軟土地帶現澆箱梁組合支架基礎處理工藝的對比分析

張 立

軟土地帶現澆箱梁組合支架基礎處理工藝的對比分析

張 立

（四川公路橋梁建設集團有限公司，四川 成都 610000）

在國家大力推動基礎設施建設的大背景下，高速公路的發展日新月異，各條高度公路縱橫交錯，也就隨之誕生了不同規模大小的樞紐互通，互通匝道一般曲線半徑較小，多數設計為現澆箱梁，常規的現澆箱梁施工一般采用滿堂支架或大鋼管組合支架，針對大鋼管組合支架基礎一般采用機械開挖擴大基礎方式處理，這種處理方式會增加機械、設備、人員的數量及時間，安全風險高，影響施工工期，增加項目成本。本文主要介紹在軟土地帶現澆箱梁組合支架基礎采用旋挖樁施工。

軟土地帶；現澆箱梁；組合支架；基礎處理工藝；對比分析

1 工程概況

四川省仁壽至屏山新市公路LJ11標段沐川樞紐互通式立交共有橋梁21座，其中現澆箱梁共計218跨，箱梁高度共1.4m、1.6m、1.8m、3.0m四種形式，其中最大支架高度55m，支架高度超過15m的占90%以上，針對支架高度大于15m的現澆箱梁均采用大鋼管組合支架，且大部分均地處臨溝、超厚軟土地層。

2 擴大基礎施工

針對軟土覆蓋層較薄的地形，一般不超過3m，采用機械開挖擴大基礎處理方式。

首先測量放樣確定好基礎的位置，采用機械開挖，開挖后進行承載力的檢驗，地基的承載力滿足要求后，采用現澆C30混凝土直接澆筑2×2×1m擴大基礎。

3 旋挖樁基礎施工

3.1 方案的確定

針對局部超厚軟土地帶或河溝邊緣這種特殊地質條件，軟土厚度超過3m，地基承載力低，基礎處理采用樁基礎，根據支架設計，計算鋼管坐標位置，放樣中心坐標后，采用ZR150A小型旋挖成孔，崁入中化巖層不小于200cm，樁徑不小于80cm，樁基澆筑完成后，在其頂部澆筑1m*1m*0.5m樁帽后安裝組合支架。[1]

3.2 樁基坐標計算

根據現澆箱梁組合支架施工方案，每跨根據跨徑不同分別布置2～7排鋼管立柱，橫橋向每排根據箱梁底板寬度布置鋼管，間距布置在4.0m～6.0m，根據鋼管布置計算樁基坐標。

3.3 測量放樣及埋設樁位

用全站儀對樁位進行測量放樣，沿樁中心呈“十”字型引出四個樁位點用來控制樁位，作為護樁，護樁采用木樁（3cm×3cm），樁頂釘釘，高度80cm，埋入地下45cm，并用砂漿或素混凝土保護。

3.4 護筒的制作與埋設

3.4.1護筒制作

護筒采用鋼板卷制，長2m，采用厚6mm的鋼板制作，頂部、中部和底部加焊5mm厚15cm高加強圈，長度大于4m的鋼護筒，采用厚不小于6mm厚鋼板制作，頂部、中部和底部分別加焊6mm厚15cm高加強圈，護筒鋼板接頭焊接密實、飽滿，不得漏漿。制作時，鋼護筒的內徑比樁徑大至少100mm。[2]

3.4.2護筒埋設

A、鋼護筒埋置高出施工地面0.3m。

B、埋設護筒采用挖坑法，即將孔位的土體挖除一部分，挖機車安放護筒埋入地下，埋入過程中檢查護筒是否垂直，若發生偏斜，及時糾正。

C、測量隊對要埋設護筒的樁位進行放樣，現場技術人員復核，旋挖鉆機鉆頭中心對準樁位中心挖孔擴孔，所挖孔直徑為護筒直徑加20cm，挖孔深度為護筒長度。

D、在孔內回填30—50cm粘土，并用旋挖鉆鉆頭夯擊密實。

E、利用護樁拉線繩定出樁位中心，再用線錘將樁位中心點引至孔底。

F、用吊車吊放護筒至孔內，用線繩連接護筒頂部，吊垂線，用吊車挪動護筒，使護筒中心基本與樁位中心重合，其偏差不大于5cm。

G、護筒位置確定后，吊垂線，用鋼卷尺量測護筒頂部、中部、底部距離垂線的距離，檢查護筒的豎直度。護筒斜度不大于1％。

H、符合要求后在護筒周圍對稱填土，對稱夯實。

I、四周夯填完成后，再次檢測護筒的中心位置和豎直度。

3.5 鉆機就位及鉆孔

3.5.1確定鉆機位置，在鉆機位置四周灑白灰線標記。

3.5.2標記位置，定位。將旋挖鉆機開至白灰線標記位置，不再挪動。

3.5.3連接護樁、拉十字線調整鉆頭中心對準樁位中心。通過鉆機自身的儀器設備調整好鉆桿、桅桿的豎直度并鎖定。

3.5.4開始鉆孔作業，鉆進時應先慢后快，開始每次進尺為40-50cm/s，確認地下是否不利地層，進尺5米后如鉆進正常，可適當加大進尺，每次控制在75-80cm/s。

3.5.5成孔、成孔檢查：當孔底嵌入中風化巖層大于2m以上即可。

3.5.6鉆孔過程中鉆機操作要領和注意事項：

A、在鉆進過程中應時刻注意鉆機儀表，如儀表顯示豎直度有變化，應及時進行調整，調整后鉆進。

B、鉆進時記錄每次的進尺深度并及時填寫鉆孔施工記錄，交接班時應交待鉆進情況及下一班的注意事項。

C、因故停鉆時，嚴禁鉆頭留在孔內，提鉆后孔口加蓋防護。

D、在鉆進過程中，設專人對地質狀況進行檢查。

E、在鉆進過程中，要根據地質情況調整鉆機的鉆進速度。在粘土層內，鉆機的進尺控制在80-90cm/次旋挖，在砂土層中，鉆機的進尺控制在40-50cm/次旋挖。

F、在鉆進過程中，鉆桿的提升速度控制在0.4m/s。

3.6 鋼筋籠制作與安裝

對于河溝中央的樁位，則增加鋼筋籠，鋼筋籠采取在鋼筋加工廠制作運輸至現場，由于鋼筋籠較小，采用挖機吊送入樁內。

3.6.1鋼筋籠的制作

鋼筋籠采用主筋直徑大于20mm，全部采用機械連接，制作時應注意接頭處互相錯開。為保證鋼筋籠的整體質量和吊裝時的安全，鋼筋籠在加工時確保主筋位置準確，加勁箍筋間距要符合設計要求，加勁箍筋與主筋之間采取點焊固定，注意焊接時不得焊傷主筋。主筋與加勁箍焊接成整體后，再點焊螺旋箍筋，焊接時應注意控制箍筋間距。[3]

3.6.2鋼筋籠的安裝

樁基整根鋼筋籠在鋼筋加工廠制作完成后，用平板車將鋼筋加工廠內的鋼筋籠運輸至施工現場后，用挖機吊至樁孔內。下放到位后再固定鋼筋籠，使鋼筋籠中與樁中心重合。

3.7 混凝土澆筑

樁基混凝土采用C30普通混凝土，采用人工振搗的方法進行澆筑。混凝土在拌合站集中攪拌，采用混凝土罐車運輸至現場進行澆筑后，采用罐車直卸或挖機斗轉的方式入孔，配合人工振搗，振動棒快插慢拔，以表面不翻漿、不冒氣泡為振搗到位。[4]

3.8 樁帽施工

3.8.1樁頭鑿毛

當樁基砼達到一定強度后，采用空壓機鑿除樁頂浮漿，直到頂面出現明顯混凝土石子為止，并沖洗干凈。

3.8.2樁帽模板安裝

樁帽結構尺寸采用1m*1m，高度可根據實際地形調整，盡量讓一個格構單元基礎頂在同一水平面上，方便后續鋼管安裝，樁帽模板采用1m*0.3m小型鋼模板。[5]

3.8.3樁帽混凝土澆筑

樁帽混凝土采用C30普通混凝土，采用震動棒人工振搗密實。

3.8.4法蘭鋼筋預埋

砼澆筑完成后，根據鋼管立柱法蘭位置，準確預埋鋼筋，確保鋼管安裝的穩定性。

4 對比分析

4.1 經濟效益

軟土地帶現澆箱梁組合支架基礎處理采用擴大基礎和旋挖樁基礎按照1跨常規匝道25m跨徑，1.6m梁高，12根鋼管立柱，分別對材料攤銷費、機械設備臺班費、人工費進行分別對比分析。

4.1.1擴大基礎施工工藝

4.1.1.1 材料費

按照基坑開挖3m即可達到承載力要求，再澆筑2×2×1m擴大基礎，每個基礎頂預埋8根φ12鋼筋，長度45cm。

按3+6+3方式開挖，由于開挖軟弱層，邊坡按1:1放坡，3根同時開挖基底尺寸不小于12×3m，頂面尺寸為18×9m，回填方量（12+18）/2×（3+9）/2×3×2=540m3，6根同時開挖基底尺寸不小于12×6m，計算得頂面尺寸為18×12m，回填方量（12+18）/2×（6+12）/2×3=405m3，片碎石按64.66元/m3計算，費用為（540+405）×64.66=61104元；

砼數量2×2×1×12=48m3，單價按320/m3計算，費用為48×320=15360元。

鋼筋數量0.45×8×12×0.888=38.4kg，單價按4800/t計算，費用為38.4/1000×4800=184元。

模板采用3套樁帽2×1m鋼模，與其他工程模板通用，攤銷費用可忽略。

4.1.1.2 人工費

擴大基礎模板安裝，混凝土澆筑，預埋鋼筋，按每天4人，3天完成，單價180元/天計算，費用為4×3×180=2160元。

4.1.1.3機械設備費

擴大基礎開挖、回填使用神鋼260挖機施工，每天工作9小時，2天完成工作，租金30000元/月，燃油費按150元/小時計算，費用為30000/30×2+9×2×150=4700元。

棄土采用雙橋車轉運至棄土場，每天2輛，按800元/天/輛（含燃油）計算，費用為2×2×800=3200元。

4.1.1.4費用小計

61104+15360+184+2160+4700+3200=86708元。

4.1.2旋挖樁基礎施工工藝

4.1.2.1材料攤銷費

樁基礎按φ0.8m，平均深度12m（嵌入中風化巖層2m），超方系數8%計算，采用C30混凝土，樁帽截面尺寸1×1×0.5m，采用C30砼，樁帽頂預埋8根φ12鋼筋，長度0.45m，每跨按中間6根位于河溝中央計算，增設鋼筋籠，主筋間距按12cm間距布置，根數20根，箍筋按15cm間距布置，均采用φ12鋼筋。

樁基砼3.14×0.42×12×12×1.08=78.1m3，單價按340元/m3計算，費用78.1×340=26554元。

樁帽砼1×1×0.5×12=6m3，單價按340元/m3計算，費用為6×340=2040元。

鋼筋（20×12×6+2.56×80×6+0.45×8×12）×0.888=2408kg，單價按4800元/t計算，費用為2408/1000×48000=11558元。

4.1.2.2人工費

旋挖過程只需1人配合，樁帽按每天施工6個，每天4人計算，單價按200元/人/天計算，費用為（1.5+4×2）×200=1900元。

4.1.2.3機械設備費

旋挖設備采用ZR150A小型旋挖機，每天工作9小時，單價120000元/月，油耗200元/小時，費用為120000/30×1.5+1.5×9×200=8700元。

挖機采用神鋼260，負責配合旋挖機平整場地及樁帽砼澆筑，共計使用3.5天，每天工作9小時，租金30000元/月，燃油費按150元/小時計算，費用為30000/30×3.5+9×3.5×150=8225元。

4.1.2.4費用小計

26554+2040+11558+1900+8700+8225=58977元。

4.1.3節約比例分析

根據以上兩種方法的人工費、機械和材料攤銷費分析，可得到以下結果：擴大基礎施工工藝86708元，旋挖樁基礎施工工藝58977元。

由此可見，旋挖樁基礎施工工藝比擴大基礎施工工藝節約了86708-58977=27731元。

5 結束語

四川省仁壽至屏山新市公路LJ11標段沐川樞紐互通式立交現澆箱梁組合支架軟土地帶及河溝邊緣采用旋挖樁基礎處理方式，每天可以施工8根樁基，且只需要1名工人輔助，全項目共采用712根樁基礎，僅僅耗時3個月就全部完成。經支架的預壓檢查及砼澆筑，驗證采用旋挖樁基礎的支架穩定性好，澆筑過程支架無任何變形沉降，安全性高。在施工過程中，現場無污染，淤泥棄方大量減少，保證了現場的文明施工。

[1]史佩棟.樁基工程手冊(樁和樁基礎手冊)(第二版).人民交通出版社.2015.

[2]倪文祥.不同類型支架組合在公路連續現澆箱梁中的應用[J].工程技術研究.2020,5(22):68-69

[3]包珍.雙層疊合橋現澆箱梁同步施工支架體系設計[J].廣東公路交通.2020,46(06):22-26

[4]王鵬.雙向坡變截面現澆箱梁支架方案確定及施工控制[J].建材與裝飾.2020,(06):34-35

[5]李立國.現澆梁梁柱式支架優化設計[J].安徽建筑.2020,27(09):169-171

張立（1986.7- ），男，漢，籍貫：四川營山，職稱：工程師，學歷：本科，單位：四川公路橋梁建設集團有限公司，研究方向：道路與橋梁工程。

S210

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1007-6344（2021）04-0056-02