福州深层淤泥地质T梁预制场规划与建设

孟祥军

摘 要：本文以福州绕城公路东南段A7合同段T梁预制场建设为例，简述深层淤泥地质梁片预制场台座处理方法。

关键词：梁场建设;沉降控制;深层淤泥地质

中图分类号：U445.8 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）22-0131-02

1 工程概况

1.1 工程设计概况

福州绕城公路东南段高速公路是“国高”京台线与沈海线在福州中心城区的绕城快速通道，其中青口至长乐段是国家高速公路北京至台北射线的重要组成部分。其中，A7合同段位于福州市马尾区琅岐镇（福建省闽江入海口琅岐岛）境内，起点位于琅岐镇金砂村（K29+410），终于琅岐镇海屿村（K33+099），全长3.689km。合同段内桥梁工程有琅岐互通主线桥、琅岐特大桥1号桥和琅岐互通匝道桥（B、C、D、E匝道），共计预制T梁1044片，其中25米T梁49片、每片梁重约61T，30米T梁995片、每片梁重约79.5T。

1.2 工程水文地质

A7合同段所属区内存在大面积软土地层，表层局部为素填土及粉质粘土，厚度约1～2m;其下为海积成因的淤泥，多呈流塑状，含水量约为34～71%，天然孔隙比约1.583～1.993，压缩系数为0.65～1.50MPa（-1），一般厚度约3.00～15.80m;下部为含泥量高的稍密～中密粉细砂，厚度6.10～64.20m不等。

福州平均降雨量1343.3mm，历年最大日降雨量159.6mm。沿线水系发育，闽江支流表现为沟谷小溪及海积平原区灌溉水渠，呈纵横交错状分布，平原区水系受海水潮汐影響，雨季台风季水位暴涨，对海积平原砂、卵砾石地质地段施工影响大。水系补给海积平原地层内，使软土地层孔隙水饱和，土质软化，致使梁场地基处理困难加大。

2 梁场主要设施规划

2.1 梁场选址

梁场选址位于琅岐互通枢纽A匝道AK0+ 420～+672段填方路基处，全长252米，宽75米，总占地面积18890m2，不占用主线区域。

2.2 功能区设置

制梁场按功能设置有制梁区、存梁区、钢筋绑扎区、办公生活区。梁场东侧为制梁区，西侧为存梁区，梁场南侧设置钢筋绑扎区用来安装钢筋及波纹管，梁场西南侧设置办公生活区。

2.3 台座配置

梁场内制梁台座共有58个30mT梁台座，其中7个台座为钢筋绑扎区，剩余51个制梁台座中6个台座预留吊装孔，可供30m、25mT梁共同使用。

2.4 龙门吊配置

梁场共配置8台龙门吊，其中存梁区配置2台80吨龙门吊、2台50吨龙门吊负责梁片的起吊、运输。制梁区内配置4台10吨龙门吊负责装卸模板和浇筑混凝土。80吨龙门吊跨径33米，净空16米;50吨龙门吊跨径33米，净空13米;10吨龙门吊跨径为29米，净高6米，各龙门吊分别设置轨道，互不影响工作。龙门吊布置形式见图1。

3 主要设施基础设计

3.1 制梁台座基础设计

制梁台座承载力计算：

考虑最重30m边梁预制时的静载作用主要包括T梁重量G1、模板重量G2、基础自重G3三部分组成，台座及基础混凝土容重取2400Kg/m3。

梁自重：G1=767kN

模板：G2=200kN

基础重：G3=（2×2×0.5×2+1.5×0.3×26+0.5×0.5× 30）×2.4+574.4=562.5kN

预制单元荷载F=G1+G2+G3=767+200+562.5=1529.5kN

基础受力面积S=47m2

（1）当T梁台座整体受力时地基承载力计算（取安全系数为1.3），则基础压强P1=1.3F/S=42.3KPa

（2）当T梁张拉两端受力时地基承载力计算：

梁自重G1=767kN

基础自重G2=2×2×0.5×2×2.4+0.5×0.5×2×2×2.4=120kN

预制单元荷载F′=G1+G2=887KN

基础受力面积S′=2×2×2=8m2

则基础压强P2=1.3F′/S′=144.1KPa

故制梁台座基础地基承载力需≥144.1KPa，才能满足要求。

存梁台座及检查台座参照张拉时承载力要求进行施工。

3.2 龙门吊基础承载力计算

（1）起吊T梁时龙门吊单边荷载为G1=767/2=383.5KN;龙门吊自重按800KN计，则单边轨道梁承载G2=800/2= 400KN。

（2）轨道和轨道基础每延米重G3=15KN。

（3）按照受力分析，基础底部受最大弯矩为龙门吊支腿作用部位，龙门吊单个支腿轴距为60cm，根据基础高度下反45°，则基底最不利情况下的受压面积S=（0.65+0.6+0.65）×1.5=2.85m2。

龙门吊单个支腿提供的力N=（G1+G2）/2+2.85G3= 434.5KN，并取安全系数1.3;则最不利情况下单个支腿最大承载力P=1.3N/2.85=198.2KPa。

故龙门吊基础地基承载力需满足≥198.2KPa。

4 梁场主要设施建设

4.1 预制梁场建设主要施工工序有：

（1）场地清淤后进行砂桩施工、路基填筑及平整;（2）施工台座基础及台座施工;（3）台座设置反拱;（4）设置T梁存梁区、检查区;（5）龙门吊轨道;（6）沉降、位移观测;（7）自动喷淋养护系统;（8）场地排水和硬化。

4.2 路基施工

场地清淤后进行砂桩施工、路基填筑及平整，梁场区域所处AK0+420～+672段路基，该段进行挖机清表后，再进行软基处理。

4.3 制梁台座施工

（1）地基碎石换填。基础开挖至设计深度后，人工清除基坑底部虚土，采用压路机将基坑底部反复压实，然后进行换填并继续进行反复压实并检测地基承载力至满足要求。

（2）台座施工。台座高度为50cm（外露30cm），30m台座宽度为50cm，台座顶面四周镶50mm×3mm等边角钢，上表面铺设6mm复合式不锈钢钢板。

按照图纸绑扎钢筋完成后立模板，用钢筋将预埋角钢焊接固定准确，顶面按设计预留反拱，使用水准仪复核调试。台座纵向按模板设计拉杆间距预留拉杆孔，孔径满足施工模板底拉杆穿拉要求。各项工序检查合格后，方可开始混凝土浇注，现场浇筑振捣密实，浇筑到与角钢顶面齐平时，使用木抹子收平并覆盖洒水养护。

（3）台座完善。台座强度满足要求后，对台座混凝土顶面和角钢顶面进行磨光，然后铺6mm复合式不锈钢钢板，按压平整与角钢满焊牢固，分块钢板间焊缝需焊接牢固并打磨平整，最后用水准仪对台座顶面反拱和平整度进行复测验收。同时，制梁台座按标准化要求，在T梁台座正面贴牌编号，台座侧面用油漆标出钢筋绑扎间距，按设计位置粘贴波纹管定位高度标识牌。

4.4 台座反拱设置

30m、25mT梁台座按施工图设计在跨中设置25mm和20mm反拱，反拱线沿台座长度方向按二次抛物线布置，台座各点反拱值见表1。

4.5 设置T梁检查区

在制梁区设置两处T梁检查区，T梁在台座上预制完成后，先将梁片调运至检查台座上進行外观检查，检查合格后移入存梁区。每个检查区设置一对可移动式T梁检验平台（如图2），检查台尺寸为底面140cm×140cm、顶面70cm×100cm、高120cm的棱台。检查台采用C20混凝土现浇。

4.6 龙门吊轨道

龙门吊轨道行走钢轨基础采用C30砼，其下设20cm厚级配碎石。为防止基础不均匀沉降导致断裂基础，每30m设置2cm宽断缝，并在制梁区横向排水沟断面处设置排水孔。

（1）地基换填。龙门吊地基换填厚度不小于40cm，基础开挖至设计深度后，人工清除基坑底部虚土，采用压路机将基坑底部反复压实，然后采用碎石回填碾压密实。（2）龙门吊轨道基础。龙门吊轨道基础采用扩大基础，下基础底面上5cm处设置一层纵、横向间距各为30cm的钢筋网片;龙门吊采用43#钢轨，钢轨底宽114mm，根据轨道钢尺寸，轨道基础施工时预埋长度30cm、Φ12@2000mm螺纹钢筋，钢筋外露10cm固定钢轨。轨道基础纵向坡度0.5%，并根据轨道钢长度（12m）预留轨道调平槽，槽内埋设有调平钢板。

在砼面上定出钢轨位置，安装调平钢轨，根据气温情况轨缝预留为4～6mm。轨道端头安装终端限位装置和制动挡板，防止起重机脱轨事故发生。轨道基础两侧设有砖砌滑线槽，供龙门吊电缆线行走。

4.7 自动喷淋养护系统

制梁区和存梁区分别设置自动喷淋养护系统，喷淋养护系统由蓄水池、输水管道、加压水泵、喷淋管组成。在梁场东侧设置两个12m3蓄水池，蓄水池接出两条φ110mm给水主管，各区预先埋设的φ50mm支水管与主管连接，每条支水管均配备加压泵保证养生用水水压。单根支水管安装6处球阀，当T梁需要养生时，用软管将最近的球阀与喷淋管连接，打开支水管的加压泵即可自动养生，自动旋转碰头转动角度180度，确保每片T梁、每个部位均能养护到位。

4.8 场地排水和硬化

（1）场地排水。根据梁场各功能区布局设置排水系统，沿轨道基础内侧设置尺寸为30cm×35cm主排水沟，每制（存）梁区段间设25cm×25cm排水沟与主排水沟相连，运梁通道下预埋φ300mmPVC纵向排水管，连接路两侧排水沟。

行车区排水沟为混凝土浇筑，并加盖钢筋混凝土盖板;非形成区排水沟采用单墙砖砌，内抹2cm厚砂浆。台座间设15cm×10cm支排水沟与场地面层一起浇筑完成，将雨水和T梁养护用水汇集流入主排水沟。

整个场地水经主排水沟流入梁场三级沉淀池，沉淀合格后排出场外。

（2）场地硬化。梁场采用敞开式管理，场地按标准化要求进行混凝土硬化，一般区域采用10cm厚C15混凝土硬化，按照中间高、四周和水沟处低的原则设置1.5%排水坡。场内运梁通道及行车道路采用20cm厚C20混凝土进行硬化，局部基础较软处采用片石换填。

4.9 沉降、位移观测

梁场地质条件差，地基承载力弱，地下水位浅、富水性强，为保证梁场建设质量、存梁的稳定性、龙门吊轨道的安全性，待台座及龙门吊施工完成后，在台座两端及中间部位设置观测点，龙门吊轨道定距设置观测点，每周进行一次沉降、位移观测，并建立观测数据档案，分析沉降、位移情况，发现异常情况应及时采取措施处理。

5 结语

本梁场于2017年4月初投产，所有制梁台座在使用中情况正常，沉降值均小于1cm，且同一台座沉降值一致，台座承载力满足施工生产要求。其它处设施均使用正常。以上结果证明了在深层淤泥地质上设置T梁预制场满足了施工需要。

参考文献

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