浅谈现浇箱梁地基处理及支架搭设施工方法

浅谈现浇箱梁地基处理及支架搭设施工方法

中铁十四局集团苏州轨道交通2号线 褚硕

摘 要:本文引用工程实例,对现浇箱梁施工特点的分析以及地基处理﹑支架搭设和压载试验等施工技术进行一些探讨。

关键词：地基处理 支架搭设 压载试验 一﹑工程概况

苏州市轨道交通2线总体呈南北走向，线路起于相城区京沪高速铁路苏州北站，经平江新城、石路商业区、沧浪新城，终于吴中区迎春南路，线路全长26.556km，全线设22座车站。本合同段包含相城大道站、富阳路站、苏州高速站站～相城大道站区间、相城大道站～富阳路站区间、富阳路站～安元路站区间，设计里程为DK1+189.688～DK5+380.035，线路全长4190.347米。

本合同段箱梁结构形式分为简支箱梁和连续箱梁两种，均为单箱单室结构，箱梁标准断面梁高1.8m，顶板宽9.30m，底板宽4.176m；变截面段梁高度 1.8～3.0m。箱梁共计128跨，其中跨径30m简支梁70跨，跨径35m简支梁5跨，跨径32m简支梁21跨，跨径25m简支梁3跨，跨径35+50+35m连续梁5联，跨径44+44m连续梁1联，跨径30+30+30m连续梁1联。现浇箱梁支架采用碗扣式满堂支架施工，支架预压材料采用砂袋。

二﹑地基处理

我合同段施工的现浇箱梁所处的环境较为的复杂，为保证箱梁的施工质量，针对不同地基情况，制定不同的施工处理措施，在满足施工要求的前提下做到经济合理。基础处理工程从每联箱梁墩柱施工完成后进行，处理工作连续、一次性完成。

1、沥青路面处

沥青路面具有一定结构强度，该处的箱梁基础不需要进行特别处理，只需要将路面上的杂物清理干

净就可以直接作为箱梁的基础了。

2、原状土地面处

该处的土体以地面为准换填不少于30cm的砖渣，砖渣铺设完成后应采用振动压路机压实，碾压过程不得少于6～8遍，然后上摊铺一层灰土嵌缝料经过处理后的地面应平整、密实，碾压完成后做一层10cm厚的C20混凝土垫层，以利用箱梁支撑架施工。

3、承台基坑开挖处

承台基坑开挖深度较大的，在承台四周用砖渣回填时并进行压实，回填至原地面，首先平整施工场地，采用压路机碾压密实，再铺设50cm厚砖渣，用重型压路机碾压密实，保证支架基础具有一定的承载能力和抗沉陷能力，同时在固化层外侧100cm处外挖排水沟，做好地表排水，防止长时间浸泡地基造

成翻浆冒泥，顶面浇注15cm厚C20素砼。以保证结构的施工安全；在基础处理的过程中严格控制墩柱附近砖渣的碾压质量。

4、泥浆坑开挖处

用挖掘机对箱梁下方箱梁宽度范围内泥浆坑、松软地段全部挖除，采用分层回填砖渣，每层为30cm，用18T振动压路机碾压6～8遍，碾压密实，表面平整无轮迹,局部有反弹地段重新换填处理；为了保证地基的稳定,回填至原地面，支架施工范围内做排水横坡,坡度控制在大于2%,以减小下雨时雨水对地基的冲刷及浸泡。同时支架两侧(地基两侧)开设纵向排水沟,避免雨水对地基的浸泡。排水沟内缘距离地基边缘大于1.0m,以保证主梁施工过程中支架的刚度及稳定性,地基碾压后在表面浇注20cm厚C20混凝土垫层。

三、地基承载力试验

在各段地基处理完成后选取具有代表性的地段（承台基坑开挖处或回填处）进行局部承载力检验，其方式为：依据正常的施工工艺搭设布距为90cm×90cm或60cm×60cm的扣碗支架（其上下分别设置10cm×10cm的方木），其上放置不小于的荷载140%(荷载可采用沙袋)，通过沉降观测检验处理后地基的承载力是否满足施工要求。

四、支架的选取和搭设 1、支架的选取

回填处理地段的地基虽被处理好，但整体上稳定时间短，不宜承受较大跨径支架(如型钢支架)所产生的集中力，而满堂式碗扣支架则可以很好地将荷载分散开。由于传统的满堂式支架大多采用万能杆件、木支架或Ф48mm的钢管及扣件等材料搭设而成。而碗扣支架与之相比则有单个杆件轻、由人工操作、极少使用吊机、拆卸轻便、快捷、周转灵活、承载力高等优点。所以在讨论比选之后，决定采用碗扣式支架作为连续箱梁施工的支撑，立杆纵向间距为60cm、90cm按梁体结构布置。

根据本工程箱梁结构的特点及各部位荷载情况，箱梁混凝土结构施工时的支撑架采用“WDJ碗扣型支撑架”；它操作简便，安装速度快，劳动强度低，扣件为轴心连接，稳定性及承载力高，施工时可依据箱梁断面情况不同，施工荷载大小进行不同间距的布置与组合。

横桥向：箱体腹板下的立杆布距均为60cm，箱室的立杆布距为90cm或120cm(根据支撑架的模数而定)，翼板下的立杆布置间距为90cm；

纵桥向：顺桥向的立杆基本布局为90cm，在以墩柱为中心两侧6.0m的范围内密布置间距为60cm(或腹板与翼板下间距为120cm，腹板下间距为60cm，以便施工为准)，小横杆的竖向间距均为120cm。

2、支架的搭设

搭设时在支架部分适当设纵向和横向剪刀撑，确保支架的稳定性。在墩柱处采用钢管搭设成井字架，

并用钢管与碗口满堂支架连接形成一个整体，以保证支架的稳定性。

为保证施工完工后结构尺寸的准确，支架应预留施工预拱度。施工预拱度主要由以下几个因素确定： （1）支架受施工荷载引起的弹性变形；

（2）受载后由于杆件安头的挤压和卸落设备压缩而产生的非弹性变形； （3）支架基础在受载后的沉陷。 3、支架安装要点

（1）在放置支撑架的下托时，在其下方垫放钢木，以防止支腿传递的集中荷载使垫层混凝土开裂，钢木的厚度不小于5cm。

（2）支撑架搭设前，对基础平面进行检查，采取拉线的方式进行找平保证支架下托在同水平面之内，保证支架的受力均匀，施工中保证各个连接点的紧密安放，严禁虚接的情况出现。

（3）支撑架拼装到3-4层检查每根立杆是否浮动，否则应旋紧下托。沿支撑架四周和每层门架均采用扣件式脚手设剪刀撑（其夹角为45°～60°）和水平连接杆，剪刀撑的长度不得小于6m，每根剪刀撑应横跨不小于4榀。

（4）施工中预留接头承压非弹性变形沉降量，按以下原则设置：

木与木：每个接头的顺纹2mm，横纹3mm，木与钢：每个接头2mm，并根据箱梁基础的处理情况（地基承载力实验结果），在支撑架搭设过程时预留1～2.0cm的沉降量，同时考虑设计给出的桥梁预拱度。

（5）在搭设过程中，支撑架上拖的旋出高度不大于30cm，立杆上部悬臂端的长度不大于70cm； （6）部分现浇箱梁处于半径较小的圆曲线上，支撑架的布置形式以设计为大原则，根据实际施工情况予以调整，当小横杆的模数不满足施工要求时，采用Ф48mm的钢管与扣件代替，严禁取消小横杆设置；

（7）支撑架搭设完毕后，对其平面位置，顶部标高，节点联系及纵横向稳定性进行全面检查，在钢筋绑扎与模板完成后砼浇筑之前，将支撑架的上、下托再次拧紧，保证其与方木紧密接触，防止砼浇筑过程中支架的沉降变形过大。

（8）分段浇筑两端设置施工缝，当中间段张拉注浆完成后拆除底部支撑架，但在整个梁段施工完成前，不得拆除悬臂端的支撑系统。

（9）在支架的拆除过程中，由跨中位置向墩位处对称进行，严禁向下乱抛模板及脚手钢管。 4、预留施工预拱度

支架安装必须预留预拱度，支架预留拱度计算公式为：f=f1+f2+f3，其中f1：地基弹性变形，f2：支架弹性变形， f3：梁体扰度预留拱度最大值设置在跨中位置，并按抛物线形式向两侧立柱位置分配，算得各点处的预留拱度值后用碗口支架顶托进行调整。

五、堆载预压 1、目的

（1）检验支架及地基的强度和稳定性； （2）消除整个支架的塑性变形； （3）消除地基的沉降变形； （4）量测支架的弹性变形。

为检验现浇箱梁模板的安全性和实际变形量，通过预压消除结构非弹性变形，同时取得模板弹性变形的实际数值，得出荷载－挠度曲线，并检验设计计算结果，调整预拱度(或反拱)，以求得现浇箱梁施工的准确参数。提前发现支架结构及构件加工、安装所存在的问题和隐患，提前调整整改，防患于未然。模板预拱度的调整通过调整模板支撑顶托完成。

模板弹性变形应根据预压变形测量结果绘制沉降曲线，并结合模板的设计拱度和实际支撑变形来确定。

模板安装完毕后，对其进行预压，支架预压采用砂袋法。考虑到混凝土振捣产生的动荷载及小型机具等荷载，预压荷载按混凝土实体重力的1.2倍考虑，预压期不小于3d。

考虑梁体自重、地面下沉及支架的弹性和非弹性变形等因素影响，按设计要求对支架进行预压。在箱梁模板安装完毕，以箱梁等重量的沙袋对支架及基础进行预压，支架变形及地基压缩量主要考虑以下因素：

?=?1+?2+?3+?4+?5

?1---箱梁自重产生的弹性变形 ?2---支架弹性压缩量

?3---支架与方木，方木与钢模板，支架与枕木之间的非弹性压缩量 ?4---支架基础地基的弹性压缩量 ?5---支架基础地基的非弹性压缩量

通过预压施工，可以消除?3，?5的影响，在底模安装时，其预拱度的设置Δ=?1+?2+?4计算，在模