劉 燕 向 高 彭 馳
(武漢科技大學(xué)城市學(xué)院城建學(xué)部,湖北 武漢 430083)
承臺(tái)施工是橋梁工程施工中的一個(gè)關(guān)鍵重要環(huán)節(jié),其施工質(zhì)量對(duì)整個(gè)工程的安全穩(wěn)定性起著重要的作用,因此對(duì)其施工工藝的每一個(gè)具體環(huán)節(jié),都要嚴(yán)格把控,確保施工質(zhì)量。
橋梁承臺(tái)施工的工藝流程如圖1.1所示:基坑開挖與支護(hù)→基底處理與墊層澆筑→鑿除樁頭→樁基檢測(cè)→鋼筋安裝→模板施工→澆筑承臺(tái)混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)→拆?!踊靥?。
基坑開挖與支護(hù)
基坑開挖的時(shí)間要避開雨天,首先要通過(guò)潛水泵、排水溝等清除坑周圍的積水。對(duì)于土層不穩(wěn)定的地質(zhì),要明確施工工序,將復(fù)雜的因素轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸?guī)律的、確定的施工程序,以保證施工質(zhì)量。
常用的基坑開挖的方式為放坡開挖,在實(shí)際工程中,結(jié)合不同的施工條件,會(huì)有不同的方案選擇,例如分臺(tái)階放坡開挖并掛網(wǎng)噴防水混凝土、采用工字鋼樁支撐加擋板防護(hù)[1],以及混
凝土套箱圍堰等[2]。雙壁鋼圍堰[3]作為一種深水施工廣泛采用的施工工藝,具有結(jié)構(gòu)剛性大、對(duì)內(nèi)支撐要求不高等許多其他圍堰不可比擬的優(yōu)勢(shì)。
圖1.1 承臺(tái)施工工藝流程
具體作業(yè)之前,必須確保樁基的質(zhì)量,在樁基的施工達(dá)到質(zhì)量要求后,才能進(jìn)行放樣測(cè)量和降水系統(tǒng)設(shè)置[4],基坑開挖深度的精準(zhǔn)性與降水系統(tǒng)設(shè)置的科學(xué)性,與橋梁的安全穩(wěn)定密切相關(guān)。
施工現(xiàn)場(chǎng)會(huì)在基礎(chǔ)施工完成后,進(jìn)行樁頭處理,然后澆筑墊層,墊層澆筑時(shí)從外側(cè)往模板一段澆筑,防止側(cè)壓力過(guò)大引起支模體系的變形和倒塌。在墊層上綁扎承臺(tái)鋼筋、支設(shè)模板,進(jìn)行承臺(tái)施工。
施工用模板通常采用大塊鋼模,安裝時(shí)要加固,保證接縫嚴(yán)密。鋼模板與混凝土的接觸面需要涮隔離劑,混凝土澆筑前,應(yīng)清除模內(nèi)的雜物和積水。在混凝土強(qiáng)度大于規(guī)定指標(biāo)后,可以拆除模板。
澆筑過(guò)程中需要隨時(shí)采用插入式振搗方式,對(duì)澆筑的混凝土進(jìn)行垂直振搗,以保證澆筑過(guò)程中不出現(xiàn)氣泡、表面泛漿等。另外,澆筑過(guò)程中,還應(yīng)防止混凝土水化、凝結(jié)過(guò)程中的溫差引起的裂縫,澆筑完成,及時(shí)收漿、修正和抹平。
在施工過(guò)程中,只有對(duì)每一個(gè)具體環(huán)節(jié)都嚴(yán)格把控,才能確保施工質(zhì)量。這其中,樁基檢測(cè)、基坑施工、混凝土施工都是質(zhì)量控制的關(guān)鍵。
樁基施工前要確定的參數(shù)有:樁孔的定位、孔徑、樁標(biāo)高;成孔施工中要控制的參數(shù)有:樁長(zhǎng)、垂直度;施工中主要控制鋼筋的焊接與綁扎、以及混凝土的施工。具體實(shí)施時(shí),要注意土層的變化,根據(jù)土層的變化,調(diào)整施工措施,以保證施工質(zhì)量。
清孔是保證樁基施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),常用的清孔方法有:抽漿法、換漿法、掏碴法、砂漿置換鉆碴清孔法。清孔能為混凝土的灌注提供良好的調(diào)劑,確保樁孔的深度測(cè)量準(zhǔn)確,以及混凝土的灌注質(zhì)量,從而保證施工質(zhì)量。
灌注樁的時(shí)間控制在4 小時(shí)內(nèi),邊灌注邊調(diào)整導(dǎo)管的埋深,以防止過(guò)深引起堵管、埋管事故,過(guò)淺造成斷樁。
樁基墊層的澆筑,可以有效傳遞基礎(chǔ)對(duì)地基的荷載[5],墊層澆筑后需要進(jìn)行樁基低應(yīng)變完整性檢測(cè);樁基和承臺(tái)的連接部位,是抗震要求極高的關(guān)鍵部位,但也是施工質(zhì)量薄弱的部位。
基坑施工的難點(diǎn)主要有:基坑開挖時(shí),各種剪力的不平衡,會(huì)使邊坡出現(xiàn)滑移現(xiàn)象;基坑的底部會(huì)出現(xiàn)滲流現(xiàn)象;基坑的周圍地面會(huì)發(fā)生沉降問(wèn)題?;邮┕み^(guò)程中,應(yīng)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容包括:
1)地面沉降實(shí)施監(jiān)測(cè)時(shí),結(jié)合場(chǎng)地的實(shí)際情況,布置沉降觀測(cè)點(diǎn),采用分層沉降監(jiān)測(cè)技術(shù),在土體內(nèi)埋沉降標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)。
2)水平位移 水平位移測(cè)量比較復(fù)雜,會(huì)影響實(shí)際施工效果?;铀轿灰频谋O(jiān)測(cè)方法常用的有測(cè)小角法、活動(dòng)標(biāo)牌法、交會(huì)法和全站儀法。幾種方法各有優(yōu)缺點(diǎn),在實(shí)際應(yīng)用時(shí),應(yīng)結(jié)合基坑實(shí)際情況,監(jiān)測(cè)要求,靈活采用。
3)支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè) 由于承臺(tái)鋼筋混凝土施工需要干施工環(huán)境,實(shí)際施工中采用鋼套箱來(lái)提供,施工過(guò)程中,需要對(duì)鋼套箱的變形進(jìn)行監(jiān)測(cè),具體的做法是設(shè)置水平位移觀察孔[6],實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋼套箱的安全與穩(wěn)定性。
另外,對(duì)于支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè),還包括:側(cè)土壓力的監(jiān)測(cè)、錨桿軸力的監(jiān)測(cè)以及圍檁軸力的監(jiān)測(cè)等。
承臺(tái)混凝土屬于大體積混凝土,當(dāng)混凝土發(fā)生水化反應(yīng)時(shí),混凝土內(nèi)部溫度升高,在內(nèi)外溫差的影響下,混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力,外部為拉應(yīng)力[7,8],當(dāng)外部拉應(yīng)力大于相應(yīng)的許用拉應(yīng)力時(shí),混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂紋;而當(dāng)溫度下降時(shí),由于內(nèi)部鋼筋等的約束作用,混凝土彈性模量降低,內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力值大于許用拉應(yīng)力時(shí),同樣會(huì)造成混凝土表面產(chǎn)生裂紋。
因此,需要對(duì)混凝土的裂紋采取關(guān)鍵技術(shù)控制。大體積混凝土施工關(guān)鍵點(diǎn)如圖2.1所示。
圖2.1 大體積混凝土施工關(guān)鍵點(diǎn)
主要的質(zhì)量控制技術(shù)包括:(1)預(yù)防因溫度引起的裂紋的產(chǎn)生,按大體積混凝土施工規(guī)范進(jìn)行監(jiān)控點(diǎn)的布設(shè)。同時(shí),通過(guò)循環(huán)冷卻水管的使用來(lái)降低混凝土溫度[9]。(2)采用一次性澆筑的施工方法,減少施工時(shí)間。澆筑的時(shí)候,由承臺(tái)遠(yuǎn)端向近端澆筑,每層澆筑的厚度控制在300mm 內(nèi),并且在施工時(shí)覆蓋塑料薄膜和草袋,預(yù)防混凝土暴露,保溫保濕養(yǎng)護(hù),以防止干縮裂紋[10]。
混凝土配比[7],從混凝土的配合比開始控制,在保證規(guī)定的抗壓強(qiáng)度的前提下,合理的礦渣粉和減水劑的加入,能夠增加混凝土的流動(dòng)性和粘聚性,同時(shí)降低水泥水化熱。
溫度監(jiān)控的設(shè)置,可以在溫控標(biāo)準(zhǔn)未達(dá)到的情況下,采取及時(shí)的補(bǔ)救措施,同時(shí)也能在混凝土溫度遠(yuǎn)低于溫控標(biāo)準(zhǔn)時(shí),減少溫控措施,避免浪費(fèi)[11]。
施工工藝是保證施工質(zhì)量的最有效的措施,必須從施工組織設(shè)計(jì)和施工監(jiān)管兩方面入手,控制好每一個(gè)環(huán)節(jié)。