí)龍門吊單邊荷載為G1=767/2=383.5KN;龍門吊自重按800KN計(jì)，則單邊軌道梁承載G2=800/2= 400KN。

（2）軌道和軌道基礎(chǔ)每延米重G3=15KN。

（3）按照受力分析，基礎(chǔ)底部受最大彎矩為龍門吊支腿作用部位，龍門吊單個(gè)支腿軸距為60cm，根據(jù)基礎(chǔ)高度下反45°，則基底最不利情況下的受壓面積S=（0.65+0.6+0.65）×1.5=2.85m2。

龍門吊單個(gè)支腿提供的力N=（G1+G2）/2+2.85G3= 434.5KN，并取安全系數(shù)1.3;則最不利情況下單個(gè)支腿最大承載力P=1.3N/2.85=198.2KPa。

故龍門吊基礎(chǔ)地基承載力需滿足≥198.2KPa。

4 梁場主要設(shè)施建設(shè)

4.1 預(yù)制梁場建設(shè)主要施工工序有：

（1）場地清淤后進(jìn)行砂樁施工、路基填筑及平整;（2）施工臺(tái)座基礎(chǔ)及臺(tái)座施工;（3）臺(tái)座設(shè)置反拱;（4）設(shè)置T梁存梁區(qū)、檢查區(qū);（5）龍門吊軌道;（6）沉降、位移觀測;（7）自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng);（8）場地排水和硬化。

4.2 路基施工

場地清淤后進(jìn)行砂樁施工、路基填筑及平整，梁場區(qū)域所處AK0+420～+672段路基，該段進(jìn)行挖機(jī)清表后，再進(jìn)行軟基處理。

4.3 制梁臺(tái)座施工

（1）地基碎石換填?；A(chǔ)開挖至設(shè)計(jì)深度后，人工清除基坑底部虛土，采用壓路機(jī)將基坑底部反復(fù)壓實(shí)，然后進(jìn)行換填并繼續(xù)進(jìn)行反復(fù)壓實(shí)并檢測地基承載力至滿足要求。

（2）臺(tái)座施工。臺(tái)座高度為50cm（外露30cm），30m臺(tái)座寬度為50cm，臺(tái)座頂面四周鑲50mm×3mm等邊角鋼，上表面鋪設(shè)6mm復(fù)合式不銹鋼鋼板。

按照圖紙綁扎鋼筋完成后立模板，用鋼筋將預(yù)埋角鋼焊接固定準(zhǔn)確，頂面按設(shè)計(jì)預(yù)留反拱，使用水準(zhǔn)儀復(fù)核調(diào)試。臺(tái)座縱向按模板設(shè)計(jì)拉桿間距預(yù)留拉桿孔，孔徑滿足施工模板底拉桿穿拉要求。各項(xiàng)工序檢查合格后，方可開始混凝土澆注，現(xiàn)場澆筑振搗密實(shí)，澆筑到與角鋼頂面齊平時(shí)，使用木抹子收平并覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)。

（3）臺(tái)座完善。臺(tái)座強(qiáng)度滿足要求后，對臺(tái)座混凝土頂面和角鋼頂面進(jìn)行磨光，然后鋪6mm復(fù)合式不銹鋼鋼板，按壓平整與角鋼滿焊牢固，分塊鋼板間焊縫需焊接牢固并打磨平整，最后用水準(zhǔn)儀對臺(tái)座頂面反拱和平整度進(jìn)行復(fù)測驗(yàn)收。同時(shí)，制梁臺(tái)座按標(biāo)準(zhǔn)化要求，在T梁臺(tái)座正面貼牌編號(hào)，臺(tái)座側(cè)面用油漆標(biāo)出鋼筋綁扎間距，按設(shè)計(jì)位置粘貼波紋管定位高度標(biāo)識(shí)牌。

4.4 臺(tái)座反拱設(shè)置

30m、25mT梁臺(tái)座按施工圖設(shè)計(jì)在跨中設(shè)置25mm和20mm反拱，反拱線沿臺(tái)座長度方向按二次拋物線布置，臺(tái)座各點(diǎn)反拱值見表1。

4.5 設(shè)置T梁檢查區(qū)

在制梁區(qū)設(shè)置兩處T梁檢查區(qū)，T梁在臺(tái)座上預(yù)制完成后，先將梁片調(diào)運(yùn)至檢查臺(tái)座上進(jìn)行外觀檢查，檢查合格后移入存梁區(qū)。每個(gè)檢查區(qū)設(shè)置一對可移動(dòng)式T梁檢驗(yàn)平臺(tái)（如圖2），檢查臺(tái)尺寸為底面140cm×140cm、頂面70cm×100cm、高120cm的棱臺(tái)。檢查臺(tái)采用C20混凝土現(xiàn)澆。

4.6 龍門吊軌道

龍門吊軌道行走鋼軌基礎(chǔ)采用C30砼，其下設(shè)20cm厚級(jí)配碎石。為防止基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致斷裂基礎(chǔ)，每30m設(shè)置2cm寬斷縫，并在制梁區(qū)橫向排水溝斷面處設(shè)置排水孔。

（1）地基換填。龍門吊地基換填厚度不小于40cm，基礎(chǔ)開挖至設(shè)計(jì)深度后，人工清除基坑底部虛土，采用壓路機(jī)將基坑底部反復(fù)壓實(shí)，然后采用碎石回填碾壓密實(shí)。（2）龍門吊軌道基礎(chǔ)。龍門吊軌道基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，下基礎(chǔ)底面上5cm處設(shè)置一層縱、橫向間距各為30cm的鋼筋網(wǎng)片;龍門吊采用43#鋼軌，鋼軌底寬114mm，根據(jù)軌道鋼尺寸，軌道基礎(chǔ)施工時(shí)預(yù)埋長度30cm、Φ12@2000mm螺紋鋼筋，鋼筋外露10cm固定鋼軌。軌道基礎(chǔ)縱向坡度0.5%，并根據(jù)軌道鋼長度（12m）預(yù)留軌道調(diào)平槽，槽內(nèi)埋設(shè)有調(diào)平鋼板。

在砼面上定出鋼軌位置，安裝調(diào)平鋼軌，根據(jù)氣溫情況軌縫預(yù)留為4～6mm。軌道端頭安裝終端限位裝置和制動(dòng)擋板，防止起重機(jī)脫軌事故發(fā)生。軌道基礎(chǔ)兩側(cè)設(shè)有磚砌滑線槽，供龍門吊電纜線行走。

4.7 自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)

制梁區(qū)和存梁區(qū)分別設(shè)置自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)由蓄水池、輸水管道、加壓水泵、噴淋管組成。在梁場東側(cè)設(shè)置兩個(gè)12m3蓄水池，蓄水池接出兩條φ110mm給水主管，各區(qū)預(yù)先埋設(shè)的φ50mm支水管與主管連接，每條支水管均配備加壓泵保證養(yǎng)生用水水壓。單根支水管安裝6處球閥，當(dāng)T梁需要養(yǎng)生時(shí)，用軟管將最近的球閥與噴淋管連接，打開支水管的加壓泵即可自動(dòng)養(yǎng)生，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)碰頭轉(zhuǎn)動(dòng)角度180度，確保每片T梁、每個(gè)部位均能養(yǎng)護(hù)到位。

4.8 場地排水和硬化

（1）場地排水。根據(jù)梁場各功能區(qū)布局設(shè)置排水系統(tǒng)，沿軌道基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)設(shè)置尺寸為30cm×35cm主排水溝，每制（存）梁區(qū)段間設(shè)25cm×25cm排水溝與主排水溝相連，運(yùn)梁通道下預(yù)埋φ300mmPVC縱向排水管，連接路兩側(cè)排水溝。

行車區(qū)排水溝為混凝土澆筑，并加蓋鋼筋混凝土蓋板;非形成區(qū)排水溝采用單墻磚砌，內(nèi)抹2cm厚砂漿。臺(tái)座間設(shè)15cm×10cm支排水溝與場地面層一起澆筑完成，將雨水和T梁養(yǎng)護(hù)用水匯集流入主排水溝。

整個(gè)場地水經(jīng)主排水溝流入梁場三級(jí)沉淀池，沉淀合格后排出場外。

（2）場地硬化。梁場采用敞開式管理，場地按標(biāo)準(zhǔn)化要求進(jìn)行混凝土硬化，一般區(qū)域采用10cm厚C15混凝土硬化，按照中間高、四周和水溝處低的原則設(shè)置1.5%排水坡。場內(nèi)運(yùn)梁通道及行車道路采用20cm厚C20混凝土進(jìn)行硬化，局部基礎(chǔ)較軟處采用片石換填。

4.9 沉降、位移觀測

梁場地質(zhì)條件差，地基承載力弱，地下水位淺、富水性強(qiáng)，為保證梁場建設(shè)質(zhì)量、存梁的穩(wěn)定性、龍門吊軌道的安全性，待臺(tái)座及龍門吊施工完成后，在臺(tái)座兩端及中間部位設(shè)置觀測點(diǎn)，龍門吊軌道定距設(shè)置觀測點(diǎn)，每周進(jìn)行一次沉降、位移觀測，并建立觀測數(shù)據(jù)檔案，分析沉降、位移情況，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)采取措施處理。

5 結(jié)語

本梁場于2017年4月初投產(chǎn)，所有制梁臺(tái)座在使用中情況正常，沉降值均小于1cm，且同一臺(tái)座沉降值一致，臺(tái)座承載力滿足施工生產(chǎn)要求。其它處設(shè)施均使用正常。以上結(jié)果證明了在深層淤泥地質(zhì)上設(shè)置T梁預(yù)制場滿足了施工需要。

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