多種膺架方案在天津輕軌工程中的應用
摘要:介紹津濱輕軌快速軌道交通工程的幾種地基處理方案、膺架搭設方案的選擇及其注意事項。
關鍵詞:高架橋 地基處理 膺架搭設 方案選擇
1 工程概況
津濱輕軌快速軌道交通工程XQg 標段總長3 km , 均以高架橋形式通過,全部為現澆混凝土連續梁,梁跨為30 m 、25 m 、20 m 、18 m 、15 m 、20. 5 m 。本標段位于濱海沖積平原,上覆0～0. 25 m 厚粘土層,極限承載力f k = 110 kPa , 下覆7. 5～20 m 厚淤泥質粉質粘土層,極限承載力f k = 80 kPa , 部分地段上覆0. 5～1. 0 m 厚雜填土或垃圾土,局部為干涸的水塘,其上為承載力極低的淤泥,地質條件復雜,地基承載力較小,且本標段跨越多條鄉村公路、河寬20 m 的袁家河及薊港鐵路,這無疑增加了連續梁的施工難度。本標段地基處理與膺架搭設方案的選擇成為施工質量和施工安全保證的關鍵。
2 地基處理方案
根據不同地段的地質條件和施工環境,本著安全、經濟的原則,考慮如下地基處理方案:
(1) 混凝土面層基礎。在地質條件比較差、極限承載力較低且為滿堂式支架的條件下,可采用此種地基處理方案,使膺架傳遞下來的力通過混凝土面層將力均勻地傳遞到下面土層。但此種地基處理方案成本過高,施工養護周期較長,在現場一般不予采用。
(2) 三七灰土地基。本標段部分原始地面硬殼層較厚,容許承載力較大,下為淤泥質粉質粘土層,容許承載力較小,通過原始硬質地殼層能有效地將應力均勻地分布到淤泥質粉質粘土層。在此種情況下,在其表面鋪筑并夯實一層厚為30 cm 的三七灰土,使其密度達到95 % , 可起到封閉地表水的作用。本標段膺架地基處理多采用此種方案。
(3) 工程土和三七灰土混合地基。本處理方案適用于膺架為滿堂式支架且地質條件較差的情況。當原始地面硬殼層較薄、使用灰土換填成本又過高時,可采用價格相對比較低廉且容易買到的工程土進行換填, 換填厚度約為1 m , 將其分層回填壓實, 上面再用30 cm 厚三七灰土進行封閉處理。
(4) 粉噴樁與條形混凝土混合基礎。當地基承載力遠遠不能滿足要求時,可按膺架布置設粉噴摩擦樁, 在其上面設條形混凝土承臺。該處理方案成本較高, 周期長,一般情況下不予采用。
(5) 沉管樁基礎。當連續梁跨度較大且采用軍用支墩或萬能桿件支墩作為中間支撐點時,采用沉管摩擦樁作為其基礎施工方法簡單、成本較低且安全可靠。根據受力計算及軍用支墩上縱梁布置形式和地質條件,本工程25～30 m 跨中間設臨時支墩,下設8 根15 ～20 m 長的沉管摩擦樁,采用混凝土條形承臺。
(6) 利用既有構筑物作基礎。此方案適用于跨度≤20 m 且采用軍用支墩與貝雷梁作為膺架的情況,施工簡單且安全性能好。根據軍用支墩高度配置情況, 可在原有橋墩承臺上灌筑調節支墩以滿足高度要求。
(7) 條形混凝土基礎。此方案適用于跨路地段。由于本工程道路兩邊地質條件好,均為公路路基基礎, 地基承載力大,可直接在原地面上澆筑混凝土條形基礎或滿鋪枕木、方木作為膺架基礎。
在選擇地基處理方案時,應注意以下幾點: ① 現場施工時應避免破壞原地面,以便盡可能利用原地面的地基承載力; ② 在選擇地基處理方案時,應經過詳細的現場調查并采用觸探或其它測驗辦法判定地基承載力,確保正確地掌握第一手現場地質資料; ③ 在達到同等效果的條件下,應對各方案進行理論分析和現場實驗,選擇較為合理的地基處理方案。
3 膺架搭設方案
應根據具體的地形、地貌、膺架高度、周轉料等情況選擇使用搭設方案。
(1) 滿堂式鋼管支架。該方案適用于膺架搭設高度不大且施工條件允許的情況。根據荷載分布情況對膺架進行設計檢算,確定鋼管的縱橫向布置間距,下面以方本或枕木作墊梁、上面以方木或工字鋼、槽鋼作縱梁以滿足膺架受力的要求。
(2) 滿堂式碗扣件支架。該方案膺架搭設簡單,施工進度快,安全性能好,零散部件少,有利于文明施工。另外,此種膺架具有翼板早拆功能,有利于縮短模板的周轉時間。
(3) 貝雷梁、軍用支墩方案。該方案適用于膺架搭設高度很大且原始地基基礎承載力小的情況。當跨度在20 m 以內時,采用貝雷梁直接跨過,中間不設支墩; 當跨度在20 m 以上時,在跨中位置設臨時支墩,采用軍用支墩或萬能桿件拼裝臨時支墩。
(4) 工字鋼、軍用支墩(或密排碗扣件支架) 方案。該方案適用于跨越寬度在8 m 以內的障礙物,一般為配合滿堂式碗扣件支架使用。當支墩采用加密的碗扣件支架,下面采用滿布方木或枕木作基礎。當支墩采用軍用支墩時,安全性能好,一般在高度較大時采用。支架上設45°工字鋼作縱梁來跨越障礙物。
① 膺架搭設方案與地基處理要緊密接合; ② 可根據現場周轉料情況,嘗試各種組架方案,但必須經過支架承載力和穩定性檢算合格后方可使用; ③ 選擇完膺架型式后,應通過預壓試驗確定沉降量,據此設置膺架預拱度,確保連續梁施工質量; ④ 膺架搭設方案的選擇在確保安全性能的條件下,應綜合考慮經濟、施工難易程度、施工進度、周轉料、現場管理等因素。
4 結束語
天津輕軌XQg 標段工期緊,施工任務繁重,地形地質情況復雜多樣,通過合理選用膺架方案,成功地完成了施工任務,為今后連續梁施工提供了寶貴而豐富的施工經驗。
