福州深層淤泥地質T梁預制場規劃與建設

孟祥軍

摘 要：本文以福州繞城公路東南段A7合同段T梁預制場建設為例，簡述深層淤泥地質梁片預制場臺座處理方法。

關鍵詞：梁場建設;沉降控制;深層淤泥地質

中圖分類號：U445.8 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）22-0131-02

1 工程概況

1.1 工程設計概況

福州繞城公路東南段高速公路是“國高”京臺線與沈海線在福州中心城區的繞城快速通道，其中青口至長樂段是國家高速公路北京至臺北射線的重要組成部分。其中，A7合同段位于福州市馬尾區瑯岐鎮（福建省閩江入?？诂樶獚u）境內，起點位于瑯岐鎮金砂村（K29+410），終于瑯岐鎮海嶼村（K33+099），全長3.689km。合同段內橋梁工程有瑯岐互通主線橋、瑯岐特大橋1號橋和瑯岐互通匝道橋（B、C、D、E匝道），共計預制T梁1044片，其中25米T梁49片、每片梁重約61T，30米T梁995片、每片梁重約79.5T。

1.2 工程水文地質

A7合同段所屬區內存在大面積軟土地層，表層局部為素填土及粉質粘土，厚度約1～2m;其下為海積成因的淤泥，多呈流塑狀，含水量約為34～71%，天然孔隙比約1.583～1.993，壓縮系數為0.65～1.50MPa（-1），一般厚度約3.00～15.80m;下部為含泥量高的稍密～中密粉細砂，厚度6.10～64.20m不等。

福州平均降雨量1343.3mm，歷年最大日降雨量159.6mm。沿線水系發育，閩江支流表現為溝谷小溪及海積平原區灌溉水渠，呈縱橫交錯狀分布，平原區水系受海水潮汐影響，雨季臺風季水位暴漲，對海積平原砂、卵礫石地質地段施工影響大。水系補給海積平原地層內，使軟土地層孔隙水飽和，土質軟化，致使梁場地基處理困難加大。

2 梁場主要設施規劃

2.1 梁場選址

梁場選址位于瑯岐互通樞紐A匝道AK0+ 420～+672段填方路基處，全長252米，寬75米，總占地面積18890m2，不占用主線區域。

2.2 功能區設置

制梁場按功能設置有制梁區、存梁區、鋼筋綁扎區、辦公生活區。梁場東側為制梁區，西側為存梁區，梁場南側設置鋼筋綁扎區用來安裝鋼筋及波紋管，梁場西南側設置辦公生活區。

2.3 臺座配置

梁場內制梁臺座共有58個30mT梁臺座，其中7個臺座為鋼筋綁扎區，剩余51個制梁臺座中6個臺座預留吊裝孔，可供30m、25mT梁共同使用。

2.4 龍門吊配置

梁場共配置8臺龍門吊，其中存梁區配置2臺80噸龍門吊、2臺50噸龍門吊負責梁片的起吊、運輸。制梁區內配置4臺10噸龍門吊負責裝卸模板和澆筑混凝土。80噸龍門吊跨徑33米，凈空16米;50噸龍門吊跨徑33米，凈空13米;10噸龍門吊跨徑為29米，凈高6米，各龍門吊分別設置軌道，互不影響工作。龍門吊布置形式見圖1。

3 主要設施基礎設計

3.1 制梁臺座基礎設計

制梁臺座承載力計算：

考慮最重30m邊梁預制時的靜載作用主要包括T梁重量G1、模板重量G2、基礎自重G3三部分組成，臺座及基礎混凝土容重取2400Kg/m3。

梁自重：G1=767kN

模板：G2=200kN

基礎重：G3=（2×2×0.5×2+1.5×0.3×26+0.5×0.5× 30）×2.4+574.4=562.5kN

預制單元荷載F=G1+G2+G3=767+200+562.5=1529.5kN

基礎受力面積S=47m2

（1）當T梁臺座整體受力時地基承載力計算（取安全系數為1.3），則基礎壓強P1=1.3F/S=42.3KPa

（2）當T梁張拉兩端受力時地基承載力計算：

梁自重G1=767kN

基礎自重G2=2×2×0.5×2×2.4+0.5×0.5×2×2×2.4=120kN

預制單元荷載F′=G1+G2=887KN

基礎受力面積S′=2×2×2=8m2

則基礎壓強P2=1.3F′/S′=144.1KPa

故制梁臺座基礎地基承載力需≥144.1KPa，才能滿足要求。

存梁臺座及檢查臺座參照張拉時承載力要求進行施工。

3.2 龍門吊基礎承載力計算

（1）起吊T梁時龍門吊單邊荷載為G1=767/2=383.5KN;龍門吊自重按800KN計，則單邊軌道梁承載G2=800/2= 400KN。

（2）軌道和軌道基礎每延米重G3=15KN。

（3）按照受力分析，基礎底部受最大彎矩為龍門吊支腿作用部位，龍門吊單個支腿軸距為60cm，根據基礎高度下反45°，則基底最不利情況下的受壓面積S=（0.65+0.6+0.65）×1.5=2.85m2。

龍門吊單個支腿提供的力N=（G1+G2）/2+2.85G3= 434.5KN，并取安全系數1.3;則最不利情況下單個支腿最大承載力P=1.3N/2.85=198.2KPa。

故龍門吊基礎地基承載力需滿足≥198.2KPa。

4 梁場主要設施建設

4.1 預制梁場建設主要施工工序有：

（1）場地清淤后進行砂樁施工、路基填筑及平整;（2）施工臺座基礎及臺座施工;（3）臺座設置反拱;（4）設置T梁存梁區、檢查區;（5）龍門吊軌道;（6）沉降、位移觀測;（7）自動噴淋養護系統;（8）場地排水和硬化。

4.2 路基施工

場地清淤后進行砂樁施工、路基填筑及平整，梁場區域所處AK0+420～+672段路基，該段進行挖機清表后，再進行軟基處理。

4.3 制梁臺座施工

（1）地基碎石換填?；A開挖至設計深度后，人工清除基坑底部虛土，采用壓路機將基坑底部反復壓實，然后進行換填并繼續進行反復壓實并檢測地基承載力至滿足要求。

（2）臺座施工。臺座高度為50cm（外露30cm），30m臺座寬度為50cm，臺座頂面四周鑲50mm×3mm等邊角鋼，上表面鋪設6mm復合式不銹鋼鋼板。

按照圖紙綁扎鋼筋完成后立模板，用鋼筋將預埋角鋼焊接固定準確，頂面按設計預留反拱，使用水準儀復核調試。臺座縱向按模板設計拉桿間距預留拉桿孔，孔徑滿足施工模板底拉桿穿拉要求。各項工序檢查合格后，方可開始混凝土澆注，現場澆筑振搗密實，澆筑到與角鋼頂面齊平時，使用木抹子收平并覆蓋灑水養護。

（3）臺座完善。臺座強度滿足要求后，對臺座混凝土頂面和角鋼頂面進行磨光，然后鋪6mm復合式不銹鋼鋼板，按壓平整與角鋼滿焊牢固，分塊鋼板間焊縫需焊接牢固并打磨平整，最后用水準儀對臺座頂面反拱和平整度進行復測驗收。同時，制梁臺座按標準化要求，在T梁臺座正面貼牌編號，臺座側面用油漆標出鋼筋綁扎間距，按設計位置粘貼波紋管定位高度標識牌。

4.4 臺座反拱設置

30m、25mT梁臺座按施工圖設計在跨中設置25mm和20mm反拱，反拱線沿臺座長度方向按二次拋物線布置，臺座各點反拱值見表1。

4.5 設置T梁檢查區

在制梁區設置兩處T梁檢查區，T梁在臺座上預制完成后，先將梁片調運至檢查臺座上進行外觀檢查，檢查合格后移入存梁區。每個檢查區設置一對可移動式T梁檢驗平臺（如圖2），檢查臺尺寸為底面140cm×140cm、頂面70cm×100cm、高120cm的棱臺。檢查臺采用C20混凝土現澆。

4.6 龍門吊軌道

龍門吊軌道行走鋼軌基礎采用C30砼，其下設20cm厚級配碎石。為防止基礎不均勻沉降導致斷裂基礎，每30m設置2cm寬斷縫，并在制梁區橫向排水溝斷面處設置排水孔。

（1）地基換填。龍門吊地基換填厚度不小于40cm，基礎開挖至設計深度后，人工清除基坑底部虛土，采用壓路機將基坑底部反復壓實，然后采用碎石回填碾壓密實。（2）龍門吊軌道基礎。龍門吊軌道基礎采用擴大基礎，下基礎底面上5cm處設置一層縱、橫向間距各為30cm的鋼筋網片;龍門吊采用43#鋼軌，鋼軌底寬114mm，根據軌道鋼尺寸，軌道基礎施工時預埋長度30cm、Φ12@2000mm螺紋鋼筋，鋼筋外露10cm固定鋼軌。軌道基礎縱向坡度0.5%，并根據軌道鋼長度（12m）預留軌道調平槽，槽內埋設有調平鋼板。

在砼面上定出鋼軌位置，安裝調平鋼軌，根據氣溫情況軌縫預留為4～6mm。軌道端頭安裝終端限位裝置和制動擋板，防止起重機脫軌事故發生。軌道基礎兩側設有磚砌滑線槽，供龍門吊電纜線行走。

4.7 自動噴淋養護系統

制梁區和存梁區分別設置自動噴淋養護系統，噴淋養護系統由蓄水池、輸水管道、加壓水泵、噴淋管組成。在梁場東側設置兩個12m3蓄水池，蓄水池接出兩條φ110mm給水主管，各區預先埋設的φ50mm支水管與主管連接，每條支水管均配備加壓泵保證養生用水水壓。單根支水管安裝6處球閥，當T梁需要養生時，用軟管將最近的球閥與噴淋管連接，打開支水管的加壓泵即可自動養生，自動旋轉碰頭轉動角度180度，確保每片T梁、每個部位均能養護到位。

4.8 場地排水和硬化

（1）場地排水。根據梁場各功能區布局設置排水系統，沿軌道基礎內側設置尺寸為30cm×35cm主排水溝，每制（存）梁區段間設25cm×25cm排水溝與主排水溝相連，運梁通道下預埋φ300mmPVC縱向排水管，連接路兩側排水溝。

行車區排水溝為混凝土澆筑，并加蓋鋼筋混凝土蓋板;非形成區排水溝采用單墻磚砌，內抹2cm厚砂漿。臺座間設15cm×10cm支排水溝與場地面層一起澆筑完成，將雨水和T梁養護用水匯集流入主排水溝。

整個場地水經主排水溝流入梁場三級沉淀池，沉淀合格后排出場外。

（2）場地硬化。梁場采用敞開式管理，場地按標準化要求進行混凝土硬化，一般區域采用10cm厚C15混凝土硬化，按照中間高、四周和水溝處低的原則設置1.5%排水坡。場內運梁通道及行車道路采用20cm厚C20混凝土進行硬化，局部基礎較軟處采用片石換填。

4.9 沉降、位移觀測

梁場地質條件差，地基承載力弱，地下水位淺、富水性強，為保證梁場建設質量、存梁的穩定性、龍門吊軌道的安全性，待臺座及龍門吊施工完成后，在臺座兩端及中間部位設置觀測點，龍門吊軌道定距設置觀測點，每周進行一次沉降、位移觀測，并建立觀測數據檔案，分析沉降、位移情況，發現異常情況應及時采取措施處理。

5 結語

本梁場于2017年4月初投產，所有制梁臺座在使用中情況正常，沉降值均小于1cm，且同一臺座沉降值一致，臺座承載力滿足施工生產要求。其它處設施均使用正常。以上結果證明了在深層淤泥地質上設置T梁預制場滿足了施工需要。

參考文獻

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