整体式支撑基础在现浇桥梁上部构造施工中的应用

蒋 凯

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

整体式支撑基础在现浇桥梁上部构造施工中的应用

蒋 凯

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

在大净空(净空>12m)现浇桥梁施工时，传统支撑系统基础对地基承载力要求十分严格，在遇到不良地质时，传统方法往往受限于成本过大，或施工场地狭小等因素。本文所述较传统方法能在很大程度上加快进度，减少投资。

钢管柱基础 不良地质 整体受力 桥梁上部构造

1 工程概况

大砂沟立交是北环路东段重要枢纽之一，立交为“半定向涡轮形立交形式”，将北环路与109国道形成“十”字交叉的基本框架。东西主线在北环路K22+440处上跨109国道，向西与北环路东段顺接，南北主线利用现有109国道下穿东西主线北环路，向北与北龙口顺接，向南与大沙坪北出口顺接。大砂沟大桥起点位于北环路东段主线桩号K23+243.094处，终点位于主线桩号K23+523.094处，上跨109国道，全桥长279.5m。左幅主线桥东端与C匝道、G匝道及H匝道相连，西端与A匝道、B匝道及E匝道相连。桥面设2%的横坡，桥面纵坡为1.5%。本桥分为左右两幅，左、右幅桥共6联(每幅3联)，第一联为2×30m，第二联为2×32m，第三联为(35+39+35+39)m。

本桥上部结构主梁均采用单箱多室预应力混凝土现浇连续箱梁，梁高2.2m，顶板厚0.25m～0.45m，底板厚0.25m～0.65m，跨中腹板厚0.45m。

该桥在第4跨时跨越大砂沟洪道跨度32m，按照原上部构造施工方案，需要在洪道内搭设钢管柱支撑，支撑基础为钢筋混凝土条形基础，且要求地基承载力不小于200kPa，依照地勘资料显示，大砂沟洪道存在8m深淤泥质土层，地基承载力远远达不到要求，施工前需进行地基处理。

2 总体方案

由于右幅4#-2支墩基础位于河道上，经地基承载力检测不能满足设计要求，采用3#-5、4#-1、4#-2布成整体式基础(如下图1)，利用已施工完毕的桩基及承台，与支墩基础整体受力，以解决地基承载力不足问题，整体式基础设计受力计算如下：

图1 右幅支墩整体式基础布置

钢管支墩对承台边缘产生的弯矩MP=4776×2.08=9934kN·m。

2.1 受拉区强度验算

支墩基础高度H采用0.8m厚C30钢筋混凝土基础，钢筋保护层厚度h=0.05m，受拉区钢筋中心距离底部H0=H-h=0.75m。

顶部纵向钢筋采用HRB400φ25钢筋，钢筋间距0.18m。钢筋抗拉强度fa=400MPa=400×103kN/m2；

承台范围内分布钢筋数1330/0.18=74根，钢筋截面积A拉=74×3.14×0.0125×0.0125=0.0363m2；

抗拉区钢筋可承受最大弯矩：

MF=A拉×fa×H0=0.0363×400×103×0.75=10892kN·m>MP=9934kN·m

故受力满足要求。

2.2 受压区强度验算

抗压区高度0.3m，宽度13.3m，抗压面积A压=0.4×13.3=5.32m2；抗压中心至底部高度h1=0.4/2=0.2m，F压=Mp/h1=6782/0.2=33910kN。

σ压=F压/A压=33910/5.32=6374kN/m2=6.374MPa<[σ]=30MPa(C30混凝土)

上述计算结果均能满足要求。

3 施工工艺流程

在承台上浇筑钢筋混凝土基础，基础宽度8m～9.85m，长度18.30m，厚80cm，钢管柱支墩中线距离承台基础边缘最大距离2.08m，承台宽度13.3m混凝土基础中设置双层钢筋骨架。

3.1 施工前准备

施工前对承台进行清理，保证混凝土表面无其他杂质，为保证上部现浇箱梁浇筑完毕后拆除钢管柱基础时避免损坏桥梁承台混凝土，在承台表面铺设一层土工布。

由于整体式支墩基础部分悬挑出桥梁承台，处于洪道内淤泥质土上，施工前对承台周围土层进行表面处理，投入一层块石，并在块石表面填筑30cm厚碎石砂垫层。

3.2 钢筋骨架施工

钢筋骨架采用双层钢筋骨架，底层钢筋骨架横向钢筋采用φ12螺纹钢，间距20cm，纵向钢筋采用φ20螺纹钢，间距35cm。顶层钢筋骨架横向钢筋采用φ20螺纹钢，间距20cm，纵向钢筋采用φ25螺纹钢，间距18cm。钢筋骨架立筋采用φ20螺纹钢，梅花形布置，间距50cm×50cm。具体布置如下图2：

图2 钢筋骨架布置

钢筋接头采用双面搭接焊，焊接接头满足规范要求。焊工必须持证上岗，并按规定对焊接接头取样送检，合格后方可上岗操作。为保证钢筋保护层厚度，在钢筋与模板间设混凝土垫块。梁上层钢筋网下设置钢筋撑脚，以保证钢筋位置正确。

3.3 混凝土及模板施工

模板采用竹胶板，竹胶板长×宽×厚=(1.5～2.44)m×1.22m×(0.012～0.015)m，最小长度≥1.5m，模板铺好后，测量放出相应点、桩号、高程和梁底边线，根据实测高程和设计高程再次调节底模高程，然后对模板拼缝进行劈灰处理。侧模拼缝做成搭接缝，搭接长度2cm，侧模筋板采用6cm×9cm方木钉成骨架。侧模支撑要稳固，以防止混凝土浇筑过程中，模板上浮或偏移。支墩基础采用C30混凝土浇筑，采用50t的天泵一次性浇筑，泵车停在洪道外坚实的地基上，混凝土由罐车运至现场。

4 方案经济效益对比

经计算，此工程背景下，采取整体式支撑基础估算成本为7.5万元，工期约为5d。主要工程量为钢筋制安10.01t(具体详见表1)，需浇筑C30混凝土约110m3。

表1 钢筋数量表

采取传统的换填方式需换填约5000m3(换填宽度20m，长度30m，深度8m)，估算成本25万元，工期约为25d。

采取传统的钢管桩基础需打设钢管桩24根，每根15m，共计360m，考虑设备进出场费用，成本估算约20万元，工期15d。

经过对比，在本工程的背景下，采取整体式支撑基础施工方法可较传统方法节约成本12.5万元以上，缩短工期10d以上。

蒋 凯(1983.08-)，男，湖北荆州人，专科，工程师，项目部经理，主要从事专业为道路与桥梁。

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U445.55

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2095-1809(2017)03-0070-02