大跨径预应力混凝土箱梁砂土段支架施工

于道勇

摘要：支架现浇大跨径预应力混凝土箱梁已为成熟施工工艺，现浇支架设计思路主要根据桥位处地质情况、箱梁结构、跨径，从支架稳定性、经济性和施工便利性选择相应地基处理方式和支架结构，本文从塞尔维亚E763高速公路萨瓦河特大桥少支点支架现浇大跨径箱梁施工经验，阐述少支点支架在地下水位高的软砂土地基特殊施工条件下的运用方式和使用效果，为类似项目提供支架设计与施工借鉴。

关键词：高水位软砂土；少支点支架；现浇大跨径箱梁

1.工程概况

塞尔维亚E 7 6 3高速公路萨瓦河大桥主桥跨径为97.5+175+97.5m，主桥采用经济适用的变截面预应力混凝土连续梁结构，跨径布置为97.5+175+97.5m，上部结构分幅设计，下部结构整体式承台，墩身左右分幅设计。北引桥总长415m，上构跨径均为52m，2联（4+4），双幅共计16跨；南引桥总长797m，因南引桥跨越克鲁巴拉河和南侧大堤，跨径设计受限，上构跨径分为：45、52、55和60m，4联（4+4+3+4），双幅共计30跨，南北引桥上构均为等截面预应力混凝土连续箱梁，桥梁断面为单箱单室大箱梁，腹板与底板夹角98°，腹板厚度变化，跨中处厚0.5m，支点厚0.7cm；底板厚25cm，顶板厚28cm；箱梁高3m；顶板宽10.7m。大桥引桥基础结构为钻孔灌注桩，南北引桥位处均为地下水位高的萨瓦河河滩区软砂土，原地面往下开挖30cm左右即可见地下水渗出，形成水坑，高水位期原地面长期处于漫水情况，地表降水难度大，砂土在水饱和状态下承载力极低。

2.方案比选

萨瓦桥引桥最初方案全部由移动模架施工，但由于项目工期仅有32个月，南引桥共有30跨，按每跨需要25天完成，约需25个月才能完成上构施工，再考虑钻孔桩基础施工、承台以及高墩身施工，最好解决办法为部分引桥上构采用支架现浇施工，从而减少了移动模架施工的上构跨数，保障了项目的按期完工。

支架现浇箱梁为成熟的施工工艺，从支架结构上可分为满堂脚手架和少支点钢管桩支架，该两种施工方案设计主要根据箱梁重量，计算支架需求刚度，根据总荷载计算地基承载力要求，设计地基处理办法。常规施工砂土软地基处理办法为：井点降水，摊铺石粉，砂土换填，再现浇扩大基础，或者采用桩基础或支架插打入土式钢管桩，各施工工艺对比分析详见表1。

因该桥基础地下水位高，井点降水显然无法实现，如果采用分层换填碎石，浇筑扩大基础，根据承载力需求计算，碎石和扩大基础工程量大，施工周期长，基础沉降难以控制，直接影响后续支架的整体稳定性和箱梁线型，并且后续原地面复耕工作量大，同时依托项目箱梁净高10m左右，入土式钢管桩后期无法拆除，以上方案均不适合该项目的特殊情况，最终选择了钻孔桩基础+钢管桩立柱支架结构。

3.支架现浇段的施工

3.1现浇支架的设计和安装

支架现浇段为大桥最后一联，箱梁与原地面净高5～11m，为了提高支架整体稳定性和基础承载力，现浇支架基础采用φ1.2m钻孔灌注桩，单排设计3根桩基础，根据地勘报告桩长9～11m，桩基顶部预埋栓接预埋件。钻孔桩顶部设计φ720×12mm钢管桩作为基础支撑，同时利用即有承台为钢管桩支撑，钢管桩之间使用200mm方钢横纵连接，桩顶横桥向设置2×IPEA500型钢作为支架主梁，顺桥向设置2×IPEA500型钢作为分配梁。因桥台空间不足，设置4根φ720钢管桩。

现浇支架基础为φ1.2m的混凝土钻孔桩，顶口设计标高为原地面以下50cm，桩长9～11m，采用ZR250B旋挖钻转进成孔，静态泥浆护壁，水下浇筑混凝土施工工艺，整个施工工艺同陆地钻孔桩施工工艺。

混凝土浇筑完成后，排出桩基顶口泥浆，在原地面顶口搭设两根型钢作为临时平台，人工将桩基顶口预埋钢筋埋入混凝土内，待混凝土初凝后直接使用原土覆盖。钻孔桩施工区域使用彩条带拉设境界线，非施工人员禁止入内。

3.2基础钢管桩的安装

3.2.1钢管桩接长、桩头加工

因钢管桩长3.8～9m，钢管桩接长、割除、桩头加工和基础连接法兰焊接均在平整的后场加工完成后直接运输至现场吊装。

钢管桩接长采用对接焊接，并进行局部加强的接长方式，接口处环向焊接，四周采用同型号铁板加筋。

3.2.2基础连接

修整清理钻孔桩顶部，必要时可使用支座灌浆料抄平桩顶，确保钢管桩连接法兰底部充实。使用吊车将钢管桩吊装在桩基顶部，使用双螺帽连接牢固。

钻孔桩预埋φ25圆钢作为钢管桩法兰连接螺栓，承台顶面使用φ20膨胀螺栓连接钢管桩，结构示意如下：

3.2.3钢管桩平联安装

钢管桩安装完成后及时使用200mm方钢将已安装完成的钢管桩焊接，使钢管桩群成为整体，钢管桩连接平联后场根据设计尺寸加工，现场吊机起吊安装至设计位置，施工人员使用爬梯或者吊篮作为焊接施工平台。

4.运用效果

4.1現浇支架安装

在施工主体钻孔灌注桩期间，利用低水位期的施工便利，完成现浇支架钻孔灌注桩基础，预留好桩顶预埋连接法兰，同时在下部承台墩柱施工期间，可提前根据支架设计图纸加工、切割、安装好支架所需的φ720×8mm钢管桩和双拼500工字钢钢构件，待墩柱施工完成后便可开始在支架顶部安装箱梁模板和钢筋。因支架基础已在枯水期施工完成，即使在高水位原地面已漫水的情况下，也可继续安装支架钢构件。

4.2箱梁线型控制

少支点支架预拱度主要有基础沉降和主梁变形下挠，较满堂支架结构稳定，且主梁下挠偏小，支架预拱度可采用理论计算值。基础沉降值通过调节钢管桩立柱顶标高，主梁反拱可通过摊铺不同厚度的箱梁木模实现。预拱度设置精确便捷。

4.3钻孔灌注桩基础少支点现浇支架主要优势

（1）钻孔桩灌注桩基础承载力、稳定性高，根据经验公式计算桩基沉降为10mm左右，实际沉降为3mm左右，基础稳定，同时还便于现浇箱梁线型控制；

（2）施工效率高，钻孔桩基础施工和支架各钢构件可提前施工完成，少支点支架结构简单，安拆简便，施工工期短，不占用主体结构施工工期，加快了施工效率；

（3）适应能力强，钻孔灌注桩施工完成后，便可提前安装好钢管桩立柱，可有效避免高水位期，原地面漫水而导致地基承载力减弱而无法继续施工的困难局面；

（4）主材损耗低，支架各钢结构构件简易，便于安拆，各构件拆除可反复周转使用。

5.结束语

通过对各种现浇箱梁施工工艺的优劣对比，介绍了各工艺的适用范围，针对依托项目高水位软砂土地基情况，阐述了钻孔桩基础+钢管桩支撑支架体系用于现浇55m大跨径预应力混凝土箱梁的成功案例，总结出该套支架体系的各方面优势，在全面增加现浇支架稳定性的同时，可有效提高现浇支架的安拆施工功效和箱梁线型质量，可为类似的工程提供借鉴经验，有较好的推广价值。

【参考文献】

[1]赵兴寨.软土地基现浇连续箱梁的基础处理与支架搭设[J].北方交通，2011（9）：35-38.

[2]于晓亮.公路工程软土地基现浇箱梁支架施工技术[J].山西建筑，2015（27）：138-139