多種膺架方案在天津輕軌工程中的應用
摘要:介紹津濱輕軌快速軌道交通工程的幾種地基處理方案、膺架搭設(shè)方案的選擇及其注意事項。
關(guān)鍵詞:高架橋 地基處理 膺架搭設(shè) 方案選擇
1 工程概況
津濱輕軌快速軌道交通工程XQg 標段總長3 km , 均以高架橋形式通過,全部為現(xiàn)澆混凝土連續(xù)梁,梁跨為30 m 、25 m 、20 m 、18 m 、15 m 、20. 5 m 。本標段位于濱海沖積平原,上覆0～0. 25 m 厚粘土層,極限承載力f k = 110 kPa , 下覆7. 5～20 m 厚淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層,極限承載力f k = 80 kPa , 部分地段上覆0. 5～1. 0 m 厚雜填土或垃圾土,局部為干涸的水塘,其上為承載力極低的淤泥,地質(zhì)條件復雜,地基承載力較小,且本標段跨越多條鄉(xiāng)村公路、河寬20 m 的袁家河及薊港鐵路,這無疑增加了連續(xù)梁的施工難度。本標段地基處理與膺架搭設(shè)方案的選擇成為施工質(zhì)量和施工安全保證的關(guān)鍵。
2 地基處理方案
根據(jù)不同地段的地質(zhì)條件和施工環(huán)境,本著安全、經(jīng)濟的原則,考慮如下地基處理方案:
(1) 混凝土面層基礎(chǔ)。在地質(zhì)條件比較差、極限承載力較低且為滿堂式支架的條件下,可采用此種地基處理方案,使膺架傳遞下來的力通過混凝土面層將力均勻地傳遞到下面土層。但此種地基處理方案成本過高,施工養(yǎng)護周期較長,在現(xiàn)場一般不予采用。
(2) 三七灰土地基。本標段部分原始地面硬殼層較厚,容許承載力較大,下為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層,容許承載力較小,通過原始硬質(zhì)地殼層能有效地將應力均勻地分布到淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層。在此種情況下,在其表面鋪筑并夯實一層厚為30 cm 的三七灰土,使其密度達到95 % , 可起到封閉地表水的作用。本標段膺架地基處理多采用此種方案。
(3) 工程土和三七灰土混合地基。本處理方案適用于膺架為滿堂式支架且地質(zhì)條件較差的情況。當原始地面硬殼層較薄、使用灰土換填成本又過高時,可采用價格相對比較低廉且容易買到的工程土進行換填, 換填厚度約為1 m , 將其分層回填壓實, 上面再用30 cm 厚三七灰土進行封閉處理。
(4) 粉噴樁與條形混凝土混合基礎(chǔ)。當?shù)鼗休d力遠遠不能滿足要求時,可按膺架布置設(shè)粉噴摩擦樁, 在其上面設(shè)條形混凝土承臺。該處理方案成本較高, 周期長,一般情況下不予采用。
(5) 沉管樁基礎(chǔ)。當連續(xù)梁跨度較大且采用軍用支墩或萬能桿件支墩作為中間支撐點時,采用沉管摩擦樁作為其基礎(chǔ)施工方法簡單、成本較低且安全可靠。根據(jù)受力計算及軍用支墩上縱梁布置形式和地質(zhì)條件,本工程25～30 m 跨中間設(shè)臨時支墩,下設(shè)8 根15 ～20 m 長的沉管摩擦樁,采用混凝土條形承臺。
(6) 利用既有構(gòu)筑物作基礎(chǔ)。此方案適用于跨度≤20 m 且采用軍用支墩與貝雷梁作為膺架的情況,施工簡單且安全性能好。根據(jù)軍用支墩高度配置情況, 可在原有橋墩承臺上灌筑調(diào)節(jié)支墩以滿足高度要求。
(7) 條形混凝土基礎(chǔ)。此方案適用于跨路地段。由于本工程道路兩邊地質(zhì)條件好,均為公路路基基礎(chǔ), 地基承載力大,可直接在原地面上澆筑混凝土條形基礎(chǔ)或滿鋪枕木、方木作為膺架基礎(chǔ)。
在選擇地基處理方案時,應注意以下幾點: ① 現(xiàn)場施工時應避免破壞原地面,以便盡可能利用原地面的地基承載力; ② 在選擇地基處理方案時,應經(jīng)過詳細的現(xiàn)場調(diào)查并采用觸探或其它測驗辦法判定地基承載力,確保正確地掌握第一手現(xiàn)場地質(zhì)資料; ③ 在達到同等效果的條件下,應對各方案進行理論分析和現(xiàn)場實驗,選擇較為合理的地基處理方案。
3 膺架搭設(shè)方案
應根據(jù)具體的地形、地貌、膺架高度、周轉(zhuǎn)料等情況選擇使用搭設(shè)方案。
(1) 滿堂式鋼管支架。該方案適用于膺架搭設(shè)高度不大且施工條件允許的情況。根據(jù)荷載分布情況對膺架進行設(shè)計檢算,確定鋼管的縱橫向布置間距,下面以方本或枕木作墊梁、上面以方木或工字鋼、槽鋼作縱梁以滿足膺架受力的要求。
(2) 滿堂式碗扣件支架。該方案膺架搭設(shè)簡單,施工進度快,安全性能好,零散部件少,有利于文明施工。另外,此種膺架具有翼板早拆功能,有利于縮短模板的周轉(zhuǎn)時間。
(3) 貝雷梁、軍用支墩方案。該方案適用于膺架搭設(shè)高度很大且原始地基基礎(chǔ)承載力小的情況。當跨度在20 m 以內(nèi)時,采用貝雷梁直接跨過,中間不設(shè)支墩; 當跨度在20 m 以上時,在跨中位置設(shè)臨時支墩,采用軍用支墩或萬能桿件拼裝臨時支墩。
(4) 工字鋼、軍用支墩(或密排碗扣件支架) 方案。該方案適用于跨越寬度在8 m 以內(nèi)的障礙物,一般為配合滿堂式碗扣件支架使用。當支墩采用加密的碗扣件支架,下面采用滿布方木或枕木作基礎(chǔ)。當支墩采用軍用支墩時,安全性能好,一般在高度較大時采用。支架上設(shè)45°工字鋼作縱梁來跨越障礙物。
① 膺架搭設(shè)方案與地基處理要緊密接合; ② 可根據(jù)現(xiàn)場周轉(zhuǎn)料情況,嘗試各種組架方案,但必須經(jīng)過支架承載力和穩(wěn)定性檢算合格后方可使用; ③ 選擇完膺架型式后,應通過預壓試驗確定沉降量,據(jù)此設(shè)置膺架預拱度,確保連續(xù)梁施工質(zhì)量; ④ 膺架搭設(shè)方案的選擇在確保安全性能的條件下,應綜合考慮經(jīng)濟、施工難易程度、施工進度、周轉(zhuǎn)料、現(xiàn)場管理等因素。
4 結(jié)束語
天津輕軌XQg 標段工期緊,施工任務繁重,地形地質(zhì)情況復雜多樣,通過合理選用膺架方案,成功地完成了施工任務,為今后連續(xù)梁施工提供了寶貴而豐富的施工經(jīng)驗。
