橋梁下部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究

馮興環(huán)

(河北路橋技術(shù)開發(fā)有限公司)

1 橋梁下部結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)狀

1.1 樁基施工技術(shù)現(xiàn)狀

在橋梁施工基礎(chǔ)采用樁基的形式較為普遍，特別是下部地質(zhì)情況良好情況下，樁基可以將橋梁上部荷載傳遞到下部持力層，樁基的類型包括混凝土預(yù)制樁、預(yù)應(yīng)力樁、混凝土灌注樁等，前兩種樁可以再工廠內(nèi)預(yù)先加工，施工速度快，灌注樁施工技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，但對(duì)于不同的地質(zhì)狀況有著較好的適應(yīng)性。

考慮到河流的沖刷作用，橋梁的樁長(zhǎng)一般較長(zhǎng)，同時(shí)隨沉降的要求較高，特別是在連續(xù)梁橋河拱橋施工中，不能出現(xiàn)過大的沉降作用。灌注樁施工的對(duì)環(huán)境影響較小，樁徑可達(dá)到3 ～4 m，能夠提供較大的承載能力，但灌注樁施工質(zhì)量保證一直是橋梁施工中一個(gè)不易解決的問題，近幾年在地質(zhì)條件較好情況下擴(kuò)孔灌注樁得到了較好的發(fā)展，該種形式能夠提供較好的承載能力，減少沉降的發(fā)生。

1.2 沉井施工技術(shù)

沉井施工技術(shù)有著較長(zhǎng)的使用歷史，施工過程中在地面提前做好混凝土空腔結(jié)構(gòu)，在空腔內(nèi)不斷取土，依靠結(jié)構(gòu)自重不斷下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高位置，由于沉井的結(jié)構(gòu)特性其需要在一定條件下才能使用，例如在軟土、沙土、強(qiáng)風(fēng)化巖等情況下是適用的，如果基礎(chǔ)中存在堅(jiān)石、礦渣、地下通道和管線等情況時(shí)沉井施工就不適用，沉井施工過程中會(huì)對(duì)周圍土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成破壞，所以要注意施工的工法，并做好土體結(jié)構(gòu)的保護(hù)。

沉井的形狀易選擇規(guī)則的圖形，當(dāng)沉井長(zhǎng)度超過40 m是要考慮到結(jié)構(gòu)的抗裂性，另外對(duì)于大型沉井施工，由于封底面積較大，要考慮分倉(cāng)封底，沉井分節(jié)施工時(shí)要對(duì)接高過程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性充分考慮。為保證沉井能夠按照設(shè)計(jì)要求到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高位置處，需要從多方面來考慮其下降系數(shù)，不能系數(shù)大也不能過小。

1.3 橋梁承臺(tái)施工

橋梁承臺(tái)施工有帶樁基和無樁基兩種形式，當(dāng)承臺(tái)埋置深度較淺時(shí)，可以采用直接開挖，利用土體的自然邊坡，當(dāng)承臺(tái)埋置深度較深時(shí)就需要采取措施來堅(jiān)強(qiáng)邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，目前主要采用的圍護(hù)結(jié)構(gòu)有重力式圍護(hù)，該種形式采用水泥攪拌樁施工，另外還存在鋼或混凝土板樁、地下連續(xù)排樁(預(yù)制樁或灌注樁)墻等多種，但橋梁工程中用得最多的是板樁，而鋼板更甚于混凝土板樁。

2 橋梁下部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究

2.1 鉆孔灌注樁施工技術(shù)

(1)施工準(zhǔn)備

在施工之前熟悉設(shè)計(jì)資料，對(duì)地質(zhì)條件和巖層狀況要進(jìn)行了解，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行平整作業(yè)，綜合考慮以減少對(duì)樁孔周圍土體的破壞，放樣過程中遵循從整體到局部的原則，通過墩位的位置放樣樁位，鉆孔樁開挖之前一定要對(duì)地下管線存在狀況做好調(diào)查。

(2)鉆孔樁施工

在鉆孔之前要預(yù)先將護(hù)筒埋入樁位，在護(hù)筒的地位和周圍填入50 cm 的粉質(zhì)粘土并進(jìn)行分層夯實(shí)。要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的地下水位情況來確定護(hù)筒的埋置深度，護(hù)筒的中心軸線要跟樁的中心軸線相重合。

(3)鉆機(jī)就位

目前在鉆孔中使用較多的為旋挖鉆機(jī)，旋挖鉆機(jī)機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、自動(dòng)化程度較高，鉆機(jī)性能的穩(wěn)定對(duì)成孔的成功與否有著直接的影響，在鉆機(jī)就位之前做好原地面處理，當(dāng)原地面承載能力不足時(shí)可以采用加鋼板等措施來保持鉆機(jī)的穩(wěn)定，鉆頭要精確對(duì)位，鉆桿的垂直度要滿足要求，鉆機(jī)跟樁位的誤差要控制在20 mm 以內(nèi)。

(4)鉆孔

在鉆孔之前要進(jìn)行造漿作業(yè)，將原孔道內(nèi)的清水用泥漿進(jìn)行置換，常用的造漿采用主要有黃粘土和膨潤(rùn)土等。在鉆孔的整個(gè)過程中都要保證泥漿性能的穩(wěn)定，這對(duì)成孔質(zhì)量好壞和護(hù)壁的效果有直接影響，當(dāng)鉆桿深度達(dá)到5 米左右是要對(duì)連接螺栓進(jìn)行一遍檢驗(yàn)，當(dāng)鉆孔中要特別注意含水量較大的土層，該種情況下要控制好鉆孔的速度，保證鉆孔的穩(wěn)定性，以免對(duì)孔徑大小造成影響。

(5)鋼筋骨架的制作和安裝

要結(jié)合樁長(zhǎng)情況分段進(jìn)行鋼筋籠的加工和吊裝，采用加勁筋成型法制作鋼筋骨架，按照設(shè)計(jì)要求做好加勁筋圈，焊接時(shí)要保證主筋跟加勁筋標(biāo)注的中部對(duì)齊，對(duì)加勁筋和主筋的垂直角度進(jìn)行檢驗(yàn)，然后進(jìn)行點(diǎn)焊，按照設(shè)計(jì)要求的尺寸和位置焊接好耳筋。

制作好的鋼筋骨架要放在平整干燥的環(huán)境中，鋼筋骨架跟地面接觸部分要放置等高木條，每節(jié)鋼筋骨架都要標(biāo)識(shí)好樁號(hào)、節(jié)號(hào)和長(zhǎng)度等。吊裝鋼筋骨架過程中，要用兩根120工字鋼穿過上一節(jié)加筋的下方，要保證上下兩節(jié)鋼筋骨架處在同一豎直線上。用鋼套管冷軋聯(lián)結(jié)

相鄰上下兩個(gè)鋼筋籠的對(duì)接要選用合理的工藝，在接頭位置處可以設(shè)置螺旋筋，待鋼筋籠按照到最后幾節(jié)時(shí)要尤為注意，此時(shí)下部鋼筋籠的自重較大，在安裝上部鋼筋時(shí)要特別注意避免對(duì)下部鋼筋造成過大的沖擊而產(chǎn)生鋼筋籠擾動(dòng)對(duì)孔壁造成損傷，鋼筋籠安裝完成之后，在澆筑混凝土之前要對(duì)其進(jìn)行固定，通常為打入鋼管并進(jìn)行焊接，可以起到較好防止變形的作用。

(6)灌注水下混凝土

水下混凝土的灌注采用直升導(dǎo)管法，混凝土通過導(dǎo)管下口進(jìn)入先注入的混凝土下面，隨著混凝土的不斷注入混凝土、頂面泥漿和水毀不斷上升，灌注過程要連續(xù)，保證整個(gè)灌注工作在首批混凝土初凝之前完成。

灌注混凝土的導(dǎo)管在使用之前要進(jìn)行水密性試驗(yàn)，導(dǎo)管分段拼裝過程中要做好外觀和磨損狀況檢查，導(dǎo)管下方時(shí)避免碰到鋼筋骨架。在灌注水下混凝土的過程中沉淀層厚度、埋管深度和樁頂高程的控制最為關(guān)鍵，所以要做好泥漿面以下混凝土高度的監(jiān)測(cè)工作，防止出現(xiàn)夾層狀況而導(dǎo)致的斷樁等質(zhì)量事故。

2.2 承臺(tái)施工技術(shù)

在承臺(tái)施工過程要結(jié)合地下水位情況、開挖深度等因素綜合確定排水方法，當(dāng)?shù)叵滤簧睿叵滤^小和開挖深度較淺時(shí)采用大開挖方式，在基底位置處設(shè)置集水井排水，反之可以選擇采用井點(diǎn)降水方式。承臺(tái)施工一般都為大體積混凝土施工，要采取措施來降低大體積混凝土施工中內(nèi)外溫差過大的問題。

井點(diǎn)降水中井點(diǎn)管的間距要結(jié)合土層的滲透性系數(shù)來確定，通?？刂圃?.5 m 左右。通常采用的方法是射水法，通過對(duì)降水井點(diǎn)位置進(jìn)行高壓射水來成孔，射水壓力要結(jié)合施工地點(diǎn)的地址情況來確定，通常控制在1.0 MPa 左右，井點(diǎn)降水的過程為在對(duì)整個(gè)管線檢查符合要求之后，首先通過真空泵的抽真空作用使集水箱內(nèi)部形成一定的真空度，地下水在內(nèi)外壓力差的作用下進(jìn)入到集水箱內(nèi)部，然后開動(dòng)抽水設(shè)備將集水箱內(nèi)部的水抽出，抽水的過程中要注意控制積水箱內(nèi)的水量，以便保持壓力差的穩(wěn)定。

在承臺(tái)施工過程中可以采用鋼板樁進(jìn)行防護(hù)，要注意做好鋼板接縫處的防漏處理，可以在縫口填棉絮再在外側(cè)與水接觸部位涂抹防水膏，鋼板內(nèi)側(cè)也可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆浪Ｗo(hù)，需要特別指出的事鋼板跟封底混凝土接觸部位要注意涂抹隔離劑。在做好防水的同時(shí)就可以進(jìn)行抽水，水排干之后進(jìn)行下挖至承臺(tái)的設(shè)計(jì)標(biāo)高位置，在設(shè)計(jì)標(biāo)高以下根據(jù)地質(zhì)情況澆筑一定厚度的封底混凝土，進(jìn)行基礎(chǔ)硬化。

2.3 墩身施工技術(shù)

墩身施工關(guān)系到了橋梁的整體受力情況，其位置、高程和尺寸必須按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，混凝土強(qiáng)度要滿足施工規(guī)范的要求，如果墩身施工出現(xiàn)誤差或混凝土質(zhì)量問題將會(huì)對(duì)橋梁整體受力特別是上部結(jié)構(gòu)施工造成不利影響，墩身的主要作用是講上部荷載傳遞到下部基層，因此墩臺(tái)定位時(shí)要求各墩中心距相對(duì)誤差小于1/5 000。墩臺(tái)中心定出后即應(yīng)確定墩臺(tái)的縱橫十字線方向，并根據(jù)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行放樣施工。

橋梁的墩臺(tái)設(shè)計(jì)一般較為單一，對(duì)于墩身的澆筑采用大型鋼模板定性，進(jìn)行一次性澆筑。模板要有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，要易于進(jìn)行拼裝，接縫位置處要保證密實(shí)，不能發(fā)生漏漿現(xiàn)象。模板拼裝完成之后要對(duì)齊軸線和高程進(jìn)行復(fù)測(cè)，滿足設(shè)計(jì)要求后再進(jìn)行加固，模板內(nèi)側(cè)要干凈無雜物，保證澆筑混凝土之后模板不出現(xiàn)變形。

對(duì)于墩身鋼筋除了滿足正常施工要求之外，還要特別注意埋入的預(yù)埋筋位置要準(zhǔn)確，要滿足墩身鋼筋保護(hù)層的設(shè)計(jì)要求，在混凝土澆筑過程中采用振搗棒分層進(jìn)行搗實(shí)，分層的厚度要大于20 cm。

在拆模之后要做好混凝土的養(yǎng)生工作，可以采用覆蓋棉被同時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，也可以采用塑料布進(jìn)行覆蓋防止水分的蒸發(fā)，在整個(gè)養(yǎng)護(hù)期間要不間斷灑水，保證混凝土濕潤(rùn)，待混凝土養(yǎng)護(hù)的覆蓋物撤除之后要噴灑混凝土養(yǎng)護(hù)液，

3 結(jié) 語

通過樁基施工、承臺(tái)施工和墩身施工三個(gè)方面對(duì)橋梁下部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)展開論述，大量的實(shí)踐表明，橋梁下部結(jié)構(gòu)施工涉及到方面較多，施工之前要制定切實(shí)可行、合理和科學(xué)的施工方案，對(duì)成孔和成樁過程的各個(gè)環(huán)節(jié)做好檢測(cè)，做好處理方案，保證質(zhì)量，保證各項(xiàng)技術(shù)和各個(gè)構(gòu)件都能夠滿足設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)范的要求。

［1］王立新，彭德運(yùn).橋梁下部結(jié)構(gòu)剛度突變處裂縫的成因分析與防治措施［J］.江蘇交通工程，2001，(12):146－148.

［2］經(jīng)柏林.荊州長(zhǎng)江公路大橋A 標(biāo)下部結(jié)構(gòu)施工中新設(shè)備新工藝的應(yīng)用［J］.中國(guó)市政工程，2001，(1):43－45.

［3］羅瑞華.蕪湖長(zhǎng)江大橋主塔墩大直徑雙壁鋼圍堰深水基礎(chǔ)施工［J］.公路，2003，(4).