公路大橋引橋地基處理施工與管理

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1、工程概況
    安慶長江公路大橋起始于北岸合安高速公路安慶連接線處，穿越安慶市區(qū)，在安慶市東門汽車輪渡處跨越長江天塹及南北岸部分區(qū)域，終點與318國道新改建路線相交，全長5.9km。其中，引橋長4.86km。
    2、水文地質(zhì)概況
    安慶長江公路大橋引橋地質(zhì)條件較差，具體自上而下依次為：0.8m～1.0m的雜土層、1.0m～1.2m呈可塑狀的粉質(zhì)重亞粘土、1.0m～1.3m呈可塑狀的粉質(zhì)輕亞粘土、2.0m～2.2m呈軟～塑狀的粉質(zhì)重亞粘土及1.5m～1.7m淤泥質(zhì)粘土，地基承載力相對較差。橋址位于長江中下游地區(qū)，受降雨的影響，該地段地勢低洼，地下水位較高，幾乎長期受雨水浸泡，給地基處理增加了難度。
    3、地基處理
    上部結構為單箱雙室預應力混凝土斜腹板等截面連續(xù)箱梁，梁高1.5m，箱梁頂板寬12.75m，底板寬6.216m，箱梁頂、底板厚均為0.2m，腹板厚均為0.45m，兩側懸臂長均為2.85m，按照設計要求采用滿堂支架逐孔現(xiàn)澆。
    為保證箱梁澆筑的穩(wěn)定性、安全性和質(zhì)量，必須對地基進行特殊處理。具體步驟為：①在翼緣水平投影的外側挖一排水溝，降低該地段地下水位；②由于土壤含水率較大，進行翻曬，翻曬深度大約0.6m～0.8m，接著進行分層回填、碾壓，對出現(xiàn)彈簧土地段還要進行換填處理；③布設一層毛石或其他等代品，然后鋪填一層嵌縫材料(石屑)，接著進行碾壓，該層厚度30cm左右；④鋪筑一層15cm厚的水泥穩(wěn)定層(做橫向流水坡，坡度1%～2%)，水泥用量為石屑重量的3%～5%，施工完畢要灑水養(yǎng)護7ｄ以上。
    4、試驗目的及方法
    由于工期比較緊張，如按照原設計的要求進行逐孔預壓，總工期很難保證，而且對相同或相似的地質(zhì)條件，進行地基處理時采用的方法基本相同，所以進行逐孔預壓意義不大，可通過設置預拱度的方法加以解決。為了掌握箱梁施工過程中地基沉降量的大小，為支架搭設時預拱度的準確設置提供可靠的數(shù)據(jù)支持，選擇了荷載較大的一段進行地基承載力的試驗，試壓面積38.88m2，具體為橫橋向選擇了底板及斜腹板的水平投影范圍7.2m，立桿分9排布置，每排間距90cm；縱橋向從墩身壁開始5.4m范圍，立桿分6排布置，每排間距90cm，橫桿步距皆為120cm。
    支架采用碗扣式支架(Φ48×3.5mm)，荷載分布完全按照箱梁的實際結構特點，并取壓重系數(shù)為1.1。通過計算總壓重106.56t，采用砂袋進行壓重，砂袋重量取10個砂袋重量的平均值，通過，平均每個砂袋的重量為180kg，總共需砂袋592個。
    5、沉降觀測
    預壓從5月23日開始，由于市場麻袋數(shù)量有限，當天只預壓了234袋約42t，在5月29日將剩余的荷載全部壓完(至晚8：00荷載布完)，滿布荷載后接著觀測了8ｄ，通過對觀測結果的分析，發(fā)現(xiàn)從6月5日～6月7日沉降很小，累計只有2mm左右，認為至6月4日上午7：00，沉降基本趨于平穩(wěn)。
    6、理論沉降計算
    根據(jù)《安慶長江公路大橋工程地質(zhì)勘察鉆孔樁柱狀圖》中提供的相關資料，有必要從理論上計算箱梁施工過程中地基的沉降量，可按結構重力、施工荷載及土重采用(單向)分層總和法計算。
    通過計算，理論沉降量為25mm左右，與預壓結果基本吻合。
    7、數(shù)據(jù)分析
    從沉降觀測的結果來看，其中最大沉降30mm，最小沉降10mm，平均沉降19.4mm，去掉回彈量，實際平均沉降只有13mm，按照現(xiàn)在的地基處理方法，是完全能滿足施工要求的。
    8、預拱度設置
    根據(jù)地基沉降和支架變形之和確定預拱度的最高值，此最高值應設在梁的跨中，其他各點的預拱度，應以中間點為最高值，以梁的兩端為零，按二次拋物線進行分配，取跨端為坐標原點，跨長為L，主梁跨中矢高為f拱，具體預拱度曲線方程為：ｙ=4f拱×(L-x)/L2M。
    9、經(jīng)濟分析
    目前只是局部預壓，通過預壓，積累該地段通過地面硬化處理后的相關可行性資料，并為優(yōu)化施工技術方案提供可靠的數(shù)據(jù)支持。由于開始擬定的施工技術方案中，地面硬化處理中包括有一層10cm厚的混凝土面層，現(xiàn)在通過預壓的結果來分析，完全可以取消該面層，而適當加厚水泥穩(wěn)定層，為防止后期混凝土養(yǎng)護期間養(yǎng)護水的侵蝕，在支架搭設前在水泥穩(wěn)定層上鋪設一層防水薄膜。
    通過現(xiàn)在的地基處理方案與原方案的比較，每平方米的費用要節(jié)省12.35元。
    10、結語
    現(xiàn)在安慶長江公路大橋引橋上部箱梁各個作業(yè)面已全部開始施工，地基處理都是按照取消混凝土面層的方法進行施工的，在支架搭設好后，按照設計要求都進行了預壓，預壓結果和上面的數(shù)據(jù)基本吻合。從混凝土澆筑前后的沉降觀測來看，預壓過的地基沉降量只有3mm左右，結果相當理想。既保證了結構的穩(wěn)定性、安全性和質(zhì)量，又節(jié)約了工程成本，減少了工程投資。