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摘 要:本工程采用钻孔灌注桩作为连续箱梁支架体系的基础,圆满的解决了桥梁支架在桥下净空不足的条件下,钢管桩基础工作量大、沉降不均匀、使用后难以拔除,消耗量大的缺点。与桥梁结构桩基同时施工,占用工作面小,取得了较好的施工效果。
关键词:钻孔灌注桩;连续箱梁;支架
一、工程概况
××桥梁工程结构形式为预应力钢筋混凝土连续箱梁,跨径组合为25+3×30+25m,总跨径140m。桥宽32m,设计为三幅桥。
中幅桥基础采用钻孔灌注桩接承台。共有两座桥台,每座桥台有Φ120cm鉆孔灌注桩8根;共有4座桥墩,每座桥墩下有4根Φ150cm钻孔灌注桩。共有Φ120cm钻孔灌注桩16根、Φ150cm钻孔灌注桩16根。
下部结构桥墩为直径1.8m的圆截面独柱,桥台采用挡墙接盖梁;
上部结构为五跨预应力连续箱梁。箱梁采用预应力混凝土等截面连续箱梁,梁高1.8m,宽15.7m,采用单箱三室断面。悬臂长度2.35m;顶板宽15.7m,厚25cm;底板宽11m,厚度22cm,支点处加厚为57cm;跨中处腹板厚40cm,边腹板厚50cm,支点处分别加厚至60和70cm;端支点横梁宽1.5m,中支点横梁宽2.5m;跨中设一道厚40cm横隔板。
边幅桥共有两幅。基础采用钻孔灌注桩接承台。共有四座桥台,每座桥台有Φ120cm钻孔灌注桩4根;共有8座桥墩,每座桥墩下有2根Φ150cm钻孔灌注桩。共有Φ120cm钻孔灌注桩16根、Φ150cm钻孔灌注桩16根。
下部结构桥墩为直径1.5m的圆截面独柱,桥台采用挡墙接盖梁;
上部结构为五跨预应力连续箱梁。箱梁采用预应力混凝土等截面连续箱梁,梁高1.8m,宽15.7m,采用单箱单室断面。悬臂长度外侧为1.5m,内侧为1.85m;顶板宽7.35m,厚25cm;底板宽4m,厚度22cm,支点处加厚为57cm;腹板厚50cm,支点处加厚至70cm;端支点横梁宽1.5m,中支点横梁宽2.5m;跨中设一道厚40cm横隔板。
二、工程地质条件
拟建场地属漫滩边缘地貌,场地地势起伏不平。根据岩土工程勘察报告,划分了4个工程地质层,再进一步细分为9个亚层,各岩土层的工程地质特征描述如下:
①夯填土:灰黄色,可塑,为河堤夯填土夯填时间大于10年,现状为河堤。
①-1层淤泥:深灰色,流塑,含腐殖质,具臭味,分布于河道内。
②-1层粉质粘土:灰黄色,可塑,不均匀,中压缩性,干强度中等,韧性中低,切面具光泽,局部分布。层厚0~2.30m,层顶标高3.72~6.74m。
②-2层淤泥质粉质粘土:灰色,流塑,夹沙粒,不均匀,高压缩性,干强度中低,韧性低,光泽暗,弱摇震反应。层厚8.50~11.30m,层顶标高1.82~5.11m。
③-1层粉质粘土:灰黄色,灰绿色,硬塑,不均匀,中低压缩性,干强度中等,韧性中等,切面光滑具光泽,该层厚度3.10~5.10m,层顶标高-7.48~-5.68m。
③-2层粉质粘土:灰黄色,可塑,不均匀,偶含小砾石和沙粒,中压缩性,干强度中等,韧性中低,切面较粗糙。该层厚度9.50~13.10m,层顶标高-11.21~-9.16m。
⑤-1层强风化砂岩:紫红色,灰黄色,岩石风化强烈,岩芯呈短柱状,碎块状,敲击易碎,风化程度自上而下逐渐减弱,属软岩,岩体基本质量等级为V级。该层层厚为1.50~3.70m,层顶标高-23.58~-20.38m。
⑤-2层中风化砂岩:灰黄色,灰褐色,岩石风化程度中等,岩芯呈柱状,短柱状,较完整,岩石呈块状结构,粉细粒结构,硅质、钙质胶结,岩石取芯率大于90%,属较软岩,岩体基本质量等级为IV级。该层层厚为12.90~16.10m,层顶标高-25.88~-22.18m。
三、水文气候条件
河流的水位受到上游来水和下游秦淮河、长江水位顶托的双向影响,常水位为7.0m,汛期最大洪水位约10.2m。
本标段场区内地下水类型为孔隙潜水,地下水年变化幅度在地下1.0m左右,地下水补给来源主要是外港河河水补给,主要排泄方式为自然蒸发和渗流。
四、总体布置
(一)基础
本工程现浇支架支撑体系基础采用钻孔灌注桩,利用桥梁桩及承台。
1、平面布置
边幅桥每幅10根桩。每跨跨中设置2根桩,
中幅桥设计28根桩。每跨跨中布置一排桩,共4根,间距4m。桥墩承台两侧各有1根桩,与跨中桩保持同一轴线。
图1支架基础平面布置图
2、桩长
桩顶高程以不超出河床控制,桩长通过计算确定,满足承载力要求。桩顶设预埋铁,用厚20mm的钢板制作,钻孔桩浇筑混凝土时埋入。
基础采用桩径为1000mm的钻孔灌注桩,按照摩擦桩设计。根据《岩土工程勘察报告》,各土层单桩承载力容许值的设计估算参数如下表:
1、承载力容许值计算
钻孔灌注桩承载力容许值按照下式进行计算:
中跨第1、5跨桩端荷载N=1655.64/15×12.5=1379.7kN;第2~4跨桩端荷载N=1655.64kN。
(1)第1跨跨中桩:
桩底设计标高为-15.00m,在③-2层终孔。
qr=m0 λ[[fa0]+k2 γ2 (h-3) ]=0.8×0.65×[230+1.5×18.43×(20-3) ]=363.97kPa
[Ra ]=■×3.14×1.0×(28×1.31+20×10.55+70×3.85+50×4.29)+3.14×0.52×363.97=1435.19kN>1397.7kN (2)1#墩桩:
桩底设计标高为-19.00m,在③-2层终孔。
qr=408.99kPa
[Ra ]=1712.70kN>1655.64kN
(3)第2跨跨中桩
桩底设计标高为-19.00m,在③-2层终孔。
qr=410.12kPa
[Ra ]=1740.13kN>1655.64kN
(4)2#墩桩
桩底设计标高为-19.00m,在③-2层终孔。
qr=411.25kPa
[Ra ]=1767.57kN>1655.64kN
(5)第3跨跨中桩
桩底设计标高为-19.00m,在③-2层终孔。
qr=411.14kPa
[Ra ]=1770.78kN>1655.64kN
(6)3#墩樁
桩底设计标高为-19.00m,在③-2层终孔。
qr=411.03kPa
[Ra ]=1773.99kN>1655.64kN
(7)第4跨跨中桩
桩底设计标高为-19.00m,在③-2层终孔。
qr=410.64kPa
[Ra ]=1771.96kN>1655.64kN
(8)4#墩桩
桩底设计标高为-19.00m,在③-2层终孔。
qr=410.26kPa
[Ra ]=1769.93kN>1655.64kN
(9)第5跨跨中桩
桩底设计标高为-15.00m,在③-2层终孔。
qr=364.48kPa
[Ra ]=1452.05kN>1397.7kN
边跨计算略。
施工控制桩长见下表:
(二)立柱
桩顶接钢管立柱。立柱采用D529×8mm钢管制作,立柱上设置沙箱作为临时支座,可调高度为13cm。每排立柱间用12#工字钢设两道横撑、一道剪刀撑。
(三)横梁
支座上横桥向设工字钢横梁,采用56a工字钢双拼。两根工字钢间用连接板焊接,每片贝雷架下部分在工字钢外侧设一道加劲板。横梁在桥梁墩柱处断开,在墩柱上设置一道钢抱箍,钢管立柱与钢抱箍焊接到一起。
(四)贝雷架主梁
贝雷架单片长3.0m,高1.5m,增加加强弦杆后高1.7m。本工程中边桥采用两组单排双拼;中幅桥采用6组单排双拼、2组单排三拼梁。
(五)分配梁
边桥分配梁采用18#工字钢,悬挑内侧悬挑65cm,外侧悬挑95cm。按照100cm间距横桥向布置。
中桥分配梁采用15×15cm方木,间距为100cm。
(六)主棱
边、中桥均采用05×15cm方木作为主棱。底板下按照50cm间距布置,翼板下在每道碗扣支架立柱下设置一道。
(七)次棱及面板
次棱采用5×10cm方木。底板下次棱间距为25cm,横隔梁下加密至20cm;翼板下次棱间距为35cm。
面板采用15mm厚竹胶板。
经过本次工程实践,圆满的解决了桥梁支架在桥下净空不足的条件下,钢管桩基础工作量大、沉降不均匀、使用后难以拔除,消耗量大的缺点。取得了较好的施工效果。
关键词:钻孔灌注桩;连续箱梁;支架
一、工程概况
××桥梁工程结构形式为预应力钢筋混凝土连续箱梁,跨径组合为25+3×30+25m,总跨径140m。桥宽32m,设计为三幅桥。
中幅桥基础采用钻孔灌注桩接承台。共有两座桥台,每座桥台有Φ120cm鉆孔灌注桩8根;共有4座桥墩,每座桥墩下有4根Φ150cm钻孔灌注桩。共有Φ120cm钻孔灌注桩16根、Φ150cm钻孔灌注桩16根。
下部结构桥墩为直径1.8m的圆截面独柱,桥台采用挡墙接盖梁;
上部结构为五跨预应力连续箱梁。箱梁采用预应力混凝土等截面连续箱梁,梁高1.8m,宽15.7m,采用单箱三室断面。悬臂长度2.35m;顶板宽15.7m,厚25cm;底板宽11m,厚度22cm,支点处加厚为57cm;跨中处腹板厚40cm,边腹板厚50cm,支点处分别加厚至60和70cm;端支点横梁宽1.5m,中支点横梁宽2.5m;跨中设一道厚40cm横隔板。
边幅桥共有两幅。基础采用钻孔灌注桩接承台。共有四座桥台,每座桥台有Φ120cm钻孔灌注桩4根;共有8座桥墩,每座桥墩下有2根Φ150cm钻孔灌注桩。共有Φ120cm钻孔灌注桩16根、Φ150cm钻孔灌注桩16根。
下部结构桥墩为直径1.5m的圆截面独柱,桥台采用挡墙接盖梁;
上部结构为五跨预应力连续箱梁。箱梁采用预应力混凝土等截面连续箱梁,梁高1.8m,宽15.7m,采用单箱单室断面。悬臂长度外侧为1.5m,内侧为1.85m;顶板宽7.35m,厚25cm;底板宽4m,厚度22cm,支点处加厚为57cm;腹板厚50cm,支点处加厚至70cm;端支点横梁宽1.5m,中支点横梁宽2.5m;跨中设一道厚40cm横隔板。
二、工程地质条件
拟建场地属漫滩边缘地貌,场地地势起伏不平。根据岩土工程勘察报告,划分了4个工程地质层,再进一步细分为9个亚层,各岩土层的工程地质特征描述如下:
①夯填土:灰黄色,可塑,为河堤夯填土夯填时间大于10年,现状为河堤。
①-1层淤泥:深灰色,流塑,含腐殖质,具臭味,分布于河道内。
②-1层粉质粘土:灰黄色,可塑,不均匀,中压缩性,干强度中等,韧性中低,切面具光泽,局部分布。层厚0~2.30m,层顶标高3.72~6.74m。
②-2层淤泥质粉质粘土:灰色,流塑,夹沙粒,不均匀,高压缩性,干强度中低,韧性低,光泽暗,弱摇震反应。层厚8.50~11.30m,层顶标高1.82~5.11m。
③-1层粉质粘土:灰黄色,灰绿色,硬塑,不均匀,中低压缩性,干强度中等,韧性中等,切面光滑具光泽,该层厚度3.10~5.10m,层顶标高-7.48~-5.68m。
③-2层粉质粘土:灰黄色,可塑,不均匀,偶含小砾石和沙粒,中压缩性,干强度中等,韧性中低,切面较粗糙。该层厚度9.50~13.10m,层顶标高-11.21~-9.16m。
⑤-1层强风化砂岩:紫红色,灰黄色,岩石风化强烈,岩芯呈短柱状,碎块状,敲击易碎,风化程度自上而下逐渐减弱,属软岩,岩体基本质量等级为V级。该层层厚为1.50~3.70m,层顶标高-23.58~-20.38m。
⑤-2层中风化砂岩:灰黄色,灰褐色,岩石风化程度中等,岩芯呈柱状,短柱状,较完整,岩石呈块状结构,粉细粒结构,硅质、钙质胶结,岩石取芯率大于90%,属较软岩,岩体基本质量等级为IV级。该层层厚为12.90~16.10m,层顶标高-25.88~-22.18m。
三、水文气候条件
河流的水位受到上游来水和下游秦淮河、长江水位顶托的双向影响,常水位为7.0m,汛期最大洪水位约10.2m。
本标段场区内地下水类型为孔隙潜水,地下水年变化幅度在地下1.0m左右,地下水补给来源主要是外港河河水补给,主要排泄方式为自然蒸发和渗流。
四、总体布置
(一)基础
本工程现浇支架支撑体系基础采用钻孔灌注桩,利用桥梁桩及承台。
1、平面布置
边幅桥每幅10根桩。每跨跨中设置2根桩,
中幅桥设计28根桩。每跨跨中布置一排桩,共4根,间距4m。桥墩承台两侧各有1根桩,与跨中桩保持同一轴线。
图1支架基础平面布置图
2、桩长
桩顶高程以不超出河床控制,桩长通过计算确定,满足承载力要求。桩顶设预埋铁,用厚20mm的钢板制作,钻孔桩浇筑混凝土时埋入。
基础采用桩径为1000mm的钻孔灌注桩,按照摩擦桩设计。根据《岩土工程勘察报告》,各土层单桩承载力容许值的设计估算参数如下表:
1、承载力容许值计算
钻孔灌注桩承载力容许值按照下式进行计算:
中跨第1、5跨桩端荷载N=1655.64/15×12.5=1379.7kN;第2~4跨桩端荷载N=1655.64kN。
(1)第1跨跨中桩:
桩底设计标高为-15.00m,在③-2层终孔。
qr=m0 λ[[fa0]+k2 γ2 (h-3) ]=0.8×0.65×[230+1.5×18.43×(20-3) ]=363.97kPa
[Ra ]=■×3.14×1.0×(28×1.31+20×10.55+70×3.85+50×4.29)+3.14×0.52×363.97=1435.19kN>1397.7kN (2)1#墩桩:
桩底设计标高为-19.00m,在③-2层终孔。
qr=408.99kPa
[Ra ]=1712.70kN>1655.64kN
(3)第2跨跨中桩
桩底设计标高为-19.00m,在③-2层终孔。
qr=410.12kPa
[Ra ]=1740.13kN>1655.64kN
(4)2#墩桩
桩底设计标高为-19.00m,在③-2层终孔。
qr=411.25kPa
[Ra ]=1767.57kN>1655.64kN
(5)第3跨跨中桩
桩底设计标高为-19.00m,在③-2层终孔。
qr=411.14kPa
[Ra ]=1770.78kN>1655.64kN
(6)3#墩樁
桩底设计标高为-19.00m,在③-2层终孔。
qr=411.03kPa
[Ra ]=1773.99kN>1655.64kN
(7)第4跨跨中桩
桩底设计标高为-19.00m,在③-2层终孔。
qr=410.64kPa
[Ra ]=1771.96kN>1655.64kN
(8)4#墩桩
桩底设计标高为-19.00m,在③-2层终孔。
qr=410.26kPa
[Ra ]=1769.93kN>1655.64kN
(9)第5跨跨中桩
桩底设计标高为-15.00m,在③-2层终孔。
qr=364.48kPa
[Ra ]=1452.05kN>1397.7kN
边跨计算略。
施工控制桩长见下表:
(二)立柱
桩顶接钢管立柱。立柱采用D529×8mm钢管制作,立柱上设置沙箱作为临时支座,可调高度为13cm。每排立柱间用12#工字钢设两道横撑、一道剪刀撑。
(三)横梁
支座上横桥向设工字钢横梁,采用56a工字钢双拼。两根工字钢间用连接板焊接,每片贝雷架下部分在工字钢外侧设一道加劲板。横梁在桥梁墩柱处断开,在墩柱上设置一道钢抱箍,钢管立柱与钢抱箍焊接到一起。
(四)贝雷架主梁
贝雷架单片长3.0m,高1.5m,增加加强弦杆后高1.7m。本工程中边桥采用两组单排双拼;中幅桥采用6组单排双拼、2组单排三拼梁。
(五)分配梁
边桥分配梁采用18#工字钢,悬挑内侧悬挑65cm,外侧悬挑95cm。按照100cm间距横桥向布置。
中桥分配梁采用15×15cm方木,间距为100cm。
(六)主棱
边、中桥均采用05×15cm方木作为主棱。底板下按照50cm间距布置,翼板下在每道碗扣支架立柱下设置一道。
(七)次棱及面板
次棱采用5×10cm方木。底板下次棱间距为25cm,横隔梁下加密至20cm;翼板下次棱间距为35cm。
面板采用15mm厚竹胶板。
经过本次工程实践,圆满的解决了桥梁支架在桥下净空不足的条件下,钢管桩基础工作量大、沉降不均匀、使用后难以拔除,消耗量大的缺点。取得了较好的施工效果。