預(yù)制鋼筋混凝土樁在橋涵頂進(jìn)施工中的應(yīng)用

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1、鵬術(shù)預(yù)制鋼筋混凝土樁在橋涵頂進(jìn)施工中的應(yīng)用劉長遠(yuǎn)，王波(威海市地方鐵路管理局，山東威海264205)摘要：支護(hù)和后背是橋涵頂進(jìn)施工中重要的臨時(shí)結(jié)構(gòu)，對(duì)施工順利與否、保證工期起著關(guān)鍵的作用。闡述了鋼筋混凝土預(yù)制樁擋土墻和后背在達(dá)拉特電廠工程四期鐵路專線下穿包東高速公路頂進(jìn)橋施工中的應(yīng)用，具體介紹了預(yù)制樁擋墻和后背的構(gòu)造、計(jì)算方法及施工要點(diǎn)，可為以后類似工程的施工提供借鑒。關(guān)鍵詞：頂進(jìn)橋；鋼筋混凝土；預(yù)制樁；擋土墻；后背中圖分類號(hào)：U445．4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672—3953(2007)03—0078

2、—04采用頂進(jìn)法施工的橋涵，支護(hù)和后背是重要的施密；14．5m以下主要為礫石，淺黃色，飽和、中密。工組成部分[】]。它保證了頂進(jìn)的作業(yè)空間，承受頂進(jìn)2支護(hù)與后背的設(shè)計(jì)與施工時(shí)的水平頂力，雖是一項(xiàng)臨時(shí)結(jié)構(gòu)，但對(duì)施工順利與否關(guān)系極大，要有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。如果施工過程中，按原設(shè)計(jì)，高速公路半幅垂直開挖施工過程中，圍護(hù)失穩(wěn)、后背失利，將會(huì)影響工期，提的支護(hù)采用56a熱軋普通工字鋼，每米8根排列打高工程造價(jià)。另外，作為臨時(shí)結(jié)構(gòu)，如果其造價(jià)占整入，打入深度5．2m。采用56a熱軋普通工字鋼形個(gè)工程投資的比重較

3、大，過分地保守設(shè)計(jì)，則不能充分成板樁式后背，板樁后填土。這種方案雖能滿足施發(fā)揮其潛力，也是很大的浪費(fèi)。因此，必須因地制宜地工的要求，但需要1026t型鋼，造價(jià)過高。經(jīng)過設(shè)做出既保證安全、又便于拆除的經(jīng)濟(jì)合理的臨時(shí)結(jié)構(gòu)。計(jì)、監(jiān)理及業(yè)主的論證，決定采用鋼筋混凝土預(yù)制樁作為支護(hù)與后背的主要受力結(jié)構(gòu)以降低施工成本。l工程概況2．1支護(hù)與后背的施工如圖1所示，達(dá)拉特電廠四期工程鐵路專用線在距公路中心線2m處打人間距1m、截面尺在DK35+002．2處下穿包東高速公路，采用鋼筋混寸50cm×50cm預(yù)制鋼筋混凝土單排方

4、樁，打樁完凝土箱橋頂進(jìn)施工。箱橋框構(gòu)斷面9．8m×9．8m，成后按照先中間后兩邊的順序開挖路面和路基，一長度關(guān)碾坊站側(cè)21m，電廠站側(cè)23m?？驑?gòu)采用次開挖1m，在樁間掛網(wǎng)噴混凝土，至4m深度。澆對(duì)頂法施工，施工時(shí)先在公路一側(cè)挖工作坑，預(yù)制框筑混凝土橫梁，施工第1層錨索，待錨索達(dá)到強(qiáng)度構(gòu)。封閉該側(cè)半幅公路，在分隔帶處打預(yù)制鋼筋混后，繼續(xù)開挖至第2排錨索處，施工第2排錨索后，凝土防護(hù)樁，再按前方垂直、框構(gòu)兩側(cè)1：1的坡度開可停止開挖，自然放坡，待框構(gòu)頂進(jìn)至坡腳位置時(shí)再挖公路路基至設(shè)計(jì)標(biāo)高后開始頂進(jìn)，采用空頂。

5、行開挖，以增加安全儲(chǔ)備。后背施工時(shí)先打入2排預(yù)制鋼筋混凝土樁，然關(guān)碾坊站后修筑漿砌片石擋墻，使片石擋墻與樁形成整體，并預(yù)制樁后背鷹按框構(gòu)底板形式將墻在平面修成齒形，最后施工擋墻后填土，如圖2所示。—■導(dǎo)向墩?qǐng)DI頂進(jìn)箱涵平面布置后背平面后背立面現(xiàn)場的土質(zhì)條件較好，其中0～12m以粉質(zhì)黏圖2后背構(gòu)造土為主；12～14．5m以中砂為主，褐黃色，飽和、中2．2支護(hù)的設(shè)計(jì)國防交通工程與技術(shù)困2007第3期·成果與應(yīng)用·預(yù)制鋼筋混凝土樁在橋涵頂進(jìn)施工中的應(yīng)用劉長遠(yuǎn)等土體為粉質(zhì)砂土，開挖深度為10m，設(shè)2層錨剪力為零處彎

6、矩最大，如剪力為零點(diǎn)位于基坑索，逐層開挖支撐。假定支承力不變，分別對(duì)不同的底面以上：開挖工況進(jìn)行計(jì)算。Mm一一T(h+zl一)+K(5)初步設(shè)定樁入土深度為5m，間距1m，第1層式中，Z為剪力為零點(diǎn)至基坑底面的距離，Z一錨索位于距路面3m處，第2層位于距路面6m處，水平間距均為1m。主動(dòng)土壓力分布按《建筑地基√廠亍-。如剪力零點(diǎn)位于基坑底面以下：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》_2]，開挖面以上為三角形，開挖面以下為矩形(圖3(a))。Mm一÷。K。+去(zl—h)開挖到7m，未設(shè)置第2層錨索時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)(6)一算圖式如圖

7、3(b)所示。一÷y(zl—h)。K一T(+zl—h)式中，z由式T～去K。一(z一h)K。+y(z一一h)K(Zl—h)一0得出。取二者中的大值為：M一128kN·m。開挖至10m時(shí)，計(jì)算過程和第一層相同。計(jì)算最大彎矩為270kN·m，位于9m深度附近；最大剪力為150kN，位于第2層錨索處。鋼筋混凝土預(yù)制樁擋土內(nèi)力求出后，再考慮樁在起吊和運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的內(nèi)力，按要求進(jìn)行配筋。／。一根據(jù)求出的錨索力進(jìn)行錨索長度計(jì)算。錨索長度包括自由段長度和錨固段長度，自由段長度根據(jù)(a)樁的受力簡圖(b)計(jì)算圖式方樁與潛

8、在滑裂面的實(shí)際距離確定；錨固段長度計(jì)圖3開挖到7m時(shí)樁的受力及計(jì)算圖式算按容許應(yīng)力法，據(jù)錨索拉力、錨固體與錨孔壁之間由主動(dòng)土壓力與被動(dòng)土壓力相等而確定彎矩為的抗剪強(qiáng)度、錨索和砂漿的粘結(jié)力確定_3]。第1層零的點(diǎn)的位置：由K一K，則錨索自由段長度計(jì)算簡圖如圖4所示。a一一1．64m(1)AF式中，y為土的重度；K。為主動(dòng)土壓力系數(shù)；K為被動(dòng)土壓力系數(shù)。據(jù)[2]可查得，取土壓力零點(diǎn)以上樁體為分離體，對(duì)點(diǎn)A取矩：T(h