超厚軟弱地基現澆箱梁滿堂支架地基處理施工控制

林能發

（廣東省長大公路工程有限公司， 廣東 廣州 511400）

超厚軟弱地基現澆箱梁滿堂支架地基處理施工控制

林能發

（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，軟弱地基面積大且厚度深，為保證現澆箱梁施工質量，控制施工成本、進度及安全，根據現場實際情況，經過方案比選，最終采用“拋石擠淤”后再堆載預壓的方案進行地基處理。

淤泥區；軟弱地基；地基處理；預壓

1 引言

現澆箱梁基礎地基處理對控制橋梁線性及支架結構安全起著至關重要的作用，地基承載力不足及不均勻沉降，會引起連續梁結構內力重分配，以致超過允許承載力，造成結構安全隱患；地基沉降量過大，則會導致梁體線性不平順，影響通車舒適性及橋梁美觀。對于軟土地基條件下的現澆箱梁支架，基礎地基處理尤為重要，并應從施工成本、施工安全及施工難易程度上經過綜合比選，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，互通區內匝道橋及南琴高架橋（洪灣二期）右幅第三聯上部構造均采用預應力混凝土現澆箱梁，共93跨。現澆箱梁跨越地段主要為魚塘、低洼地、公路、原廠房區等，區域內軟土發育，特別是在遠山丘地帶，鉆探揭示厚度一般為 10～30m，最大厚度約為36.2m；總計93跨現澆箱梁中有62跨需要位置軟弱地基上，需進行地基處理。整體工程地質條件較為復雜，適宜性較差，軟土影響大。 魚塘區現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

現澆箱梁軟基處理主要有 2大類。第一類是采取排水固結，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。

軟土地基條件下現澆箱梁支架基礎處理方法有鋼管柱貝雷梁支架法、預應力管樁法、換填法等；根據現場實際工況、結合設計、施工、造價及現場地質勘探資料，考慮本橋施工條件，經過認真分析研究方案對比后，本項目最終采用對錢塘區軟基進行“拋石擠淤”加堆載預壓的方法進行地基處理的方案。

表1 現澆箱梁地基處理方案比較

4 施工控制

4.1 基礎處理

魚塘區地基采用“拋石擠淤”的方法處理，變水中施工為陸上施工，并在樁基及下構施工期間使其沉降穩定，在現澆箱梁支架搭設前，先對基礎面進行預壓試驗，觀測穩定情況以檢驗地基承載能力。

4.2 基礎預壓試驗

4.2.1 加載預壓方式

為了達到模擬實際工況效果，預壓加載布置根據現澆梁施工方案鋼管支架布設要求及現澆箱梁混凝土沿截面恒載分布情況，使用石粉或混凝土預制塊作為加載材料，按加載預壓區域全跨滿布直接在支架基礎上進行堆載。

4.2.2 監測點布置

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

4.2.3 監測點的制作與安裝

利用混凝土預制塊作為沉降板，Φ12鋼筋作為沉降桿，沉降桿按圖2中監測點細部圖進行預埋，便于安裝及周轉，監測點需按放樣位置進行安裝布置。

圖2 支架地基監測點布置示意圖

4.2.4 預壓荷載確定

為了能較好的模擬預壓荷載的分布情況，體現出局部荷載集中對預壓結果的影響，現對橋跨進行預壓單元劃分。橋跨縱橋向按端梁實心段、底腹板厚度漸變段、跨中標準段三個區段，橫橋向按腹板區、翼板區、頂板加底板區進行劃分，并根據所劃分的預壓單元確定預壓荷載。預壓荷載根據支架基礎預壓荷載不應小于支架基礎承受的混凝土結構恒載與鋼管支架、模板重量之和的1.2倍原則確定[1]。

圖3 縱橋向預壓荷載計算區段劃分圖

圖4 橫橋向預壓荷載計算區段劃分圖

根據互通段內現澆箱梁截面形式，下面以洪灣互通C匝道第四聯第9～10跨為例進行簡要說明。箱梁寬 10.5m，高 1.8m，按圖所示進行預壓單元劃分，分單元確定預壓荷載。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壓荷載 Q按公式計算。加載石粉高度可采用分區預壓單元混凝土的等效高度按公式進行換算，其中 h為分區預壓混凝土高度，按公式h = S/B;S 為分區單元面積，B 為 水平投影寬度計算[2]。計算結果如下表：

表2 石粉加載預壓高度計算表

圖5 加載布置示意圖

4.2.5 加載與卸載

預壓荷載按分區預壓單元沿混凝土結構縱橫向對稱進行加載，加載宜采用一次性加載。

卸載過程采用一次性卸載的方式，同時沿混凝土結構縱橫向對稱進行。

4.2.6 加載觀測要求

采用水準儀對地基進行預壓監測，水準儀的檢定要求按現行行業標準《水準儀檢定規程》JJG425規定執行；每間隔24h監測一次，并記錄各監測點標高、計算沉降量。

5 施工效果

5.1 基加載試驗數據

經過支架地基預壓加載試驗，本次加載試驗測量監控共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，對取得的監測點標高數據進行數據進行整理并計算得到平均日沉降量及累計沉降量，經統計分析結果如下圖所示：

5.2 預壓試驗結果

從圖6及圖7中可以看出，預壓期間，地基沉降累計雖然可達30～36mm，但地基預壓至第9和第10天時，平均日沉降趨于穩定，約為1～2mm；后續開始進行支架搭設、支架預壓及現澆箱梁施工，順利完成了62跨超深淤泥軟基區現澆梁施工，施工質量良好，我們認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跨預壓數據統計圖

圖7 洪灣C匝道2-3跨預壓數據統計圖

6 結語

由于互通區內的水文地質情況的差異，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現澆支架地基處理施工能結合實際，采用“拋石擠淤”再堆載預壓的方法進行地基處理，施工速度快、質量保證，經濟效益明顯，為以后同類型的施工積累了理論和實踐經驗，具有較好的推廣價值。

[1] JGJ T194-2009 《鋼管滿堂支架預壓技術規程》.

[2] 周水興.《路橋施工計算手冊》: 第一版.人民交通出版社 2001.

TU75

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1007-6344（2017）10-0210-02