位于渤海湾浅滩区桥的地基处理

□文/王晓霞 杨长城 崔春霞

位于渤海湾浅滩区桥的地基处理

□文/王晓霞 杨长城 崔春霞

唐山滨海大道溯河大桥地处渤海湾浅滩处，前期基础及下部构造施工时使用袋装砂围堰筑岛平台施工，地基松软承载力不够，故在现浇箱梁施工前需对地基进行处理。地基处理采用打设钢管桩架设钢平台的方法，完成现浇箱梁的施工。通过对钢管桩及钢平台的验算，此种设计满足施工要求。

地基处理；钢管桩；袋装砂；围堰

1 工程概况

唐山滨海大道溯河大桥位于第八标段东部沿海滩涂地带，离溯河河口约1 km，桥址断面水位受潮水控制，100 a一遇标准设计水位为2.89 m，最高通航水位为 2.39 m，最低通航水位为 0.3 m，总长 728 m，完全处于渤海湾浅滩，低潮时水位在承台下部，高潮时在承台上部。前期基础及下部构造施工时使用袋装砂围堰筑岛平台施工，地基松软承载力不足，故在支架施工前对地基进行处理，地基处理采用打设钢管桩架设钢平台的方法。在钢管桩顶搭设I40b型工字钢，形成作业平台，然后利用满堂红碗扣式支架，完成此段箱梁的施工。

溯河大桥下部采用钻孔灌注桩基础，主桥桩径1.8 m，每排墩下12根桩，每半幅6根桩的群桩基础，矩形墩；主跨墩为11#～12#桥墩，梁底面距高潮水位8.5 m，满足溯河通航要求，承台底座连接桩柱，梁上部结构主跨采用33 m+55 m+33 m的现浇连续箱梁结构。主跨包含预应力钢筋混凝土箱梁1联，分左右两半幅，断面为单箱双室箱梁，单幅桥梁的工程量为混凝土1458 m3，钢筋约230 t，预应力钢绞线约90 t。箱梁根部梁高3.3 m，中跨跨中梁高2.3 m，边跨支撑点梁高2.0 m，顶板厚28 cm，底板厚从跨中至根部由28 cm变化为40 cm，腹板从跨中至根部分两段采用60 cm和40 cm两种厚度，箱梁高度和底板厚度按二次抛物线变化，变化段长均为26.5 m。箱梁顶板横向宽15.5 m，箱底宽10 m，翼缘悬臂长2.75 m。箱梁根部设一道厚2.0 m的横隔板，边跨梁端设一道厚1.2 m的横隔板。

2 地基处理

地基处理采用打设钢管桩架设钢平台的方法。钢平台支架基础采用φ630 mm×10 mm的普通钢管，间距4.0 m×4.0 m矩形布点方式布置，钢管桩的连接方式采用焊接连接，钢管桩桩顶标高控制在1.532 m，打入海滩下22.468 m，则钢管桩总长24 m；在钢管桩顶铺设1 m×1 m，厚1 cm的钢板，作为工字钢搭接平台，在桩顶部与钢板对焊，四周用6个法兰与钢板焊接。在钢管桩顶沿横桥向搭设2I40b型工字钢，通长33.4 m，沿纵桥向按1.8 m间距搭设I40b型工字钢，通长126.8 m，形成作业平台，然后利用满堂红碗扣式支架，完成此段箱梁的施工。

钢管桩总长24 m，每节钢管12 m长，每根钢管桩需两节管。两管之间的孔要对焊；两管对接要用30 cm长、15 cm宽的钢板，在钢管桩四周布置4块钢板。

2.1 材料选用

平台支撑桩选用直径630 mm，壁厚10 mm钢管桩，桩顶分配梁为2I40b组拼。

I40b工字钢每延米质量73.84 kg，惯性矩22 781 cm4，抗弯截面模量1139 cm3，半截面面积矩Sx=671.2 cm3，tw=12.5 mm。

2.2 钢管桩荷载及计算

经过现场钢管承载力试验，φ610mm×8mm钢管单桩竖向抗压极限承载力实测值≥900 kN，本桥为φ630 mm×10 mm钢管，其单桩竖向抗压极限承载力应＞950 kN。

钢管桩设置在钢平台底部，主要承受桥梁、支架、平台重量及施工荷载。

上部荷载计算为 52.6 kPa，52.6×4×4=841.6 kN，故24 m的钢管桩需承受荷载为841.6 kN。

-20～0 m各土层极限侧壁摩阻力平均值为34 kPa，经计算取安全系数为1.8时，土层厚度为24 m。

该土层的侧壁摩阻力为1/1.8×3.14×0.63×34×24=896.78（kN）＞841.6 kN。

2.3 桩顶横梁工字钢计算(2I40b热轧工字钢)

工字钢毛截面惯性矩IX=2×22 781（cm4）

半截面面积距Sx=2×671.2（cm3）

2.4 纵向跨度4.0 m梁工字钢计算

均布荷载q=52.6×1.8=94.68（kN/m）

净截面抵抗矩1139 cm3

支点剪力

工字钢毛截面惯性矩IX=22 781 cm4

半截面面积距Sx=671.2 cm3

2.5 木方计算

3 沉入钢管桩

3.1 打设钢管桩

10#～13#墩主桥位于浅海之中，因此采用打设钢管桩并搭设工字钢作为支架底基础承托平台。钢管桩下沉采用履带吊配合振动锤施工。整根钢管桩一次性打到设计位置。首先履带吊先行就位，然后起吊钢管桩，在测量人员的测量控制下，钢管桩精确定位。打设钢管桩的过程中要不断检测桩位与桩的垂直度，发现偏差要及时纠正。插打顺序由墩位向跨中方向进行，横桥向逐排插打，完成一排后焊接桩顶工字钢横梁，如此重复进行，完成整跨钢管桩插打施工。

3.2 沉入钢管桩注意事项

1）夹桩器与振动器连接处的紧固螺丝不得有松动。

2）管节对口拼装时，相邻管节的焊缝必须错开1/8周长以上。相邻管节的管径偏差应符合表1的规定。

表1 相邻管径允许偏差 mm

3）钢管桩焊接还应注意下列事项。

（1）焊接前，应将焊缝上下30 mm范围内的铁锈、油污、水气和杂物清除干净。

（2）焊丝、焊条、焊剂焊前应烘干。

（3）焊接定位点和施焊应对称进行。露天焊接时，应考虑由于阳光照射所造成的桩身弯曲。

（4）钢管桩应采用多层焊，焊完每层焊缝后，应及时清除焊渣并做外观检查，每层焊缝的接头应错开。

（5）管节拼接所用辅助工具(如夹具等)不应妨碍管节焊接时的自由伸缩。

（6）当气温低于-10℃时不宜焊接。

（7）焊缝处外观允许偏差应符合表2的规定。

表2 焊缝外观允许偏差

4）校正钢管桩垂直度满足＜1%，采用振动锤振动下沉至设计底标高。

5）钢管桩下沉时出现异常的倾斜、卷刃等情况，应探明原因，实施应对措施，才可继续施工。

4 结语

通过对钢管桩及钢平台的验算，承载力满足施工要求，地基处理采用此方法是可行的。该地基处理方法的验算成功，不仅解决了本工程的技术难题，也为同类海中修筑道路工程提供参考。

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[5]肖高孝.锚杆反压钢管桩施工法在基础加固中的应用[J].施工技术，2006，35（6）：81-83.

□杨长城/中交第二公路工程局铁路分公司。

□崔春霞/天津铁道职业技术学院建筑工程系。

TU472

C

1008-3197（2012）06-35-02

2012-02-27

王晓霞/女，1980年出生，助理工程师，中建六局有限公司基础设施事业部，从事工程技术管理工作。