多种膺架方案在天津轻轨工程中的应用
摘要:介绍津滨轻轨快速轨道交通工程的几种地基处理方案、膺架搭设方案的选择及其注意事项。
关键词:高架桥 地基处理 膺架搭设 方案选择
1 工程概况
津滨轻轨快速轨道交通工程XQg 标段总长3 km , 均以高架桥形式通过,全部为现浇混凝土连续梁,梁跨为30 m 、25 m 、20 m 、18 m 、15 m 、20. 5 m 。本标段位于滨海冲积平原,上覆0～0. 25 m 厚粘土层,极限承载力f k = 110 kPa , 下覆7. 5～20 m 厚淤泥质粉质粘土层,极限承载力f k = 80 kPa , 部分地段上覆0. 5～1. 0 m 厚杂填土或垃圾土,局部为干涸的水塘,其上为承载力极低的淤泥,地质条件复杂,地基承载力较小,且本标段跨越多条乡村公路、河宽20 m 的袁家河及蓟港铁路,这无疑增加了连续梁的施工难度。本标段地基处理与膺架搭设方案的选择成为施工质量和施工安全保证的关键。
2 地基处理方案
根据不同地段的地质条件和施工环境,本着安全、经济的原则,考虑如下地基处理方案:
(1) 混凝土面层基础。在地质条件比较差、极限承载力较低且为满堂式支架的条件下,可采用此种地基处理方案,使膺架传递下来的力通过混凝土面层将力均匀地传递到下面土层。但此种地基处理方案成本过高,施工养护周期较长,在现场一般不予采用。
(2) 三七灰土地基。本标段部分原始地面硬壳层较厚,容许承载力较大,下为淤泥质粉质粘土层,容许承载力较小,通过原始硬质地壳层能有效地将应力均匀地分布到淤泥质粉质粘土层。在此种情况下,在其表面铺筑并夯实一层厚为30 cm 的三七灰土,使其密度达到95 % , 可起到封闭地表水的作用。本标段膺架地基处理多采用此种方案。
(3) 工程土和三七灰土混合地基。本处理方案适用于膺架为满堂式支架且地质条件较差的情况。当原始地面硬壳层较薄、使用灰土换填成本又过高时,可采用价格相对比较低廉且容易买到的工程土进行换填, 换填厚度约为1 m , 将其分层回填压实, 上面再用30 cm 厚三七灰土进行封闭处理。
(4) 粉喷桩与条形混凝土混合基础。当地基承载力远远不能满足要求时,可按膺架布置设粉喷摩擦桩, 在其上面设条形混凝土承台。该处理方案成本较高, 周期长,一般情况下不予采用。
(5) 沉管桩基础。当连续梁跨度较大且采用军用支墩或万能杆件支墩作为中间支撑点时,采用沉管摩擦桩作为其基础施工方法简单、成本较低且安全可靠。根据受力计算及军用支墩上纵梁布置形式和地质条件,本工程25～30 m 跨中间设临时支墩,下设8 根15 ～20 m 长的沉管摩擦桩,采用混凝土条形承台。
(6) 利用既有构筑物作基础。此方案适用于跨度≤20 m 且采用军用支墩与贝雷梁作为膺架的情况,施工简单且安全性能好。根据军用支墩高度配置情况, 可在原有桥墩承台上灌筑调节支墩以满足高度要求。
(7) 条形混凝土基础。此方案适用于跨路地段。由于本工程道路两边地质条件好,均为公路路基基础, 地基承载力大,可直接在原地面上浇筑混凝土条形基础或满铺枕木、方木作为膺架基础。
在选择地基处理方案时,应注意以下几点: ① 现场施工时应避免破坏原地面,以便尽可能利用原地面的地基承载力; ② 在选择地基处理方案时,应经过详细的现场调查并采用触探或其它测验办法判定地基承载力,确保正确地掌握第一手现场地质资料; ③ 在达到同等效果的条件下,应对各方案进行理论分析和现场实验,选择较为合理的地基处理方案。
3 膺架搭设方案
应根据具体的地形、地貌、膺架高度、周转料等情况选择使用搭设方案。
(1) 满堂式钢管支架。该方案适用于膺架搭设高度不大且施工条件允许的情况。根据荷载分布情况对膺架进行设计检算,确定钢管的纵横向布置间距,下面以方本或枕木作垫梁、上面以方木或工字钢、槽钢作纵梁以满足膺架受力的要求。
(2) 满堂式碗扣件支架。该方案膺架搭设简单,施工进度快,安全性能好,零散部件少,有利于文明施工。另外,此种膺架具有翼板早拆功能,有利于缩短模板的周转时间。
(3) 贝雷梁、军用支墩方案。该方案适用于膺架搭设高度很大且原始地基基础承载力小的情况。当跨度在20 m 以内时,采用贝雷梁直接跨过,中间不设支墩; 当跨度在20 m 以上时,在跨中位置设临时支墩,采用军用支墩或万能杆件拼装临时支墩。
(4) 工字钢、军用支墩(或密排碗扣件支架) 方案。该方案适用于跨越宽度在8 m 以内的障碍物,一般为配合满堂式碗扣件支架使用。当支墩采用加密的碗扣件支架,下面采用满布方木或枕木作基础。当支墩采用军用支墩时,安全性能好,一般在高度较大时采用。支架上设45°工字钢作纵梁来跨越障碍物。
① 膺架搭设方案与地基处理要紧密接合; ② 可根据现场周转料情况,尝试各种组架方案,但必须经过支架承载力和稳定性检算合格后方可使用; ③ 选择完膺架型式后,应通过预压试验确定沉降量,据此设置膺架预拱度,确保连续梁施工质量; ④ 膺架搭设方案的选择在确保安全性能的条件下,应综合考虑经济、施工难易程度、施工进度、周转料、现场管理等因素。
4 结束语
天津轻轨XQg 标段工期紧,施工任务繁重,地形地质情况复杂多样,通过合理选用膺架方案,成功地完成了施工任务,为今后连续梁施工提供了宝贵而丰富的施工经验。
