桥梁软基（精选5篇）
桥梁软基 篇1
摘要：针对桥梁路基的施工方案, 在施工实例中分析了软基施工, 路堤填筑, 预应力混凝土管桩+B型塑料排水板软基处理的施工技术, 供同行参考。
关键词：施工方案,施工方法,路堤填筑,软基处理
1 工程概况
本合同段主线全部为桥梁, 无路基工程;互通立交部分匝道有路基工程, 路基均为填方。
2 施工方案
2.1 软土地基处理方案
互通立交路基工程中, 部分路段为软土地基, 桥头及桥头过渡段采用预应力混凝土管桩+B型塑料排水板处理方案;路基段采用B (或C型塑料排水板+超载预压处理方案。a.塑料排水板本工程。塑料排水板处理软基施工中, 拟采用塑料排水板插板机插打的方法施工。计划工期60 d, 主要施工机械设备:插板机、推土机、发电机、自卸汽车等。b.预应力混凝土管桩。拟采用沉管机压打的方法施工。计划工期60 d, 主要机械设备:沉管机, 发电机, 自卸汽车, 装载机。c超载预压。超载预压施工按照设计图纸要求把土填得比设计高一些、宽一些以加速地基固结下沉, 按路基填筑工艺和相关技术规范进行施工。
2.2 路基填筑施工方案
路基施工采用机械化作业, 自卸车运输、推土机、平地机整平, 重型压路机碾压。采用“三阶段、四区域、八流程”的作业程序组织施工。三阶段:准备阶段-施工阶段-竣工验收阶段;四区域:填筑区-平整区-碾压区-检验区;八流程施工准备-基底处理-分层填筑-摊铺整平-洒水 (晾晒) -碾压夯实-路面整形 (边坡整修) -检验签证。
3 施工方法
3.1 施工准备
完成现场交桩后, 测量组立即进行中线、高程的贯通测量, 并与相邻合同段贯通闭合;施放线路中线桩和路基边桩, 测量成果上报监理工程师, 并向各队技术员交桩, 经监理工程师同意后施工。施工结合实际修建必要的临时排水工程。
3.2 施工区段划分
在施工准备完成后, 根据施工进度计划以主攻重点为主, 多工点同时展开, 两结构物之间或200 m为一施工区段。
3.3 路堤填筑
3.3.1 基底处理。
根据现场地面实际条件及土质情况, 按施工规范及设计要求对全线路基进行清表处理, 并清除路基范围内的树根和草皮, 清表后进行夯实。原地面压实度要符合设计和规范要求。B (或C) 型塑料排水板+超载预压软基处理路段。a.清理与掘除。同上面一般路段。如果过鱼塘场地, 则需先清除表层淤泥, 而后再铺设砂垫层, 进行软基处理。b.砂垫层。原地面碾压夯实并经检验合格后, 按图纸或监理工程师的要求, 在清理的基底上分层铺筑砂垫层, 砂垫层施工前, 先对原材料进行土工试验, 确定其符合规范和设计要求时才可使用。砂垫层总厚度50 cm, 分两层铺筑 (20+30) cm, 第一层铺设20cm, 然后施打排水板, 再铺设其余的30 cm, 并分层压实到要求的密实度 (>90%) 。砂垫层宽度至少要超过路基两侧坡脚1 m。c.排水板的施工。第一层砂垫层施工并经检验合格后, 开始施工塑料排水板。每一批塑料排水板应经指定的检验部门的检验, 且附有出厂合格证及试验、检验报告。在使用时应经常检查塑料排水板的外套薄膜是否完好无损。施工机械采用门架式插板机。要求打入深度不小于设计值, 拔管跟带长度≤50 cm, 板距误差≤5 cm, 垂直度≤1.5%。
3.3.2 施工方法。
a.测量放样。根据实际资料提供的起讫桩号打出控制桩, 在每隔10~20m放出路线中心桩, 按照打设宽度放出边桩及护桩。b.地面清理及整平。c.摊铺下层砂垫层。d.桩位放样。根据设计给定的处理长度、宽度及板距计算出布设的排数和列数。根据计算结果画出布桩图。根据布桩图在铺设好的第一层砂垫层上放出具体桩位, 并做出标志。e.施打排水板。选择插板机, 并在施工放样的同时, 进行机械的安装与调试。并在待处理地段的端部试打2~5根检验机器的性能、地质情况及工艺。具体过程如下:铺设枕木、轨道, 将机器移入场内;将排水板装入卷筒, 并通过门架上的滑轮将排水板引入插杆中;将排水板从插入杆端头引出、折回, 夹上短钢筋 (桩位放样时插在桩位上) , 用订板机订好;拉紧排水板, 将插入杆对准桩位;开启振动将插入杆压入地基;到达设计深度 (预先在插入杆用红漆划上标志) 后将插入杆拔出, 则排水板被短钢筋固于孔底;在砂垫层以上30 cm处将排水板剪断埋入砂中;移至下一个桩位。
3.4 土工格栅的施工
待全部排水板施打完后铺设上层砂垫层, 砂垫层施工完成后, 按设计要求铺设土工格栅。土工格栅铺设好以后, 应尽快填筑第一层填料, 间隔时间不宜超过1 d, 如必须延长时间, 土工格栅上应铺30 cm细砂保护。禁止施工车辆在土工格栅上行驶。预应力混凝土管桩+B型塑料排水板软基处理施工工艺。a.测量放样;b.地面清理及整平;c.下层砂垫层施工;d.塑料排水板施工;以上施工方法及工艺同上面《塑料排水板+超载预压处理软基》施工。e.按设计进行管桩桩位放样;f.管桩施工;具体过程如下:压试验桩:正式施工前必须先压试验桩, 数量不少于2根, 以确定起贯入度及桩长并校验压桩设备、施工工艺及技术措施是否符合要求。压桩机的安装及准备:按有关程序或说明书进行。起吊预制桩:使桩尖直对准桩位中心, 缓慢放下插入土中。稳桩和压桩:校正桩的垂直度和平台的水平度后, 进行压桩, 压桩应连续进行。接桩:采用焊接接桩法。送桩:采用送桩器进行送桩, 送桩器的中心线与桩身应吻合一致, 送桩深度一般不超过2m。桩节组合:桩基深度≥24 m的, 不超过3节桩组合, 桩基深度<24 m的, 不超过2节组合, 桩基深度<12 m的, 采用1节桩管。终止压桩:按设计压桩力的1.3~1.5倍送桩, 达到设计高程后稳压10 min, 且每分钟沉降量不超过2 mm后结束送桩。然后移动桩位, 进行下一桩的施工。施工时按规范和设计要求做好现场记录。桩帽:绑扎桩帽双层钢筋, 注意设置支撑筋固定, 现浇水泥混凝土并养护。填坑:送桩留下的桩孔, 及时回填砂进行密实, 将施工中形成的坑凹用砂填平。f.管桩打好清基后, 铺设土工格栅;g.土工格珊铺设完成并经检验合格后, 施工第二层砂垫层。
3.5 路堤填料选择及路堤填筑压实试验段
软基处理完成并经检验合格以后, 开始进行路基填筑。路堤填筑要严格执行稳定性控制标准, 按设计图纸要求的填筑厚度和间隔时间 (有现场观测的路段应按沉降速率控制进行每一层填土施工。保证足够的预压时间, 超载部分填土按卸载标准卸载。路堤填筑前, 先对填料进行土工试验, 以确定其是否符合规范要求, 在施工过程中定期对填料进行抽检。在路堤填筑前, 按设计要求布设好各种观测仪标, 并且在路堤填筑过程中及时观测。在填筑时, 均应充分考虑路基沉降, 进行适当的超宽填筑碾压, 以确保路堤的宽度符合设计要求。路堤填筑工艺流程方案如下:材料检验———测量放样———摊铺、整平———压实———宽度、厚度检测———压实度检测———监测———填筑下一层。开工前28 d, 先选取施工区段内具有代表性长度为100 m一段路堤作为试验段, 进行现场填筑压实试验, 以确定有效的松铺厚度、适宜的碾压机械及组合工序、最佳组合下的压实遍数和压实厚度、最佳的控制含水量、合理的施工控制方法等工艺参数, 作为实施科学填筑压实工艺的依据。
3.6 路堤填筑
按照试验段确定的工艺组织路堤填方施工, 施工中始终控制“三线四度”。“三线”即中线、两侧边线, 施工时在三线上每隔20 m插一小红旗, 明确中线、边线的控制点;“四度”即厚度、密实度、纵横坡度、平整度。
3.7 检验签证
在路堤每层填筑、平整、压实后, 及时进行检测;自检合格, 并经监理工程师抽检合格签字认可后, 才能进行上层路堤填筑。路基压实度检测控制按设计图纸的要求执行。
参考文献
[1]苏建林.公路工程施工技术.公路与桥梁专业 (第二版) [M].北京:人民交通出版社, 2007.
[2]王登杰.现代路桥工程施工测量[M].北京:水利水电出版社, 2009.
[3]付慧, 梁世栋.路基路面施工技术与案例分析[M].郑州:黄河水利出版社, 2009.
桥梁和路堤软基工程施工探究 篇2
一、桥梁软基和路堤施工方案
如果在互通立交路堤工程中有软土地基的存在, 则应该将预应力混凝土管桩+B型塑料排水板应用在桥头和桥头的过渡段。此外, 还应该将超载预压处理方案以及C型或者B型塑料排水板应用到路堤段上。在进行塑料排水板软基施工建设时, 可以采用塑料排水板插板插打的施工方法, 这一施工过程会用到包括自卸汽车、推土机、插板机及发电机在内的施工机械设备。在进行预应力混凝土管桩的施工建设时, 可采用沉管机压打的施工方法, 在此施工过程中会用到包括装载机、自卸汽车、沉管机和发电机在内的施工机械设备。在进行超载预压施工时, 施工方法应该严格按照合同和施工图纸进行。除此之外, 还应该遵守相关技术标准和规范以及路堤填筑的工艺要求。
为了保证路堤填筑的效果和速度, 应该采用机械化作业方式。进行材料运输时使用自卸车, 进行路面整平时则采用推土机和平地整平机, 进行碾压时则采用重型压路机。此工程主要包括三个施工阶段, 即准备阶段、施工阶段和竣工验收阶段, 还可分为包括填筑区、平整区、碾压区和检验区在内的四个区域。此外。可以将工作流程划分为八部分, 即施工准备、基底处理、分层填筑、摊铺整平、晾晒、碾压夯实、路面整形以及检验签证。
二、桥梁软基工程施工方法
只有掌握桥梁软基工程的施工方法, 才能够对软基施工质量做到很好的控制。而施工方法由于关系到整个工程建设的进度和整体质量, 通常具有一定的难度和复杂性。施工方必须不断提高施工能力, 才能保证各类施工方法得到有效落实。
1. 桥梁软基工程的施工准备
在现场交桩工作进行完毕后, 为了提高工作效率, 负责测量的小组应该马上贯通测量高程和中线并使高程和中线与相邻合同段实现贯通闭合。此外, 还应该对路堤边桩和线路的中线桩进行测量, 并由相关负责人员将测量结果报给监理工程师。同时要向各技术人员进行交桩, 监理工程师对测量结果没有异议后方能进行施工。为了保证桥梁质量, 防治积水存储, 施工进行过程中还应该修建临时排水工程。
2. 桥台软基的处治
对路桥工程分析可知, 水泥粉喷桩复合地基加固软土地层效果明显、工期短, 但工程造价较高;超载预压可利用施工荷载作为软基预压荷载, 施工方便, 但工期较长、剩余沉降量大;塑料排水板法加固期较超载法短, 较水泥粉喷桩法长。此外, 还有强夯法和爆破法等软土地基处治方法, 各种方法的机理及适应性各有特点。施工过程中, 要根据当地工程实际情况加以选择采用。为了保证软基排水固结的施工质量、消除软基路堤不均匀沉降的现象, 必须尽可能地提前软土地基路段的施工时间。尤其是桥台地段的施工时间, 争取更长的预压时间, 以减少软基路堤工后沉降。根据软土的地质条件、土层件质和路堤填筑高度, 在桥台处设置搅拌桩, 并在搅拌桩未端与塑料捧水板加密区的交接处设置土工织物砂店层, 以协调变型。
3. 路堤填筑
路堤进行填筑之前需要做好一系列准备工作, 譬如进行路堤表面的清理工作, 对路堤范围之内的杂物进行清除。清理工作必须结合现场的施工条件和土质, 同时还必须严格遵守施工规范和设计要求。清理工作进行完毕后, 方能够对路堤进行夯实。还需要遵照软基工程施工规范和标准对原地面进行压实, 如果原地面碾压夯实完成且经过相关技术人员检验符合标准要求后, 则应在监理工程师的指导下, 将砂垫层分层铺筑到经过清理后的基底上。完成第一层砂垫层铺筑后, 可以进行塑料排水板的施工。在施工之前, 必须要确保塑料排水板的质量符合标准要求, 确保包裹在塑料排水板外层的塑料薄膜没有破洞。这一阶段的施工机械为门架式插板机, 其打入深度、拔管跟带的长度以及板距误差和垂直度都有一定的要求, 必须严格按照要求进行。
进行路堤填筑时首先要测量放样, 按照起讫桩号打出控制桩, 并间隔一定距离放出路线中心桩;清理路面, 确保路面干净平整;进行下层砂垫层的铺设工作;进行桩位放样时也要根据相关数据制作布桩图, 在此基础上方能够在第一层砂垫层上放出桩位;安装和调试插板机, 这一工作需与施工放样工作同时进行。
4. 土工隔栅的施工
上层砂垫层的铺设工作需要在排水板全部铺设完成后进行, 完成上层砂垫层的铺设后需要进行土工格栅的铺设工作;完成土工格栅的铺设工作后, 则需要立即进行第一层填料的填筑工作。填筑工作宜尽快进行, 最好在土工格栅铺设施工完毕后一天之内进行。如果因为特殊情况而无法及时进行填筑则应该采取一定的保护措施, 如在土工格栅上铺设一定厚度的细砂。预应力混凝土管桩+B型塑料排水板的软基处理工艺主要包括以下几个方面:测量放样;保持地面的清洁性和平整性;铺设下层砂垫层;铺设塑料排水板;管桩桩位放样的施工工作需要严格按照设计标准和规范要求进行;管桩施工。
5. 选择路堤填料并进行路堤填筑压实工作
路堤填筑工作需要在桥梁软基工程进行完毕且经过检验符合标准要求之后才能进行。进行路堤填筑时, 路堤的填筑厚度和间隔时间应该符合设计图纸的要求。同时, 技术人员和施工人员还应该执行相关稳定性控制标准。如果某段路段需要进行现场观测, 在进行各层的填土施工时应该按照沉降速率做好该施工的控制工作且必须确保预压时间的充足性。如果需要卸载超载部分的填土, 那么卸载工作必须按照卸载标准进行。进行路堤填筑前, 必须确保填筑材料的质量符合规定。同时为了保证整个工程的质量, 针对填料的抽检工作应该贯穿在整个施工过程中。此外, 还应该做好各种观测仪标的布置工作, 以便能够在进行路堤填筑工作时随时进行观测。由于受天气状况和各种外在因素的干扰, 在进行填筑时, 施工人员应该将可能存在的路堤沉降现象考虑在内。合理地进行路堤的超宽填筑碾压, 从而避免因为路面沉降而给路堤宽度造成影响。及时检测路堤的施工质量并由监理工程师签字确认合格, 其压实度检测必须严格按照图纸进行。
三、结语
掌握桥梁软基工程的施工方法和施工过程中应该注意的各种问题, 能够有效提高桥梁软基工程的施工质量, 从而进一步改善整个桥梁工程的施工质量, 避免桥梁坍塌等事故的发生。在有利于维持社会稳定的同时, 也为广大人民群众的生产生活提供了便利。
参考文献
[1]王登杰.现代路桥工程施工测量[J].中国水利水电, 2010 (02) .
[2]梁世栋, 付慧.路堤路面施工技术与案例分析[J].人民交通, 2009 (05) .
桥梁软基 篇3
关键词：道路桥梁,过度,软基路,质量控制
道路质量的好坏直接影响着国家交通事业的发展, 所以道路桥梁过渡段软基路面施工的质量问题得到了整体施工的关注, 除了确保道路桥梁施工的质量, 还要确保行人的生命安全和财产安全, 确保人们在出行的时候, 有一个安全的行驶环境。可以让人感受到安全和放心。随着我国交通事业的发展, 也给道路的施工提出了更多的要求, 下面我们就根据实际情况进行具体分析, 提出优化策略。
1 道路桥梁过渡段软基路面施工不均匀沉降
1.1道路桥梁过渡段软基路面施工不均匀沉降的原因
(1) 道路桥梁过渡段软基路面施工的过程中, 要对桥梁、通道和明涵按照台背要求进行填土。由于台背填土压实度会受到施工机械、施工材料、施工顺序以及施工经验等原因的影响, 导致道路桥梁台背填土的压实度不符合标准要求的现象, 从而产生道路桥梁过渡段软基路面施工不均匀沉降。
(2) 导致道路桥梁过渡段软基路面施工不均匀沉降的原因还有桥头引道软土地基的施工问题。进行桥头引道软土地基施工设计过程中, 当地质钻探布孔较少的时候, 钻探的深度就达不到标准要求, 如果能及时发现道路软基问题, 就能对道路桥梁软基的深度和范围进行正确判断, 从而避免在道路桥梁软土地基施工中产生很多缺失和遗漏的问题。进行过渡段软基施工时, 由于计算方法跟计算参数实际的地基情况有差异, 也会产生软基地基问题, 雨水的侵蚀功能会降低路堤填土的强度, 导致道路桥梁过渡段软基路面施工不均匀沉降。
(3) 关于道路桥梁的过渡段施工, 过渡段结构的设计有钢筋混凝土过渡板、粗料填筑法以及加筋土法。当过渡段工程结构的设计产生问题, 就会出现道路桥梁过渡段软基路面施工不均匀沉降。所以在实际的施工中, 要对过渡段的稳定性和整体的强度进行加强, 从而减小道路桥梁沉降的差异以及刚度变化, 可以防止桥头跳车现象。
2 道路桥梁过渡段软基路基路面施工处理方法
(1) 结构设计。通过道路桥梁过渡段软基路基路面施工的实际情况可以得知, 道路桥梁过渡段软基变形进行控制, 首先要对过渡段内路基的施工沉降量进行有效的控制, 其次就是对路桥交界点的错落沉降成斜坡式沉降的控制。
(2) 设置合理的缓和过渡段。因为结构形式的不同, 导致混凝土结构到柔性填土路基结构以及沥青混凝土的路面结构的强度不同。因此, 进行软基处理的时候, 要对不同强度的结构层进行缓和过渡段的设置。
(3) 设计路桥过渡段软基路基路面施工的时候, 要使用土工格栅技术。因为土体跟土工格栅在承受车辆带来的荷载以及自身荷载的时候, 土工格栅会将土体的抗剪力进行充分发挥。对土体的侧向变形进行约束, 对路基填土的侧向位移进行控制, 还会提高路基的变形模量以及酷基的稳定性。因为路基填土根号土工格栅具有磨擦力, 路基上的一部分荷载就会在结构中进行重新分配, 减小了桥台台背在局部中承受的垂直应力, 起到了降低沉降的效果。由于通过水平进行摊铺的土工格栅有着弹性作用, 所以在车辆的荷载作用下, 会有效的降低结构变形带来的累积, 所以道路桥梁桥台可以使用土工格栅铺设的结构设计。
(4) 现代路桥过渡段软土地基的侧处理方式有很多种, 因为不均匀沉降现象严重, 给路桥的使用寿命带来了影响, 所以要运用一些有效措施进行软土路基加固。水泥搅拌桩加固就是会用水泥和石灰等固化剂, 利用深层搅拌机谢, 把粉体、浆液桩以及软土进行搅拌, 通过物理、化学反应, 最后形成了具有良好稳定性和高强度的复合型地基。水泥搅拌桩法可以用松散砂土以及粉土;地基加固施工中, 最大的优点是在施工中给路堤带来的干扰很小, 适合用于工程施工扩建。花管注浆技术就是通过钻孔机将注浆花管打到软土路基中, 在压力下让浆液可以均匀的流进地层, 最后就产生了钻孔当做轴心的状体。在桩体附近的土体中产生了像树根一样的网状复合体, 具有极高的抗剪能力。动力排水固结就是通过强夯技术结合排水固结方法产生一种新型的加固方式, 就在软土路基中设置排水体, 然后在路基的表面进行砂垫层的铺设, 在夯锤的作用荷载下, 土体中就会形成孔隙水压力, 土体中的水就会通过设置的排水体排除土体, 加快土体固结的速度, 起到加固的效果。这种加固方法适合大面积的软粘土地基, 在国内部分地方已经得到成功实践。
3 道路桥梁过渡段软基路基路面施工研究
通过道路工程施工过程中可以分析得知, 超载预压法、强夯法、爆破法、塑料排水板法以及水泥粉喷桩复合地基软土加固法等方法具有一定的适应条件, 在实际的施工过程中, 要结合道路桥梁的现场施工情况进行方法的选择, 确保道路桥梁过渡段软基路基路面施工质量, 避免产生道路桥梁过渡段软基路面施工不均匀沉降的问题, 要提前规划好道路桥梁过渡段软基路基路面施工的时间, 降低道路桥梁过渡段软基路面施工不均匀沉降的发生率。
结束桥台结构后, 要进行过渡路基以及一般填土路堤的建设, 通过相等的压实度能力的机械设备和具有相同碾压面和高度的设备展开填筑和碾压。如果使用大型的机械碾压困难。可以换成小型的碾压机械。除此之外, 还可以采取必要措施, 进行静置预压施工, 直到符合规定要求才可以进行下一步施工。
进行路桥过渡路基填筑的时候, 要正确选择施工的填料, 通过土壤进行对比试验。主要试验内容有筛分、击实测验、土壤液限试验、塑限联合测定。不同土壤在使用同一种压实机会得到同样的压实度, 根据实验结果, 对土壤的技术指标进行比较, 选择最合适的土壤当做过渡段的填料, 填料选择要从渗水性较好以及砂类土中进行选择。
4 结语
由于桥头引道软土地基的施工问题, 台背填土压实度会受到施工机械、施工材料、施工顺序以及施工经验等原因的影响, 过渡段工程结构的设计产生问题, 也会出现道路桥梁过渡段软基路面施工不均匀沉降, 产生桥头跳车的现象。所以我们要通过工程的现场地质环境, 从结构设计以及施工进行研究分析, 加强道路桥梁过渡段软基路面施工的质量控制, 避免产生道路桥梁过渡段软基路面施工不均匀沉降, 从而减少桥头跳车情况的发生。保证道路的正常营运和道路桥梁的使用寿命。提高人们的行车安全以及行车舒适度, 保证我国交通事业的经济效益和社会效益的稳定性。
参考文献
[1]黄锡哲.探讨道路桥梁过渡段的软基路基路面施工[J].才智, 2013 (23) .
[2]袁锋.试分析道路桥梁过渡段软基路基路面的施工[J].科技致富向导, 2012 (05) .
[3]陈丽娟.探讨市政道路过渡段软基路基路面施工技术[J].门窗, 2013 (07) .
桥梁软基 篇4
位于广东沿海某高速公路项目桥梁为双幅8车道设计, 钻孔灌注桩基础, 重力式承台, 实体花瓶状墩身, 预应力混凝土双悬臂盖梁, 上部结构为预制安装小箱梁, 桥梁标准全宽20.25m。桥区全段为三角洲平原地貌, 地势总体平坦开阔, 原地面大部分为香蕉园, 部分路段为鱼塘区, 跨小型河涌, 桥区基岩为混合片麻岩, 地表及地下水系均较发育, 水位浅, 淤泥层埋深4～16 m不等, 香蕉园区的工程地质条件一般, 鱼塘区则较差。双悬臂盖梁标准长度18.35 m, 交界墩盖梁长度22.1 m, 悬臂端标准长度4.86 m, 最大长度6.485 m, 宽度有1.5 m渐变至1.8 m、1.7 m渐变至2.3 m两种, 盖梁高2.3 m, 盖梁底部距承台顶面12～16 m不等。
根据全合同段控制性工期计划要求, 该路段两座结构类型相同的桥梁的96个双悬臂盖梁需在3个月内全部完成, 以保证桥梁上构预制梁安装工程的顺利进行。针对桥梁大部处于软基区的特点, 承建单位组织技术力量对盖梁工程进行了详细研究, 拟定了几种施工方案进行技术经济比较。
1 方案1:预埋钢辊插销悬臂支撑贝雷主梁悬浇
利用已浇注完成的实体花瓶墩身结构, 在墩身施工过程中纵向水平预埋两根Φ 200 mm的PVC管作为钢辊的预留孔道, 墩身可供利用的孔道中心最大水平间距4.5 m, 待墩柱混凝土施工完毕拆除模板后, 各穿入1条长度大于墩身宽度约1 m、Φ 180 mm的Cr40型钢辊, 伸出墩身部分紧贴墩身安装抱箍板凳以分散集中应力, 板凳平台上吊装支承纵梁。支承纵梁采用321贝雷片组拼单层双排贝雷桁架紧贴墩身, 并用U型锁扣将其与抱箍板凳固定, 两道贝雷桁架间在水平及断面方向用花窗连接, 组成三维桁架体系, 以增强结构的整体抗扭刚度及抗倾覆稳定性。纵梁以上设型钢分配梁, 利用分配梁外伸长度作为施工作业平台, 其上摆放三角形底模支承桁架, 再铺设盖梁底模, 待盖梁预应力张拉施工完成后拆除模板, 卸下纵梁, 拆除插销, 用相同强度等级的水泥砂浆将预留孔道填封。
经计算, 主梁在预埋钢辊支点位置承受较大的负弯矩, 最大弯矩1 130.17 kN·m, 最大剪力412.82 kN, 根据贝雷片组合梁受力参数表 (见表1) , 选用双排单层贝雷梁, 旧贝雷片组合梁取保证系数0.95, 则:
[M]=1 576.4×0.95=1 497.6 (kN·m) 。因[M]>1 130.7 kN·m, 故主梁抗弯强度满足要求。
[Q]=490.5×0.95=465.9 (kN) 。因[Q]>412.85 kN, 故贝雷梁销子抗剪强度满足要求。
根据满布均布支撑结构自重荷载与悬臂端混凝土荷载, 分别验算结构挠度:
计算参数:q=54.64, a=5.475 m, l=7.4 m, E=2.0×105 MPa, I=500 994.4 cm4, 则:
f1=f5=qal3 (6a2/l2+3a3/l3-1) /24EI
=0.006 7 (m)
f1'=f5'=qal3 (2+a/l) /8EI=0.022 6 (m)
f1+f1'=0.006 7+0.022 6=0.029 3 (m) , 因f1+f1'>21.9 mm, 双排单层贝雷梁悬臂端挠度不满足要求, 需要进行加强或选用3排贝雷组合梁。
此方案由于悬臂段长度较长, 支点位置承受极大的负弯矩, 需采用两道单层3排贝雷桁架。其优势在于不受地基基础及河道制约, 无需底部支撑, 施工用材相对较少;其劣势在于贝雷片拼装销孔的间隙和长悬臂梁端部产生的下挠难以得到有效控制, 将使盖梁结构悬臂端有一定沉降。另外, 当桥梁横坡较大时, 可供调节的空间有限, 总体上方案1受盖梁悬臂长度的制约。
2 方案2:钢管柱竖向支撑贝雷主梁现浇
主梁采用4支点受力的贝雷片拼装纵梁, 受力简图为3跨连续梁结构, 主梁受弯较小, 支撑结构采用两断面各4根钢管桩竖向传递荷载, 墩身范围以内的4个支点通过钢管柱将上部荷载传至承台, 盖梁端部4个支点则采用两根垂直打入的钢管桩表面设工字钢平台支承, 打入的钢管桩桩头至地面以上10 cm处截断, 安装支承平台, 与上部钢管桩组成支撑体系 (见图1) 。
此方案具有结构可靠、地面以上部分安装及拆除、运输均较为方便的特点, 盖梁的底部标高及横坡通过可调节千斤顶实现的方式适应性较强, 同时由于采用振入钢管桩作为外侧悬臂端部位支承, 结构不受地基条件的限制, 可满足地基较差情况下的盖梁施工。
由于盖梁数量较多, 钢管桩的振入施工占用起吊及振动设备的时间长, 拨除相对困难, 不利于施工成本控制。因此, 在施工方案的比选过程中, 提出了对其进行适当改进的另一方案, 即将两根单桩受力46 t的支承钢管桩用4块2 m×2 m×0.4 m的钢筋混凝土扩大基础预制板替代, 为保证荷载扩散面积, 钢筋纵横向各伸出预制板30 cm埋入原地面以下。据计算, 地基承载力达到60 kPa以上, 可满足受力要求。现场首层地质土为含砂砾回填土, 埋深均在3 m以上, 支承点及周边部位经简单地基处理后进行试压观测沉降, 将观测结果作为控制悬臂端下挠、预设上拱高度的依据。改进后的竖向支撑架配合贝雷梁方案采用可重复利用的预制板基础, 在很大程度上节约了成本。但由于扩大基础在软基区使用必须进行地基试压及沉降观测, 因而无法应用于河涌地带。
3 方案3:钢管柱托架支撑贝雷主梁现浇
此方案主梁采用4支点受力的贝雷片拼装纵梁, 为避免地基沉降的影响, 支撑架立柱采用两根竖柱配合两根斜向钢管柱分两组各4根外径32.5 cm的钢管桩形成三角形托架, 支撑柱底部支点均位于桥梁承台顶面, 底部支点设箱形钢底座, 支撑柱顺桥向方向两侧各设1组, 两组拼装成整体。盖梁施工时, 结构混凝土及施工荷载通过主梁由竖柱及立柱全部传递至承台。
每组支撑柱设顶部支点4个与贝雷梁相接, 主贝雷梁为3跨连续梁结构, 主梁支点设于贝雷片立杆位置, 间距为两片贝雷架宽度6 m, 底部节点部位设置箱型钢底座连接一侧竖柱及斜柱, 底座与立柱、压杆均采用法兰螺栓连接, 在横向及断面方向设剪刀撑, 斜立柱设拉杆与竖柱连接。支点位置设机械千斤顶调节主梁标高。方案图示见图2。
方案3的主梁受力与方案2相同, 使用单排单层贝雷梁即可满足抗弯、抗剪及变形要求。为保证其稳定, 两侧各取双排单层贝雷梁形成1组后加剪刀撑组合成主梁, 其主支撑结构杆件验算如下:
压杆拟采用Φ 325 mm钢管, D=325 mm, d=313 mm, undefinedkN。
两端铰支:undefined。查表:φ=0.671, [σ]=140 MPa, 压杆稳定的, [σ]st=[σ]·φ=140×0.671=93.94 (MPa) , [N]st=[σ]st·A=93.94×6 013.0=564 861.2 (N) , [N]st/NFE=564 861.2/396 072=1.426, 故斜杆能够满足使用要求。
竖杆:undefined。查表:φ=0.770, [σ]=140 MPa, 则:
[σ]st=[σ]·φ=140×0.770=107.8 (MPa) , [N]st=[σ]st·A=107.8×6 013.0=648 201.4 (N) , [N]st/N=648 201.4/438 581=1.478, 故竖杆满足使用要求。
此方案的优点在于支撑架结构自成体系, 盖梁荷载通过支撑架立柱传递至底座后全部由承台承担, 不需要进行软基处理, 可满足河涌地区悬臂盖梁的施工要求。但由于支撑架结构自身平衡及受荷过程中对各部分钢结构连接的要求较高, 支撑架的加工制作和安装有一定的难度。
4 确定方案
经对各方案的技术经济比较, 该桥梁选用方案2与方案3作为下构软基区实施性方案。经对各路段外支承部位进行地基静载试验及沉降观测, 地基承载力及沉降满足施工要求的, 采用方案2改进后的预制扩大基础外支承;同时设计制作方案3整体式托架10 m、7.5 m高的各1套, 用于河涌地区及承载力较差的软基路段。两个方案的主梁均为3跨连续梁结构, 受力结构类似, 主梁单层双排贝雷架为1组, 两组为1套, 单组采用贝雷销拼接, 型钢剪刀撑由M 20螺杆连接单套主梁成立体结构, 千斤顶调节主梁高度。方案2立柱主支撑部分采用预埋地脚螺栓固定, 横向剪刀撑及斜向风缆稳定。方案3立柱主支撑采用法兰螺栓连接, 型钢焊接底座铰接, 纵、横向剪刀撑及拉杆稳定, 由机加工车间制作后整体吊装。其制作及安装顺序为:箱形钢底座→底座横、纵向系梁→竖向支撑立柱→立柱横向连接及剪刀撑安装→支撑斜柱安装→斜柱拉杆安装→纵向水平连接梁安装→千斤顶安装→支点横向水平梁→主纵向贝雷梁→横向分配梁→底模桁架→底模板。
5 结语
桥梁软基 篇5
关键词：桥梁,软基处理,旋喷桩,复合地基
1 旋喷桩复合地基简介
所谓复合地基指的是对天然地基进行相关处理以增强部分土体,加固区是由基体与加强体共同组成的人工地基,荷载由此二者共同承担。通常情况下复合地基分为水泥土搅拌桩复合地基、高压喷射注浆桩复合地基、砂桩地基等多种类型。本文所论述的旋喷桩便是兴起于高压喷射注浆桩。
高压旋喷注浆法兴起于上世纪70年代的日本,既可用于既有建筑的地基处理,也可对新建建筑的地基进行强化。具体做法是通过钻机将带喷嘴的注浆管带至土层预定位置,利用高压设备产生高压浆体,并使高压流从喷嘴中旋喷出来以破坏原有土体。同时钻杆缓慢上提,使浆液与土粒搅拌混合,浆液凝固后便在土中形成一个圆柱状水泥土固结体,从而达到加固地基的效果。
2 桥梁软基处理中使用旋喷桩复合地基的优点
大多桥梁地基处理的施工现场及施工条件较为苛刻,对施工工艺以及施工设备等都有较为严格的要求。尤其是土体含水较多、结构松散、承载力差的地基地质条件,会对桥梁承载力产生重大影响,威胁桥梁安全。对于诸如此类的软基处理,旋喷桩复合地基有诸多优点,具体如下所示:
(1)对施工空间等条件要求宽松。高压旋喷注浆法的整套设备结构紧凑且占地少,具备较强的机动性。因此旋喷桩复合地基不仅适用于上部土质坚硬下部软弱的地质条件,同时在场地较狭窄,,净空较低的条件下可以正常施工。对于施工期间不能停止运营的的道路桥梁等亦可采用高压旋喷注浆法。
(2)有效减少地基沉降,提高地基承载力。高压旋喷注浆法土体整体的强化,可以减少地基总沉降量,其实际表现是在地基加固的深度内,沉降量减少的幅度非常可观。这对于桥梁施工及运营过程中的安全性意义重大。此外,旋喷桩复合地基由于钢筋等加强材料的使用,使得地基承载力得到大幅提升。
(3)固结体的形状可控。在实际施工过程中,采用高压旋喷注浆法可以按照工程需要,可以通过调整喷射速度与提升速度,调整喷嘴喷射压力或更换喷嘴孔径改变喷射流量等手段来控制固结体的形状。
(4)浆液流失浪费较少。在喷浆过程中,仅有少量浆液会由于喷射参数设置不当等原因而沿着管壁流失至地面造成浪费,其余浆液基本全部集中于喷射流的破坏范围内,而不会在土体中流窜至远处。
(5)施工过程简便。在旋喷施工过程中,要想旋喷成直径在400~4000mm范围内的固结体,仅需在土层中钻出一个孔径为50或300mm的小孔。除此之外,旋喷过程还能能灵活成型,既可以在钻孔的整体长度内形成柱型固结体,也在钻孔的中间任何一段长度内形成一段柱形固结体。
(6)施工过程安全、无公害。我国很多桥梁建设于生态环境脆弱或生态保护区域内,出于环保需要,其建设过程必须确保不对周边环境产生较大影响。高压旋喷浆的施工过程振动与噪音均较低,对周围环境带来的振动影响和噪音危害较少,其高度集中的浆液喷射流与环保型原材料的使用亦不会污染周边水域以及饮用水源。
3 旋喷桩复合地基的施工流程
3.1 准备工作
这一过程中要准备相关器械,并进行安装,同时要平整和布置场地,计划水泥用量。接下来便开始钻孔,使用地质钻机按既定桩位钻孔至设计深度。钻孔之后要开始清孔,采用20MPa高压自下而上地进行旋转喷水,清洗地基孔内干扰介质。
3.2 旋喷、复喷
改用旋喷钻机自下而上地进行高压旋转喷浆作业,各参数见表1。
其中,对于砂砾层,喷浆压力可适当减少,而粘土层与卵石层喷浆压力应适当增大。旋喷结束之后为使喷浆能够在地基中饱满均匀,确保旋喷桩的直径与质量等符合设计要求,还可以采用复喷方法来对旋喷效果进行强化。
3.3 检测
旋喷桩完成之后,还要对固结体进行检测,具体检测相关问题在下一部分进行详细介绍。
4 桥梁软基处理中应用旋喷桩复合地基应注意的问题
由于桥梁建设的特殊性,其软基处理过程中旋喷桩复合地基的使用需要考虑诸多问题,包括浆液的选择、旋喷桩复合地基的检测等等。
4.1 喷射浆液的选择
旋喷桩采用的基本材料为水泥,具体的旋喷浆液可分为以下几种:(1)普通型。对于长度较短,基础较好的桥梁建设,应用该类浆液即可。因为普通型浆液主要针对的是对强度和防渗等没有特殊要求的工程,浆液不添加其余添加剂,只是单纯的水泥浆,且主要为普通硅酸盐水泥,成本较低。水灰比在1∶1~1.5∶1之间,凝固时间随着水灰比的增高而延长;(2)高强型。高强型浆液形成的凝固体,其平均抗压强度达到了20MPa。软基处理过程中高标号水泥以及高效能扩散剂的使用可以使桥梁地基得到更大程度的强化,使其更加适用于对地基强度要求较高的桥梁;(3)速凝早强型。在诸如广东等雨水较多,地下水丰富的地区,其桥梁软基处理对时间要求较高。旋喷浆液要求速凝早强,否则浆液容易被地下水冲蚀而使软基处理效果减弱。此外对旋喷桩体早期强度要求高的桥梁,也可使用速凝早强型的浆液。速凝早强型的浆液一般选用氯化钙、水玻璃及三乙醇胺为早强剂,其用量为水泥用量的2%~4%,这样可以使浆液的早期强度比普通型浆液高两倍以上。除了以上三种浆液,还有充填型、抗冻型、抗渗性、改良型等不同类型的浆液,可根据具体的桥梁软基处理过程按需使用。
4.2 旋喷桩复合地基的检测
桥梁工程涉及公众人身财产安全,其任一施工环节完成后都必须进行检测。对于桥梁软基处理中旋喷桩复合地基的检测更是如此。旋喷桩复合地基形成于地下,具体施工质量不可通过直接观察法来检测,须采用切合实际情况的检查方法来鉴定软基加固效果。检查的内容主要针对固结体的整体性、均匀性、有效直径、垂直度、强固特性以及耐久性。
至于检测时间,在施工前后均要针对不同目的进行检测。施工前主要通过旋喷试验来检测旋喷参数、浆液选择等施工设计的合理性。施工后的检查主要针对施工质量进行检测,分为施工过程中检查和施工完成后期检查。检查对象一般为施工量的5%,对象的选择一般也为施工中出现过异常的固结体。
至于旋喷桩复合地基的检测方法,通常采取开挖检查、室内试验、钻孔检查、载荷试验以及其他的非破坏性检查方法。其中开挖检查仅限于浅层地基,使固结体完全暴露,以便对其进行全面详细的监测评价。室内检查是指在设计过程中,先对施工场地进行地质调查取土,以标准稠度求得理论旋喷固结体的配合比,在室内制作标准试件,通过各种力学实验求得设计所需的理论配合比。顾名思义,钻孔检查就是通过取旋喷固结体的岩心,观察其固结整体性以及强度特性、防渗性等是否符合设计要求。载荷实验是通过直接对旋喷固结体加载荷,求得变形和荷重二者之间的关系,进而求得复合地基承载力与沉降量。
5 结语
旋喷桩复合地基主要适用于软土地基,其固结体形状可控、施工方便等诸多优点使其成为桥梁软基处理过程的最适宜方法之一。旋喷桩符合地基可以有效提高桥梁地基承载力并减小地基沉降和变形,同时又可以节约成本,缩短工期,可在较低安全风险和不危害环境的条件下,高效完成桥梁软基处理工作。但在具体施工过程中要注意根据实际需要选择合适的喷射浆液以及对固结体的检测等等,确保软基处理成果的有效性。
参考文献
[1]贾娟.公路桥梁施工中软土地基施工技术分析[J].中国新技术新产品,2016,6(2):112-113.
[2]高彩凤.公路桥梁施工中软土地基施工技术[J].低碳世界,2015,1(6):133-134.