冲积平原区软土地基上设置T梁台座设计与施工

林敏兴

福州隆通公路工程监理有限公司

1 梁场水文、地质

（1）梁场区域为冲海积平原区，地形平坦，海拔高程分布在3.5 m左右，该段第四系冲海层甚厚，属于软土发育区，多为硬壳软土区。根据同位桩基勘探结果显示，梁场区域地质自上而下为：2m～5m 淤泥土层，5m～15m 粉砂层，15m～35m 淤泥层。（2）水文条件：本标段位处闽东南沿海冲海积平原区，沿线河流发育，沟渠纵横，梁场区域水位主要受上游径流和河口潮汐的双重影响。

2 台座设置基本要求

（1）预制梁台座强度应满足张拉要求，30mT 梁最大钢束的10 孔计算,锚下应力为193.9 kN，约单端锚下力为97t；为保证台座在使用过程中不变形、不沉降，结合场区现况地质，应对台座基础进行软基处理。（2）底模必须采用厚度不小于6mm 的钢板，台座顶面应平整密实，钢板与台座顶面两侧预埋槽钢焊接牢固，确保钢板与底座顶面紧密贴合、不产生空鼓。（3）反拱度及其分配满足设计和线形要求；台座顶面两侧应采用槽钢预埋，保证台座侧边顺直不变形，并通长张贴橡胶止水条，侧模应有足够刚度，防止浇注时漏浆、变形影响线形；反拱度应根据经验推算抛物线方程式，预应力管道布置应相应调整。（4）预制台座间距布置应充分考虑拆模作业空间，通常不小于T 梁翼缘板宽度1.5倍，以利安拆作业；预制台座数量应满足模板无缝隙周转需求。（5）T梁横隔板底模采用独立圬工设置，以利侧模拆除后，横隔板继续支垫在底座上，杜绝各悬臂部分不因过早脱空而产生裂缝[1]。（6）梁场场地合理设置1%横坡排水，四周根据汇水量设置排水沟，确保地面水能够及时排除；梁区换填片石碾压密实后应实施硬化，硬化采用C25混凝土，厚度15cm。

3 台座施工方案

基础与预制台座均采用混凝土结构形式，其中：端头采用C25 扩大基础，长、宽各为3.5m，厚度为0.8m；台座高度为0.3m，宽度与T梁马蹄口同；台座顶面加设钢板结构。本文以30m T 梁为例，具体施工方法如下：

（1）为了使台座能满足T 梁在张拉应力作用下的承载力要求，结合现场实际，对梁场基础做了相应的处理：①首先用装载机对梁场台座区进行整平，之后用压路机进行碾压。②按图示断面开挖台座基坑，开挖深度2m。③为确保端头台座能够满足张拉后承载力的需要，端头采用长6m 直径Φ15cm 杉木桩，间距20cm×20cm 梅花形布置，形成群桩基础。基坑内木桩外漏30cm，与台座基础混凝土联成整体，以增加其地基承载力。④回填片石，厚度1m，回填片石分层实施，碎石砂填缝，并采用机械压实。⑤台座基础采用C25 钢筋混凝土浇筑，两端尺寸采用3.5m×3.5m×0.8m，中间部尺寸采用25.8m×1.1m×0.8m，混凝土振捣密实，面层平整。⑥钢筋按图示布置，主筋Φ25@200，箍筋Φ 12@150 间距，同时应注意台座钢筋预埋。⑦梁场场地设置1%横坡双向排水，四周根据汇水量设置0.4m×0.6m排水沟，确保地面水能够及时排除，消除地面积水导致台座地基不均匀沉降[2]。⑧梁区换填30cm片石碾压密实后，实施硬化，硬化采用C25混凝土，厚度15cm。

（2）T梁台座施工。①在台座基础上用全站仪精确放出T梁底板宽度，一般比设计小0.5cm。台座设置高度为30cm。②台座钢筋采用Φ12 钢筋50cm 一道，主筋4Φ16 通长布置。③台座顶面外侧设置一圈[50槽钢，以便与顶面钢板焊接，[50槽钢定位必须准确并牢固固定，确保台座侧面平顺。④距顶板10cm处预埋Φ5PVC 侧模拉杆穿孔，间距50cm 一道；台座底部，预埋Φ 10PVC 穿线兼排水管，间距为5m；T 梁吊装孔设置距梁端头0.8m～1m 位置，宽度为20cm。⑤模板安装、混凝土浇注：模板采用崭新高强度竹胶板并加肋，保证模板自身刚度，模板支撑牢固确保不跑模；混凝土浇注振捣密实，顶面抹光平整、水平。⑥在台座混凝土顶面加铺6mm 钢板，钢板与侧面槽钢焊接牢固。⑦50槽钢外侧粘贴厚度为5mm，宽度5cm的橡胶带，保证侧模与台座紧密贴合，防止漏浆。

4 台座受力分析

4.1 荷载

T梁自重：

模板：

人群荷载：

台座及基础自重：

台座基础底面积：

C30混凝土轴心抗压强度：

片石地基承载力：

4.2 浇注时台座地基受力验算

地基应力

满足要求。

4.3 张拉后两端台座受力验算

张拉后T 梁起拱，可简化为只有台座两端受集中力荷载作用：

T梁与台座的最不利接触面积为（预埋钢板面积）：

ƒ4=F3/A2=406.5/0.42=967.9kPa=0.968MPa ＜14.3MPa

张拉后台座受力满足要求。

台座与路基的最不利接触面积为：

张拉后台座两端地基承载力满足要求。

5 台座反拱设置及计算

下表是根据以往同类型T梁边跨中边梁、中跨中边梁在张拉后及不同存梁期总结得出的梁体跨中上拱值，说明梁体在张拉后，因受预应力作用及混凝土徐变等等因素影响，梁体是要上拱并随时间不断增大，且跨中向两端基本呈二次抛物线型。上拱过大必将导致预应力损失，也给后期桥面铺装带来困难，严重影响桥梁工程质量。因此，除了按规范要求梁体预制后必须3个月内安装完毕外，设置合理的反拱度是必要的。在张拉完后及各存梁期跨中上拱度计算值及二期恒载所产生的下挠值如表1所示。

表1 张拉完后及各存梁期跨中上拱度计算值及二期恒载所产生的下挠值

表2 台座反拱计算值

通常情况下，梁体在张拉后14 天内完成安装，根据上表得出：

边梁边跨：上拱值为26+（44.7-26）/2-5.8=29.99mm

边跨中梁：上拱值为21.7+（37.6-21.7）/2-1.4=28.25mm

中梁边跨：上拱值为20.7+（36.1-20.7）/2-4.3=24.1mm

中梁中跨：上拱值为16.7+（29.3-16.7）/2-1.1=21.9mm

以恒载全部施工完毕后，桥体不出现下挠为设置原则，结合中梁中跨梁体在张拉后14 天内完成安装时上拱值是21.9mm 推算，综合考虑设置方便及便于底座周转等各种因素，底座统一按一个标准设置反拱度，取梁板跨中最大反拱值20mm，并按凹型Y=AX²二次抛物线反拱，经推算反拱抛物线方程式为：Y=0.00009X²，按凹型Y=AX²二次抛物线台座反拱计算值如表2所示。

6 台座承载力试验检测

为了验证台座能否满足预应力T梁在张拉状态下承载力的要求，结合现场实际，制定了相应的静载沉降观测试验。根据设计图纸，以台座需要承受得最多荷载为基础，单端台座承受的总量为：130T/2=65T。结合现场实际，制定的加载程序为：首先，台座端头横向放置3根6m长工25b型工字钢，上面纵向均匀放置6根6m长工25b型工字钢，作为加载底板支撑；然后，工字钢上面横向铺设80 根[50 型槽钢，作为加载平台；最后，在平台上面均匀码放沙袋，每袋45kg，每12×10×50kg=6000kg。

为了准确记录台座在试验前后的沉降数据，加载前由测量班测出台座顶面初始标高。并在测点用红油漆做好标记。加载完成后，在平台在四角各设置一个观测点，每隔6 小时观测一次，经过48 小时观测，台座的沉降值仅为2mm，根据《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)及相关规范关于台座的有关规定，台座符合T梁预制施工要求[3]。

7 使用效果

（1）台座在预制使用过程中，每预制完成一根，都对台座外观、基础是否产生裂缝及下沉进行观测，均未发现有明显的变化；同时，在每个台座顶面上定点设置水平观测点，采用精密水准仪进行水准测量，每个台座平均周转使用12次，最大沉降台座累计下沉2.5mm，且基本属于整条台座均匀下沉，对T 梁预制质量不会产生任何影响。因此，采用地基换填、设计合理的台座结构等有效措施，在软土地基上设置预制场是可行的。（2）经过对所有30mT梁出坑时上拱值检测得出，梁体出坑时最大上拱值不超过26mm，说明台座按20mm设置上拱值也是合理的。

8 结束语

T梁台座作为整个预制场施工中最基本的承力结构，必须进行施工工艺设计，应具有足够的强度、刚度和稳定性。对于设置在软土地基上T梁预制场，选择合理而施工简单的台座结构，不仅能减少物资消耗，节约成本，还能减少施工时间，提高施工效率，获取良好的经济效益。

如果草率的进行台座施工，在后期T梁预制过程中，就会因台座设计不合理而产生的沉降、裂缝、扭曲等破坏，将直接影响到T梁的质量。轻则造成T梁混凝土产生裂缝，严重的直接导致T梁报废。工欲善其事必先利其器。所以，在沿海软基区必须进行相应的软基处理，以确保台座有足够的强度和刚度。同时要对台座进行静载试验，只有在试验结果合格后才能进行下一步施工。