低墩盖梁地基处理技术研究

低墩盖梁地基处理技术研究

游艳文刘森

中交第二航务工程局有限公司第六分公司湖北武汉430014

摘要：本文结合沙洲岛互通立交盖梁结构形式、复杂地质条件、多雨地段、墩柱高度等特点，对低墩盖梁地基处理技术进行研究，为以后类似工程提供借鉴。

关键词：低墩盖梁；地质复杂；多雨地区；地基处理

1工程概况

1.1工程概述

沙洲岛互通立交主线桥预制箱梁范围下部结构为门型墩，盖梁为钢筋预应力混凝土结构，盖梁悬挑长度最大达到5.35m，盖梁高度为1.8m～2.32m，最大长度为28.3m，盖梁结构形式多且桥址区地质条件复杂，所以在盖梁施工中根据不同的地质条件及墩身高度采取不同的基础处理方式及盖梁支架形式。

1.2地质条件

地形、地质条件复杂：沙洲岛原有鱼塘鳖池较多，承台基础埋设深度深浅不一，淤泥等软弱下卧层较厚。桥址区地基地层自地表往下依次是：第四系全新统人工①-1填土(Q4me)，冲海积(Q4al-m)成因的②-1-1粉质粘土、②-2-1淤泥、②-3-1粉砂、②-4-1细砂、②-2-2淤泥、②-1-2粉质粘土、②-4-2细砂、②-5-2中砂、②-4-3细砂、②-5-3中砂、②-6-1粗砂，第四系更新统冲海积(Q3al-m)④-3圆砾，下伏燕山晚期侵入花岗闪长岩（γδ53）及其风化层、二长花岗岩（γ53）及其风化层。

1.3气候条件

项目所在区域属亚热带季风性湿润气候，暖热湿润，雨量充沛，年降水量1560毫米，降雨季节分布，通常年份，降雨集中在4～9月份，下半年（受台风影响除外）则逐月减少。其中5～7月为洪水期。

2地基处理选择

2.1支架方案的确定

考虑到沙洲岛互通立交墩柱较矮，兼顾桥梁美观，对桥梁的外观质量要求较高，所以在施工中未考虑在墩柱上埋设牛腿悬挑支架及预留孔洞穿钢棒等常规的施工方法，采用满堂支架法施工。

2.2地基处理选择

由于盖梁下基础地质情况较差，福建地区雨水丰富，综合考虑地质情况、雨水情况及盖梁宽度，结合经济成本，决定采用以下两种地基处理方式。1、采用换填法，2、在承台基础上架设大型钢。对于标准长盖梁（15.5m）地基采用换填法，加宽盖梁地基处理采用型钢基础。

3地基处理工艺

3.1基础换填施工

3.1.1基础受力计算

选取盖梁高度最高的36#分联墩为对象进行基础计算。沙洲岛36#分联墩盖梁小桩号高度为2.32m，大桩号为2m。本计算不考虑支架空载抗风工况，只考虑上部恒载及施工荷载工况。

按最不利2.32m梁高计算，最大混凝土荷载为2.32*2.6*9.8=59.11KN/㎡。

模板荷载取2.5KN/㎡。

施工荷载取3.0KN/㎡。

则荷载组合为1.2*（59.11+2.5）+1.4*3=78.13KN/㎡。

单根立杆受力为2.32*26*（0.9*0.6）=32.58KN

应力在混凝土层及碎石层内传递角度按45°考虑，则传递深度与扩散范围B=H=0.4m，由于：

2B+B0=2*0.4+0.1=0.9＞Ly=0.6m

按最不利原则控制，碎石层底面地基承载力特征值应满足：

Fg≥2*Nkmax/(2B+B0)2=2*48.8/0.9=108KPa

综合上述计算分析，取填土整平碾压后承载力特征值不小于120Kpa。

3.1.2基础换填施工

对于地基较好地段，清除表面软弱层后用压路机碾压、整平，确保地基承载力≥120Kpa后，填筑40cm厚山皮石，压路机分层压实，在基础上铺设预制好的10cm厚钢筋混凝土预制板，地基处理宽度比支架搭设宽度大100cm，然后搭设90cm*60cm满堂支架。

计算可得最大应力为175Mpa<205Mpa。

3.2.2型钢基础施工

采用型钢做为满堂支架的基础时，则需将承台顶面上的杂物或土方清理干净，将双拼H588型钢搁置于承台顶部，H588型钢上铺设I20做为分配梁，分配梁间距与支架立杆间距（60cm）相同，在I20横向分配梁上搭设满堂支架，如图2所示。

3.3两种施工方案的对比

通过沙洲岛互通立交盖梁施工，两种施工方案优缺点如下：

基础换填施工优点：施工快捷，可加快施工进度；缺点：受雨水影响大，成本较高。

型钢基础施工优点：型钢可周转使用，成本较低，不受雨水影响；缺点：施工进度较慢，需等预应力张拉完成后方可周转。

通过二者的对比，针对福建地区的地质及气候，两者互相结合使用，既不影响进度计划，又可使成本利益最大化。

4总结与展望

目前公路桥梁宽度越来越大，所以要求下构盖梁的宽度及悬挑越来越大，而预应力结构的盖梁则可以解决盖梁大跨度长悬挑的结构问题。本章基于沙洲岛互通立交预应力盖梁的结构特点，摸索总结低墩盖梁地基处理技术研究，为后续岛区盖梁施工提供更多实用的工艺工法。

参考文献

[1]中交第二公路勘察设计研究院有限公司.国道319线漳州段改建一期工程（厦漳同城大道）.2012年03月

[2]周水兴，何兆益，邹毅松.北京：人民交通出版社，《路桥施工计算手册》，2001年10月

[3]杨文渊，徐犇.北京：人民交通出版社，桥梁施工工程师手册（第二版），2007年6月