福州深层淤泥地质T梁预制场规划与建设

2019-01-06 02:19孟祥军
中国科技纵横 2019年22期

孟祥军

摘 要:本文以福州绕城公路东南段A7合同段T梁预制场建设为例,简述深层淤泥地质梁片预制场台座处理方法。

关键词:梁场建设;沉降控制;深层淤泥地质

中图分类号:U445.8 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2019)22-0131-02

1 工程概况

1.1 工程设计概况

福州绕城公路东南段高速公路是“国高”京台线与沈海线在福州中心城区的绕城快速通道,其中青口至长乐段是国家高速公路北京至台北射线的重要组成部分。其中,A7合同段位于福州市马尾区琅岐镇(福建省闽江入海口琅岐岛)境内,起点位于琅岐镇金砂村(K29+410),终于琅岐镇海屿村(K33+099),全长3.689km。合同段内桥梁工程有琅岐互通主线桥、琅岐特大桥1号桥和琅岐互通匝道桥(B、C、D、E匝道),共计预制T梁1044片,其中25米T梁49片、每片梁重约61T,30米T梁995片、每片梁重约79.5T。

1.2 工程水文地质

A7合同段所属区内存在大面积软土地层,表层局部为素填土及粉质粘土,厚度约1~2m;其下为海积成因的淤泥,多呈流塑状,含水量约为34~71%,天然孔隙比约1.583~1.993,压缩系数为0.65~1.50MPa(-1),一般厚度约3.00~15.80m;下部为含泥量高的稍密~中密粉细砂,厚度6.10~64.20m不等。

福州平均降雨量1343.3mm,历年最大日降雨量159.6mm。沿线水系发育,闽江支流表现为沟谷小溪及海积平原区灌溉水渠,呈纵横交错状分布,平原区水系受海水潮汐影響,雨季台风季水位暴涨,对海积平原砂、卵砾石地质地段施工影响大。水系补给海积平原地层内,使软土地层孔隙水饱和,土质软化,致使梁场地基处理困难加大。

2 梁场主要设施规划

2.1 梁场选址

梁场选址位于琅岐互通枢纽A匝道AK0+ 420~+672段填方路基处,全长252米,宽75米,总占地面积18890m2,不占用主线区域。

2.2 功能区设置

制梁场按功能设置有制梁区、存梁区、钢筋绑扎区、办公生活区。梁场东侧为制梁区,西侧为存梁区,梁场南侧设置钢筋绑扎区用来安装钢筋及波纹管,梁场西南侧设置办公生活区。

2.3 台座配置

梁场内制梁台座共有58个30mT梁台座,其中7个台座为钢筋绑扎区,剩余51个制梁台座中6个台座预留吊装孔,可供30m、25mT梁共同使用。

2.4 龙门吊配置

梁场共配置8台龙门吊,其中存梁区配置2台80吨龙门吊、2台50吨龙门吊负责梁片的起吊、运输。制梁区内配置4台10吨龙门吊负责装卸模板和浇筑混凝土。80吨龙门吊跨径33米,净空16米;50吨龙门吊跨径33米,净空13米;10吨龙门吊跨径为29米,净高6米,各龙门吊分别设置轨道,互不影响工作。龙门吊布置形式见图1。

3 主要设施基础设计

3.1 制梁台座基础设计

制梁台座承载力计算:

考虑最重30m边梁预制时的静载作用主要包括T梁重量G1、模板重量G2、基础自重G3三部分组成,台座及基础混凝土容重取2400Kg/m3。

梁自重:G1=767kN

模板:G2=200kN

基础重:G3=(2×2×0.5×2+1.5×0.3×26+0.5×0.5× 30)×2.4+574.4=562.5kN

预制单元荷载F=G1+G2+G3=767+200+562.5=1529.5kN

基础受力面积S=47m2

(1)当T梁台座整体受力时地基承载力计算(取安全系数为1.3),则基础压强P1=1.3F/S=42.3KPa

(2)当T梁张拉两端受力时地基承载力计算:

梁自重G1=767kN

基础自重G2=2×2×0.5×2×2.4+0.5×0.5×2×2×2.4=120kN

预制单元荷载F′=G1+G2=887KN

基础受力面积S′=2×2×2=8m2

则基础压强P2=1.3F′/S′=144.1KPa

故制梁台座基础地基承载力需≥144.1KPa,才能满足要求。

存梁台座及检查台座参照张拉时承载力要求进行施工。

3.2 龙门吊基础承载力计算

(1)起吊T梁时龙门吊单边荷载为G1=767/2=383.5KN;龙门吊自重按800KN计,则单边轨道梁承载G2=800/2= 400KN。

(2)轨道和轨道基础每延米重G3=15KN。

(3)按照受力分析,基础底部受最大弯矩为龙门吊支腿作用部位,龙门吊单个支腿轴距为60cm,根据基础高度下反45°,则基底最不利情况下的受压面积S=(0.65+0.6+0.65)×1.5=2.85m2。

龙门吊单个支腿提供的力N=(G1+G2)/2+2.85G3= 434.5KN,并取安全系数1.3;则最不利情况下单个支腿最大承载力P=1.3N/2.85=198.2KPa。

故龙门吊基础地基承载力需满足≥198.2KPa。

4 梁场主要设施建设

4.1 预制梁场建设主要施工工序有:

(1)场地清淤后进行砂桩施工、路基填筑及平整;(2)施工台座基础及台座施工;(3)台座设置反拱;(4)设置T梁存梁区、检查区;(5)龙门吊轨道;(6)沉降、位移观测;(7)自动喷淋养护系统;(8)场地排水和硬化。

4.2 路基施工

场地清淤后进行砂桩施工、路基填筑及平整,梁场区域所处AK0+420~+672段路基,该段进行挖机清表后,再进行软基处理。

4.3 制梁台座施工

(1)地基碎石换填。基础开挖至设计深度后,人工清除基坑底部虚土,采用压路机将基坑底部反复压实,然后进行换填并继续进行反复压实并检测地基承载力至满足要求。

(2)台座施工。台座高度为50cm(外露30cm),30m台座宽度为50cm,台座顶面四周镶50mm×3mm等边角钢,上表面铺设6mm复合式不锈钢钢板。

按照图纸绑扎钢筋完成后立模板,用钢筋将预埋角钢焊接固定准确,顶面按设计预留反拱,使用水准仪复核调试。台座纵向按模板设计拉杆间距预留拉杆孔,孔径满足施工模板底拉杆穿拉要求。各项工序检查合格后,方可开始混凝土浇注,现场浇筑振捣密实,浇筑到与角钢顶面齐平时,使用木抹子收平并覆盖洒水养护。

(3)台座完善。台座强度满足要求后,对台座混凝土顶面和角钢顶面进行磨光,然后铺6mm复合式不锈钢钢板,按压平整与角钢满焊牢固,分块钢板间焊缝需焊接牢固并打磨平整,最后用水准仪对台座顶面反拱和平整度进行复测验收。同时,制梁台座按标准化要求,在T梁台座正面贴牌编号,台座侧面用油漆标出钢筋绑扎间距,按设计位置粘贴波纹管定位高度标识牌。

4.4 台座反拱设置

30m、25mT梁台座按施工图设计在跨中设置25mm和20mm反拱,反拱线沿台座长度方向按二次抛物线布置,台座各点反拱值见表1。

4.5 设置T梁检查区

在制梁区设置两处T梁检查区,T梁在台座上预制完成后,先将梁片调运至检查台座上進行外观检查,检查合格后移入存梁区。每个检查区设置一对可移动式T梁检验平台(如图2),检查台尺寸为底面140cm×140cm、顶面70cm×100cm、高120cm的棱台。检查台采用C20混凝土现浇。

4.6 龙门吊轨道

龙门吊轨道行走钢轨基础采用C30砼,其下设20cm厚级配碎石。为防止基础不均匀沉降导致断裂基础,每30m设置2cm宽断缝,并在制梁区横向排水沟断面处设置排水孔。

(1)地基换填。龙门吊地基换填厚度不小于40cm,基础开挖至设计深度后,人工清除基坑底部虚土,采用压路机将基坑底部反复压实,然后采用碎石回填碾压密实。(2)龙门吊轨道基础。龙门吊轨道基础采用扩大基础,下基础底面上5cm处设置一层纵、横向间距各为30cm的钢筋网片;龙门吊采用43#钢轨,钢轨底宽114mm,根据轨道钢尺寸,轨道基础施工时预埋长度30cm、Φ12@2000mm螺纹钢筋,钢筋外露10cm固定钢轨。轨道基础纵向坡度0.5%,并根据轨道钢长度(12m)预留轨道调平槽,槽内埋设有调平钢板。

在砼面上定出钢轨位置,安装调平钢轨,根据气温情况轨缝预留为4~6mm。轨道端头安装终端限位装置和制动挡板,防止起重机脱轨事故发生。轨道基础两侧设有砖砌滑线槽,供龙门吊电缆线行走。

4.7 自动喷淋养护系统

制梁区和存梁区分别设置自动喷淋养护系统,喷淋养护系统由蓄水池、输水管道、加压水泵、喷淋管组成。在梁场东侧设置两个12m3蓄水池,蓄水池接出两条φ110mm给水主管,各区预先埋设的φ50mm支水管与主管连接,每条支水管均配备加压泵保证养生用水水压。单根支水管安装6处球阀,当T梁需要养生时,用软管将最近的球阀与喷淋管连接,打开支水管的加压泵即可自动养生,自动旋转碰头转动角度180度,确保每片T梁、每个部位均能养护到位。

4.8 场地排水和硬化

(1)场地排水。根据梁场各功能区布局设置排水系统,沿轨道基础内侧设置尺寸为30cm×35cm主排水沟,每制(存)梁区段间设25cm×25cm排水沟与主排水沟相连,运梁通道下预埋φ300mmPVC纵向排水管,连接路两侧排水沟。

行车区排水沟为混凝土浇筑,并加盖钢筋混凝土盖板;非形成区排水沟采用单墙砖砌,内抹2cm厚砂浆。台座间设15cm×10cm支排水沟与场地面层一起浇筑完成,将雨水和T梁养护用水汇集流入主排水沟。

整个场地水经主排水沟流入梁场三级沉淀池,沉淀合格后排出场外。

(2)场地硬化。梁场采用敞开式管理,场地按标准化要求进行混凝土硬化,一般区域采用10cm厚C15混凝土硬化,按照中间高、四周和水沟处低的原则设置1.5%排水坡。场内运梁通道及行车道路采用20cm厚C20混凝土进行硬化,局部基础较软处采用片石换填。

4.9 沉降、位移观测

梁场地质条件差,地基承载力弱,地下水位浅、富水性强,为保证梁场建设质量、存梁的稳定性、龙门吊轨道的安全性,待台座及龙门吊施工完成后,在台座两端及中间部位设置观测点,龙门吊轨道定距设置观测点,每周进行一次沉降、位移观测,并建立观测数据档案,分析沉降、位移情况,发现异常情况应及时采取措施处理。

5 结语

本梁场于2017年4月初投产,所有制梁台座在使用中情况正常,沉降值均小于1cm,且同一台座沉降值一致,台座承载力满足施工生产要求。其它处设施均使用正常。以上结果证明了在深层淤泥地质上设置T梁预制场满足了施工需要。

参考文献

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