公路大桥引桥地基处理施工与管理

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1、工程概况
    安庆长江公路大桥起始于北岸合安高速公路安庆连接线处，穿越安庆市区，在安庆市东门汽车轮渡处跨越长江天堑及南北岸部分区域，终点与318国道新改建路线相交，全长5.9km。其中，引桥长4.86km。
    2、水文地质概况
    安庆长江公路大桥引桥地质条件较差，具体自上而下依次为：0.8m～1.0m的杂土层、1.0m～1.2m呈可塑状的粉质重亚粘土、1.0m～1.3m呈可塑状的粉质轻亚粘土、2.0m～2.2m呈软～塑状的粉质重亚粘土及1.5m～1.7m淤泥质粘土，地基承载力相对较差。桥址位于长江中下游地区，受降雨的影响，该地段地势低洼，地下水位较高，几乎长期受雨水浸泡，给地基处理增加了难度。
    3、地基处理
    上部结构为单箱双室预应力混凝土斜腹板等截面连续箱梁，梁高1.5m，箱梁顶板宽12.75m，底板宽6.216m，箱梁顶、底板厚均为0.2m，腹板厚均为0.45m，两侧悬臂长均为2.85m，按照设计要求采用满堂支架逐孔现浇。
    为保证箱梁浇筑的稳定性、安全性和质量，必须对地基进行特殊处理。具体步骤为：①在翼缘水平投影的外侧挖一排水沟，降低该地段地下水位；②由于土壤含水率较大，进行翻晒，翻晒深度大约0.6m～0.8m，接着进行分层回填、碾压，对出现弹簧土地段还要进行换填处理；③布设一层毛石或其他等代品，然后铺填一层嵌缝材料(石屑)，接着进行碾压，该层厚度30cm左右；④铺筑一层15cm厚的水泥稳定层(做横向流水坡，坡度1%～2%)，水泥用量为石屑重量的3%～5%，施工完毕要洒水养护7ｄ以上。
    4、试验目的及方法
    由于工期比较紧张，如按照原设计的要求进行逐孔预压，总工期很难保证，而且对相同或相似的地质条件，进行地基处理时采用的方法基本相同，所以进行逐孔预压意义不大，可通过设置预拱度的方法加以解决。为了掌握箱梁施工过程中地基沉降量的大小，为支架搭设时预拱度的准确设置提供可靠的数据支持，选择了荷载较大的一段进行地基承载力的试验，试压面积38.88m2，具体为横桥向选择了底板及斜腹板的水平投影范围7.2m，立杆分9排布置，每排间距90cm；纵桥向从墩身壁开始5.4m范围，立杆分6排布置，每排间距90cm，横杆步距皆为120cm。
    支架采用碗扣式支架(Φ48×3.5mm)，荷载分布完全按照箱梁的实际结构特点，并取压重系数为1.1。通过计算总压重106.56t，采用砂袋进行压重，砂袋重量取10个砂袋重量的平均值，通过，平均每个砂袋的重量为180kg，总共需砂袋592个。
    5、沉降观测
    预压从5月23日开始，由于市场麻袋数量有限，当天只预压了234袋约42t，在5月29日将剩余的荷载全部压完(至晚8：00荷载布完)，满布荷载后接着观测了8ｄ，通过对观测结果的分析，发现从6月5日～6月7日沉降很小，累计只有2mm左右，认为至6月4日上午7：00，沉降基本趋于平稳。
    6、理论沉降计算
    根据《安庆长江公路大桥工程地质勘察钻孔桩柱状图》中提供的相关资料，有必要从理论上计算箱梁施工过程中地基的沉降量，可按结构重力、施工荷载及土重采用(单向)分层总和法计算。
    通过计算，理论沉降量为25mm左右，与预压结果基本吻合。
    7、数据分析
    从沉降观测的结果来看，其中最大沉降30mm，最小沉降10mm，平均沉降19.4mm，去掉回弹量，实际平均沉降只有13mm，按照现在的地基处理方法，是完全能满足施工要求的。
    8、预拱度设置
    根据地基沉降和支架变形之和确定预拱度的最高值，此最高值应设在梁的跨中，其他各点的预拱度，应以中间点为最高值，以梁的两端为零，按二次抛物线进行分配，取跨端为坐标原点，跨长为L，主梁跨中矢高为f拱，具体预拱度曲线方程为：ｙ=4f拱×(L-x)/L2M。
    9、经济分析
    目前只是局部预压，通过预压，积累该地段通过地面硬化处理后的相关可行性资料，并为优化施工技术方案提供可靠的数据支持。由于开始拟定的施工技术方案中，地面硬化处理中包括有一层10cm厚的混凝土面层，现在通过预压的结果来分析，完全可以取消该面层，而适当加厚水泥稳定层，为防止后期混凝土养护期间养护水的侵蚀，在支架搭设前在水泥稳定层上铺设一层防水薄膜。
    通过现在的地基处理方案与原方案的比较，每平方米的费用要节省12.35元。
    10、结语
    现在安庆长江公路大桥引桥上部箱梁各个作业面已全部开始施工，地基处理都是按照取消混凝土面层的方法进行施工的，在支架搭设好后，按照设计要求都进行了预压，预压结果和上面的数据基本吻合。从混凝土浇筑前后的沉降观测来看，预压过的地基沉降量只有3mm左右，结果相当理想。既保证了结构的稳定性、安全性和质量，又节约了工程成本，减少了工程投资。