摘要：在国家大力推动基础设施建设的大背景下，高速公路的发展日新月异，各条高度公路纵横交错，也就随之诞生了不同规模大小的枢纽互通，互通匝道一般曲线半径较小，多数设计为现浇箱梁，常规的现浇箱梁施工一般采用满堂支架或大钢管组合支架，针对大钢管组合支架基础一般采用机械开挖扩大基础方式处理，这种处理方式会增加机械、设备、人员的数量及时间，安全风险高，影响施工工期，增加项目成本。本文主要介绍在软土地带现浇箱梁组合支架基础采用旋挖桩施工。
关键词：软土地带；现浇箱梁；组合支架；基础处理工艺；对比分析
1工程概况
四川省仁寿至屏山新市公路LJ11标段沐川枢纽互通式立交共有桥梁21座，其中现浇箱梁共计218跨，箱梁高度共1.4m、1.6m、1.8m、3.0m四种形式，其中最大支架高度55m，支架高度超过15m的占90%以上，针对支架高度大于15m的现浇箱梁均采用大钢管组合支架，且大部分均地处临沟、超厚软土地层。
2扩大基础施工
针对软土覆盖层较薄的地形，一般不超过3m，采用机械开挖扩大基础处理方式。首先测量放样确定好基础的位置，采用机械开挖，开挖后进行承载力的检验，地基的承载力满足要求后，采用现浇C30混凝土直接浇筑2×2×1m扩大基础。
3旋挖桩基础施工
3.1方案的确定。针对局部超厚软土地带或河沟边缘这种特殊地质条件，软土厚度超过3m，地基承载力低，基础处理采用桩基础，根据支架设计，计算钢管坐标位置，放样中心坐标后，采用ZR150A小型旋挖成孔，崁入中化岩层不小于200cm，桩径不小于80cm，桩基浇筑完成后，在其顶部浇筑1m*1m*0.5m桩帽后安装组合支架。[1]
3.2桩基坐标计算。根据现浇箱梁组合支架施工方案，每跨根据跨径不同分别布置2～7排钢管立柱，横桥向每排根据箱梁底板宽度布置钢管，间距布置在4.0m～6.0m，根据钢管布置计算桩基坐标。
3.3测量放样及埋设桩位用全站仪对桩位进行测量放样，沿桩中心呈“十”字型引出四个桩位点用来控制桩位，作为护桩，护桩采用木桩（3cm×3cm），桩顶钉钉，高度80cm，埋入地下45cm，并用砂浆或素混凝土保护。
3.4护筒的制作与埋设。3.4.1护筒制作护筒采用钢板卷制，长2m，采用厚6mm的钢板制作，顶部、中部和底部加焊5mm厚15cm高加强圈，长度大于4m的钢护筒，采用厚不小于6mm厚钢板制作，顶部、中部和底部分别加焊6mm厚15cm高加强圈，护筒钢板接头焊接密实、饱满，不得漏浆。制作时，钢护筒的内径比桩径大至少100mm。[2]3.4.2护筒埋设A、钢护筒埋置高出施工地面0.3m。B、埋设护筒采用挖坑法，即将孔位的土体挖除一部分，挖机车安放护筒埋入地下，埋入过程中检查护筒是否垂直，若发生偏斜，及时纠正。C、测量队对要埋设护筒的桩位进行放样，现场技术人员复核，旋挖钻机钻头中心对准桩位中心挖孔扩孔，所挖孔直径为护筒直径加20cm，挖孔深度为护筒长度。D、在孔内回填30—50cm粘土，并用旋挖钻钻头夯击密实。E、利用护桩拉线绳定出桩位中心，再用线锤将桩位中心点引至孔底。F、用吊车吊放护筒至孔内，用线绳连接护筒顶部，吊垂线，用吊车挪动护筒，使护筒中心基本与桩位中心重合，其偏差不大于5cm。G、护筒位置确定后，吊垂线，用钢卷尺量测护筒顶部、中部、底部距离垂线的距离，检查护筒的竖直度。护筒斜度不大于1％。H、符合要求后在护筒周围对称填土，对称夯实。I、四周夯填完成后，再次检测护筒的中心位置和竖直度。
3.5钻机就位及钻孔。3.5.1确定钻机位置，在钻机位置四周洒白灰线标记。3.5.2标记位置，定位。将旋挖钻机开至白灰线标记位置，不再挪动。3.5.3连接护桩、拉十字线调整钻头中心对准桩位中心。通过钻机自身的仪器设备调整好钻杆、桅杆的竖直度并锁定。3.5.4开始钻孔作业，钻进时应先慢后快，开始每次进尺为40-50cm/s，确认地下是否不利地层，进尺5米后如钻进正常，可适当加大进尺，每次控制在75-80cm/s。3.5.5成孔、成孔检查：当孔底嵌入中风化岩层大于2m以上即可。3.5.6钻孔过程中钻机操作要领和注意事项：A、在钻进过程中应时刻注意钻机仪表，如仪表显示竖直度有变化，应及时进行调整，调整后钻进。B、钻进时记录每次的进尺深度并及时填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班的注意事项。C、因故停钻时，严禁钻头留在孔内，提钻后孔口加盖防护。D、在钻进过程中，设专人对地质状况进行检查。E、在钻进过程中，要根据地质情况调整钻机的钻进速度。在粘土层内，钻机的进尺控制在80-90cm/次旋挖，在砂土层中，钻机的进尺控制在40-50cm/次旋挖。F、在钻进过程中，钻杆的提升速度控制在0.4m/s。
3.6钢筋笼制作与安装。对于河沟中央的桩位，则增加钢筋笼，钢筋笼采取在钢筋加工厂制作运输至现场，由于钢筋笼较小，采用挖机吊送入桩内。3.6.1钢筋笼的制作钢筋笼采用主筋直径大于20mm，全部采用机械连接，制作时应注意接头处互相错开。为保证钢筋笼的整体质量和吊装时的安全，钢筋笼在加工时确保主筋位置准确，加劲箍筋间距要符合设计要求，加劲箍筋与主筋之间采取点焊固定，注意焊接时不得焊伤主筋。主筋与加劲箍焊接成整体后，再点焊螺旋箍筋，焊接时应注意控制箍筋间距。[3]3.6.2钢筋笼的安装桩基整根钢筋笼在钢筋加工厂制作完成后，用平板车将钢筋加工厂内的钢筋笼运输至施工现场后，用挖机吊至桩孔内。下放到位后再固定钢筋笼，使钢筋笼中与桩中心重合。
3.7混凝土浇筑桩基混凝土采用C30普通混凝土，采用人工振捣的方法进行浇筑。混凝土在拌合站集中搅拌，采用混凝土罐车运输至现场进行浇筑后，采用罐车直卸或挖机斗转的方式入孔，配合人工振捣，振动棒快插慢拔，以表面不翻浆、不冒气泡为振捣到位。[4]
3.8桩帽施工。3.8.1桩头凿毛。当桩基砼达到一定强度后，采用空压机凿除桩顶浮浆，直到顶面出现明显混凝土石子为止，并冲洗干净。3.8.2桩帽模板安装。桩帽结构尺寸采用1m*1m，高度可根据实际地形调整，尽量让一个格构单元基础顶在同一水平面上，方便后续钢管安装，桩帽模板采用1m*0.3m小型钢模板。[5]3.8.3桩帽混凝土浇筑。桩帽混凝土采用C30普通混凝土，采用震动棒人工振捣密实。3.8.4法兰钢筋预埋。砼浇筑完成后，根据钢管立柱法兰位置，准确预埋钢筋，确保钢管安装的稳定性。
4对比分析
4.1经济效益。软土地带现浇箱梁组合支架基础处理采用扩大基础和旋挖桩基础按照1跨常规匝道25m跨径，1.6m梁高，12根钢管立柱，分别对材料摊销费、机械设备台班费、人工费进行分别对比分析。4.1.1扩大基础施工工艺4.1.1.1材料费按照基坑开挖3m即可达到承载力要求，再浇筑2×2×1m扩大基础，每个基础顶预埋8根φ12钢筋，长度45cm。按3+6+3方式开挖，由于开挖软弱层，边坡按1:1放坡，3根同时开挖基底尺寸不小于12×3m，顶面尺寸为18×9m，回填方量（12+18）/2×（3+9）/2×3×2=540m³，6根同时开挖基底尺寸不小于12×6m，计算得顶面尺寸为18×12m，回填方量（12+18）/2×（6+12）/2×3=405m³，片碎石按64.66元/m³计算，费用为（540+405）×64.66=61104元；砼数量2×2×1×12=48m³，单价按320/m³计算，费用为48×320=15360元。钢筋数量0.45×8×12×0.888=38.4kg，单价按4800/t计算，费用为38.4/1000×4800=184元。模板采用3套桩帽2×1m钢模，与其他工程模板通用，摊销费用可忽略。4.1.1.2人工费扩大基础模板安装，混凝土浇筑，预埋钢筋，按每天4人，3天完成，单价180元/天计算，费用为4×3×180=2160元。4.1.1.3机械设备费扩大基础开挖、回填使用神钢260挖机施工，每天工作9小时，2天完成工作，租金30000元/月，燃油费按150元/小时计算，费用为30000/30×2+9×2×150=4700元。弃土采用双桥车转运至弃土场，每天2辆，按800元/天/辆（含燃油）计算，费用为2×2×800=3200元。4.1.1.4费用小计61104+15360+184+2160+4700+3200=86708元。4.1.2旋挖桩基础施工工艺4.1.2.1材料摊销费桩基础按φ0.8m，平均深度12m（嵌入中风化岩层2m），超方系数8%计算，采用C30混凝土，桩帽截面尺寸1×1×0.5m，采用C30砼，桩帽顶预埋8根φ12钢筋，长度0.45m，每跨按中间6根位于河沟中央计算，增设钢筋笼，主筋间距按12cm间距布置，根数20根，箍筋按15cm间距布置，均采用φ12钢筋。桩基砼3.14×0.4×12×12×1.08=78.1m³，单价按340元/m³计算，费用78.1×340=26554元。桩帽砼1×1×0.5×12=6m³，单价按340元/m³计算，费用为6×340=2040元。钢筋（20×12×6+2.56×80×6+0.45×8×12）×0.888=2408kg，单价按4800元/t计算，费用为2408/1000×48000=11558元。4.1.2.2人工费旋挖过程只需1人配合，桩帽按每天施工6个，每天4人计算，单价按200元/人/天计算，费用为（1.5+4×2）×200=1900元。4.1.2.3机械设备费旋挖设备采用ZR150A小型旋挖机，每天工作9小时，单价120000元/月，油耗200元/小时，费用为120000/30×1.5+1.5×9×200=8700元。挖机采用神钢260，负责配合旋挖机平整场地及桩帽砼浇筑，共计使用3.5天，每天工作9小时，租金30000元/月，燃油费按150元/小时计算，费用为30000/30×3.5+9×3.5×150=8225元。4.1.2.4费用小计26554+2040+11558+1900+8700+8225=58977元。4.1.3节约比例分析根据以上两种方法的人工费、机械和材料摊销费分析，可得到以下结果：扩大基础施工工艺86708元，旋挖桩基础施工工艺58977元。由此可见，旋挖桩基础施工工艺比扩大基础施工工艺节约了86708-58977=27731元。
5结束语
四川省仁寿至屏山新市公路LJ11标段沐川枢纽互通式立交现浇箱梁组合支架软土地带及河沟边缘采用旋挖桩基础处理方式，每天可以施工8根桩基，且只需要1名工人辅助，全项目共采用712根桩基础，仅仅耗时3个月就全部完成。经支架的预压检查及砼浇筑，验证采用旋挖桩基础的支架稳定性好，浇筑过程支架无任何变形沉降，安全性高。在施工过程中，现场无污染，淤泥弃方大量减少，保证了现场的文明施工。
参考文献
[1]史佩栋.桩基工程手册(桩和桩基础手册)(第二版).人民交通出版社.2015.
[2]倪文祥.不同类型支架组合在公路连续现浇箱梁中的应用[J].工程技术研究.2020,5(22):68-69
[3]包珍.双层叠合桥现浇箱梁同步施工支架体系设计[J].广东公路交通.2020,46(06):22-26
[4]王鹏.双向坡变截面现浇箱梁支架方案确定及施工控制[J].建材与装饰.2020,(06):34-35
[5]李立国.现浇梁梁柱式支架优化设计[J].安徽建筑.2020,27(09):169-171
作者:张立 单位:四川公路桥梁建设集团有限公司