郭 俊 刘佳杰
(北京市政路桥股份有限公司工程总承包一部,北京 100067)
某施工合同段项目位于长江中下游平原处,全线主体为桥跨结构。由于该地水网发达,地质基础为软土地基。因此该项目需要大面积的对软土地基进行特别处理,以保障支架搭设的稳定性。该项目在实际施工当中运用了满堂支架法和钢管桩组合支架法(下述简称组合支架法)两种的支架施工技术。就此对该工程在现浇梁施工当中运用的两种支架法施工进行比较分析,总结施工参考经验。
满堂支架法支架的搭设材料采用碗扣式多排钢管脚手架,架管的端部切口应平整,禁止使用有明显变形、裂纹和严重锈蚀的架管。满堂支架施工一般顺序:材料准备→地基处理→确定钢管支架高度→确定支架立杆位置→安放底托→安装立杆、横杆和顶托及剪刀撑→安装横向和纵向分配梁→安装垫木和底模(详见图1a))。架管应涂刷防锈漆作防腐处理,并定期复涂以保持其完好。满堂支架法施工的优点是不需要大型吊装设备,周转次数多和时间短,其缺点是大面积对地基进行特别处理,工期长且受地形的局限。
测量放样时,用全站仪放出梁体中心线,然后用钢尺放出底座十字线,并标示清楚,确定支架立杆位置。在安装底托时要注意底座与地基的密贴情况,严禁出现底座悬空现象。碗扣支架主杆及水平杆安装时应保证立杆处于底托下垫钢板中心位置。构件结点以碗扣锁定,应用锤子顺时针锤击上碗扣至锁死为止。然后安装支架可调顶托,为便于在支架上高空作业时安全省时,可在地面上大致调出顶托伸出量,再运至支架顶安装。安装横向、纵向分配梁时应格外注意纵向分配梁及横向分配梁接头应相互交错布置,防止集中受力造成模板及支架失稳。
组合支架法施工中,主要采用钢管桩和贝雷梁进行支架搭设。组合支架施工顺序:施工准备→修筑条形基础和安装预埋件→安装钢管桩、立柱横向剪刀撑及砂箱安装→安装纵向贝雷梁→安装横向的槽钢分配梁→安装垫木及底模(详见图1b))。贝雷梁拼装应按说明拼装,每3 m连接一次,使之成一整体。立柱是贝雷梁支架的基础,立柱是否稳定关系到整个支架的稳定。因此,钢管桩根部法兰盘要与条形基础紧密连接,应没有间隙且每段钢管桩要焊接牢固。分配梁是承力、传递力的重要构件,与砂箱、贝雷梁之间必须紧贴并增加防滑装置。砂箱与分配梁、钢管桩间不许有间隙,如若有间隙,可用钢板垫实且砂箱要设置防滑挡块,防止受力后变形。贝雷梁横向连接必须使用花窗连接且保证足够的连接数量,贝雷梁纵向间距与横向连接片的宽度相匹配。在贝雷梁支架的纵向连接必须使用专用的桁架销子且在销子末端上保险销,在贝雷片之间应保证连接销子齐全。由于现浇梁承重比较重,在分配梁翼缘板处应力集中,分配梁容易变形导致失去稳定性,因此,应做加劲肋板加强。
由于软基地质,地基处理难度大,若处理不满足要求,地基受施工荷载会出现不均匀沉降,从而使混凝土结构质量造成破坏,对工程留下隐患。现浇梁支架搭设前第一步着重对地基进行处理,地基基础承受上部结构的所有荷载,如因基础的局部沉降会导致已成型箱梁开裂。为了保证地基具有足够的承载力,可根据地基实际情况,采用换填、做石灰土、浇筑混凝土基础等处理方法进行处理。
满堂支架法的施工过程中,在混凝土垫层浇筑前应先清理场地内的浮土及钻机施工时留下的泥浆,详见图2a);再根据梁底标高与碗口支架配杆高度确定地面标高;然后用推土机推平场地,用振动压路机碾压6遍~8遍进行压实;检测合格后,在已处理平整、压实的地基基础上浇筑一层15 cm厚的C20混凝土垫层以方便支架的搭设及保障搭设的稳定性能。在地基两侧顺桥向应各设排水沟一道,以保证排水系统要畅通,避免雨水及养生用水浸泡地基。在地基处理时应注意设置纵坡和横坡,确保雨水及养生水及时排走,防止浸泡地基产生沉降。在混凝土垫层施工过程中应严格控制其顶面平整度,若不平整方可在混凝土垫层上方扫补干砂填实孔隙。浇筑混凝土垫层对地基安稳性能很重要,因此,软弱地基采取浇筑混凝土垫层,增强受压区域结构的稳定性能,避免地基沉陷。
组合支架法在地基基础的处理中,由于采用钢管桩作为临时支撑支架,所以对支撑体系结构抗压强度需要很大需求,该项目采用在地基基础上浇筑C20钢筋混凝土结构条形基础。首先采用挖掘机开挖,进行底层处理(根据具体情况进行压实或换填),然后按设计要求绑扎钢筋、预埋件安装和模板安装,验收合格后进行条形基础和条形基础基座的浇筑(详见图2b))。按设计要求,在常温下养护4 d后拆模,回填至地面线高度。待养护强度达到要求后,进行组合支架的搭设施工。
满堂支架法现浇梁采取按一定间隔,密布搭设,起支撑作用的支架的施工方法,搭设支架之前需要大面积的对地基进行处理,且需要大量支架材料;而组合支架法是钢管桩作为排架结构形式,上部用贝雷梁作为连续梁式支架的方法,该方法具有减少大面积对地基的处理,且对支架材料的使用少、机械化水平高和施工快速的特点。
在该项目现浇梁施工中,满堂支架法在对地基处理时需要大量的石渣,而该地区缺乏碎石材料,需要购买转运,花费大量的运输费用。在地基上还需要大面积的进行浇筑混凝土垫层,为一次性投入,处理费用较高,工期较长,周转利用率较低。在支架搭设方面,需要大量的脚手架,工作量大,工期较长。相比之下,组合支架施工,只需要对承台周边地基小面积进行夯实,混凝土垫层材料使用少,避免地基沉降的影响,节约了投资。在支架搭设方面,租赁贝雷梁及钢管桩费用比脚手架费用高,但提高机械化作业工效,节省了施工时间。因此,确保按期保质完成施工任务,本项目采用了组合支架施工方法。
现浇梁施工中常用的施工方法主要有满堂支架法和组合支架法。满堂支架法施工步骤简单,但是施工工作量大且重复;组合支架法施工具有多元化的特点,组合支架材料可以根据具体施工现场选择,更利于施工。另外,在软基地区中,由于地质基础特殊,需要对地基进行特殊处理后,方可进行下一阶段的支架施工。
在现浇梁施工当中,满堂支架法需要进行大面积地基处理,且需要使用大量支架材料和施工方便,而组合支架法的材料和租赁费用都得到节约,特别在高墩连续梁施工中,施工进度快。通过对满堂支架法与组合支架法施工方法及软基处理措施进行分析比较,得出在施工当中应根据实际地基情况及地形特征选择合适的支架法施工,为工程创造效益。