公路橋梁主橋橋墩樁基及承臺工程施工技術(shù)

李坪

山西路橋第一工程有限公司 山西太原 030006

樁基及承臺施工是公路橋梁建設(shè)過程中重要的環(huán)節(jié)和內(nèi)容，對于提升工程整體質(zhì)量，確保交通運(yùn)輸安全有著重要的意義。建設(shè)單位需要加強(qiáng)施工技術(shù)研究工作，對施工中存在的問題進(jìn)行及時(shí)地解決，全面提升工程建設(shè)質(zhì)量，以此來保障樁基及承臺的穩(wěn)定和安全。

1 工程情況

高速公路被設(shè)計(jì)成由重型分離器保護(hù)。但是，由于原有橋梁的使用出現(xiàn)裂縫，施工受到影響，主橋橋墩和橋墩的效益降低。測量工程開挖結(jié)構(gòu)的左傾基底可見，有三個(gè)發(fā)育組，采用區(qū)域單元調(diào)節(jié)，三個(gè)斷裂組方向相同，但兩組與組之間相差0.2～3m，每平方米發(fā)育1～3個(gè)。分析表明，調(diào)節(jié)裂紋擴(kuò)展的裂紋面比較完整，還有閉合情況——微張，孔徑5～10mm，工程中有3組裂紋，與邊坡巖體和工程實(shí)際相聯(lián)系，因此裂紋為120～120本工程施工現(xiàn)場位于地質(zhì)環(huán)境斷層高原區(qū)，判斷實(shí)際施工過程中的地址構(gòu)造斷層。邊坡施工區(qū)的巖石狀況包括斷裂、發(fā)育、政權(quán)、構(gòu)造和巖石生產(chǎn)，變化很大。粉紅色粘土被工廠的一層巖石復(fù)蓋，其狀態(tài)為塑料、棕色-灰色和棕色-棕色，并在建筑環(huán)境中零星分布。在構(gòu)造環(huán)境中，中心風(fēng)洞呈灰色且厚。鉆探電視顯示，大部分巖石是由寬度為0.5～2厘米的規(guī)則裂縫切割的。主橋墩和承載橋墩位于不同的地質(zhì)環(huán)境中，在施工過程中分布不均。在這樣做時(shí)，工作人員必須把重點(diǎn)放在這一領(lǐng)域的研究上，以提高其實(shí)際作用的效率[1]。

2 公路橋梁主橋橋墩樁基及承臺施工中的故障問題分析

2.1 承臺混凝土腐蝕問題

同其他工程相比較，公路橋梁工程通常規(guī)模比較大，施工工藝也更為復(fù)雜，對于承臺的質(zhì)量要求比較高，但混凝土的等級相對來說卻并不高。此外，受所處位置影響，承臺部位易受腐蝕，因此，在開展承臺部位施工技術(shù)分析工作時(shí)，要對混凝土的耐久度進(jìn)行嚴(yán)格控制，同時(shí)設(shè)置足夠厚度的保護(hù)層去保障結(jié)構(gòu)安全。在實(shí)際的施工過程中，針對承臺混凝土腐蝕問題常見的處理措施主要包括加大保護(hù)層以及提升混凝土性能等方式。

2.2 斷樁問題

公路橋梁主橋工程通常對樁基有著更高的要求，其基礎(chǔ)比較大，鉆孔也比較深，在混凝土灌注時(shí)容易出現(xiàn)斷樁。造成斷樁問題出現(xiàn)的原因主要包括以下幾個(gè)方面。第一，卡管。混凝土配合比不科學(xué)，骨料粒徑過大，坍落度過小，運(yùn)輸時(shí)間過長導(dǎo)致混凝土離析，未及時(shí)進(jìn)行二次攪拌等都是導(dǎo)致卡管問題出現(xiàn)的主要原因。第二，夾層斷樁。首先，混凝土灌注時(shí)出現(xiàn)塌孔，未能及時(shí)進(jìn)行清理或清理不到位；其次，導(dǎo)管出現(xiàn)問題以后使得泥漿進(jìn)入，從而出現(xiàn)夾層；最后，導(dǎo)管拔出部位太多，出現(xiàn)斷樁。第三，灌注中途停止。鋼筋籠與導(dǎo)管卡在一起，導(dǎo)致混凝土初凝前未能及時(shí)拔出，灌注過程被迫中斷；導(dǎo)管埋深設(shè)置不科學(xué)，不能夠及時(shí)將導(dǎo)管拔出，或是外拔過程中導(dǎo)管斷裂；最后，設(shè)備不能正常運(yùn)行、材料供應(yīng)不及時(shí)等原因?qū)е碌闹袛?，且中斷的時(shí)間超過了初凝時(shí)間，也會(huì)出現(xiàn)斷樁的情況。

2.3 樁錘回彈

在樁基礎(chǔ)施工過程中，可能會(huì)出現(xiàn)樁貫入度忽然減小，樁錘出現(xiàn)大幅回彈的情況，這一過程中樁的下沉阻力增大，引發(fā)樁身出現(xiàn)了較大幅度的顫動(dòng)，如果繼續(xù)采用高錘夯擊的方式進(jìn)行施工，就有可能導(dǎo)致樁被打斷。造成樁錘回彈的原因有多種，其主要原因就是地質(zhì)條件復(fù)雜，出現(xiàn)地層變化，樁尖已經(jīng)觸及硬土層或是大孤石等硬物。在出現(xiàn)樁錘回彈問題時(shí)，相關(guān)人員必須要對造成的原因進(jìn)行全面的分析，并采取加裝鐵靴、射水助沉等方式去對問題進(jìn)行處理。需要注意的是，在采用射水助沉方式進(jìn)行處理時(shí)，需要采取對稱射水的方式，對射水位置進(jìn)行合理設(shè)置，避免因位置不當(dāng)對施工造成影響[2]。此外，如施工條件不允許或回彈量不大，相關(guān)人員也可采取低錘密打的方式來對不良地基進(jìn)行處理，經(jīng)過一段時(shí)間的施打后，可以進(jìn)行試探，看樁錘的貫入度是否能夠滿足施工要求，如不能滿足要求則必須采用其他方式進(jìn)行處理。見圖1。

圖1 承臺模板結(jié)構(gòu)示意圖

3 公路橋梁主橋橋墩樁基和承臺工程施工技術(shù)分析

3.1 承臺施工

橋梁施工時(shí)，主要進(jìn)口方施工現(xiàn)場的處理方式如下：鉆軸樁施工現(xiàn)場冷卻管道主樓施工的技術(shù)要求有：①樁處理。鉆孔創(chuàng)建完成后，泵的工作臺將被取消。當(dāng)圓環(huán)內(nèi)部的水完全脫除后，用飼料帶將破碎部分運(yùn)輸?shù)絿鷻谥?，從混凝土中取出鋸齒部分，然后進(jìn)行手動(dòng)干預(yù)以徹底清理樁帽鋼筋。完成所有工作后，對樁的基本質(zhì)量進(jìn)行檢查，在進(jìn)一步工作前確定回彈問題。②鋼筋的創(chuàng)建和設(shè)計(jì)。臺灣鋼筋的制造提前運(yùn)輸，中間體修復(fù)組運(yùn)往施工現(xiàn)場。使用直螺紋連接連接支撐的主要鋼筋，并在其他位置根據(jù)規(guī)范進(jìn)行連接或重疊。橋式結(jié)構(gòu)鋼筋非常繁忙，并且具有廣泛的材質(zhì)類型。為了確保鋼筋網(wǎng)的質(zhì)量，鋼筋網(wǎng)片材由支柱支撐，保護(hù)層厚度由頂部到頂部控制，以符合網(wǎng)格對齊作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。③冷卻管。大橋主橋是為大量混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)的，采用的混凝土材料通過熱液溫度，可產(chǎn)生較高的內(nèi)部溫度。如果不正確處理橋梁，裂縫風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)增加，導(dǎo)致裂縫。為了控制混凝土內(nèi)部的溫度，應(yīng)進(jìn)行溫度計(jì)算，通過準(zhǔn)確的溫度分析，結(jié)合實(shí)際選用合適的冷卻通道和內(nèi)部軸承傳感器，保證混凝土質(zhì)量，同時(shí)進(jìn)行施工。④模板。在編輯鋼問訊臺時(shí)創(chuàng)建樣板，以便在橋梁中心線附近創(chuàng)建一系列樣板。其他位置不需要執(zhí)行任何操作。模板是在工廠中創(chuàng)建的，并在現(xiàn)場安裝[3]。⑤與混凝土施工有關(guān)的工作。支撐區(qū)域的混凝土砌塊必須控制材料、施工和溫度。①完成材料指定控制。根據(jù)比較研究，確定了大體積混凝土構(gòu)件比的參數(shù)。所選原料盡可能采用雙指熱液技術(shù)，使額外的粉紅色材料合法化，同時(shí)控制入庫混凝土的溫度，以保證水泥性能，減少水泥熔體。②澆筑建筑物。主橋造成大量水泥，對原材料的持續(xù)供應(yīng)構(gòu)成重大挑戰(zhàn)，應(yīng)多次遵守前期準(zhǔn)備原則，以確保材料符合施工要求。使用泵輸送進(jìn)行開槽鑄造。③溫度控制。問訊臺是一種大型混凝土施工，對橋梁的性能和質(zhì)量進(jìn)行熱控制。

根據(jù)橋墩的要求和施工質(zhì)量管理的要求，配置合適的管理人員進(jìn)行現(xiàn)場檢查。工程結(jié)算將在作業(yè)前進(jìn)行，向橋梁農(nóng)民傳達(dá)橋梁支柱和長椅的技術(shù)要素，控制施工質(zhì)量?，F(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)控管理重點(diǎn)開展質(zhì)量控制，研究橋梁橋臺和板凳周圍的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)和橋臺施工質(zhì)量，使用材料、機(jī)械等。現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，需要安全部署和管理，安全構(gòu)建環(huán)境，確保人員安全，實(shí)現(xiàn)橋梁建設(shè)目標(biāo)。介紹BIM技術(shù)，利用技術(shù)優(yōu)勢，協(xié)助橋梁設(shè)計(jì)和現(xiàn)場設(shè)施管理，協(xié)助質(zhì)量保證和實(shí)施[4]。

3.2 基坑開挖

開挖前，應(yīng)保證樁結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量符合要求，施工時(shí)采用光滑度，測量后采用人工與機(jī)器相結(jié)合的方式施工。①放樣測量根據(jù)調(diào)查結(jié)果和施工條件，將基坑壁邊坡定為1∶0.5；坑底開挖線應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)深度和坡度確定，坑底開挖規(guī)則應(yīng)按比例進(jìn)行平滑處理。②降水系統(tǒng)的降水結(jié)構(gòu)應(yīng)位于河的最近一側(cè)，并應(yīng)符合工程使用的實(shí)際需要?；窘Y(jié)構(gòu)采用井點(diǎn)降水法。技術(shù)參數(shù)（例如當(dāng)?shù)氐姆奂t色粘土和含水層厚度、地下水滲透系數(shù)和水位）決定著水井管道的調(diào)整。井筒是直徑50厘米、長度6米的管道，降水系統(tǒng)是圍繞承載臺設(shè)計(jì)的。此項(xiàng)目的基坑寬度相對較小，因此排水系統(tǒng)需要適當(dāng)簡化。③坑底開挖的預(yù)防措施，應(yīng)根據(jù)實(shí)測路徑開挖結(jié)果，以人工機(jī)械方式結(jié)合坑底開挖，在具體施工作業(yè)中加強(qiáng)坡度和深度控制，不得有試驗(yàn)當(dāng)機(jī)械開挖達(dá)到30厘米時(shí)，它會(huì)變?yōu)槭謩?dòng)開挖，兩者的結(jié)合可以提高施工質(zhì)量和效率[5]。

3.3 鋼筋與模板工程

墩身與承臺施工中都含有大量的預(yù)埋鋼筋作業(yè)，實(shí)際操作中應(yīng)注重的是：選擇指定的鋼筋加工場，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求于該處完成加工，再轉(zhuǎn)移到現(xiàn)場，分批驗(yàn)收后將其分類堆放；所用鋼筋要足夠潔凈，即不可存在鐵銹等，并將油漬等污物清理干凈；鋼筋形態(tài)要好，不可出現(xiàn)彎曲；主筋施工中選擇的是搭接電弧焊的方式，要求做到雙面焊接，為滿足穩(wěn)定性要求，以鋼筋直徑d為依據(jù)，應(yīng)做到焊縫長度≥5d；每1m2所用的砼墊塊數(shù)量為5塊，從而確保砼保護(hù)層厚度的合理性。承臺施工所用模板均選擇的是鋼模，將其吊裝至指定區(qū)域，應(yīng)注重的是：嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙完成對各類模板材料的加工，成型后要經(jīng)過全面的檢驗(yàn)，要求板面具有平整性，不出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，可增設(shè)拉桿以提高其穩(wěn)定性，還可在模板外側(cè)設(shè)置立撐，實(shí)現(xiàn)全方位的固定；檢驗(yàn)砼抗壓強(qiáng)度，當(dāng)該值上升至2.5MPa時(shí)則滿足拆模條件，先支部分后拆[6]。

4 主橋橋墩樁基及承臺施工控制措施

4.1 滿足擋土墻施工控制要求

根據(jù)工程的實(shí)際情況，主橋擋土墻懸置部分的高度在樁巖體完成后限制在10米以下。此時(shí)，擋土墻的內(nèi)部必須接近完整的巖體，以確保擋土墻結(jié)構(gòu)的整體性能。從項(xiàng)目的具體情況來看，施工人員必須集中精力解決和處理該科的右邊寬度問題。如果這個(gè)問題得不到解決，主橋樁基擋土墻的施工質(zhì)量將直接受到影響。與此同時(shí)，在進(jìn)行樁帽開挖時(shí)，應(yīng)徹底清理樁孔底部和松散部分，露出基巖結(jié)構(gòu)，選擇合適的鋼筋和混凝土標(biāo)志，以符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，保證開挖施工質(zhì)量。

4.2 落實(shí)現(xiàn)場的監(jiān)督管理

根據(jù)堆垛施工質(zhì)量管理要求，將配備足夠的管理人員進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督檢查。作業(yè)前，應(yīng)認(rèn)真應(yīng)用技術(shù)銜接系統(tǒng)，使橋梁施工人員掌握橋墩施工技術(shù)要點(diǎn)和承載部分，并對施工作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行控制?，F(xiàn)場質(zhì)量管理和控制工作重點(diǎn)是實(shí)施質(zhì)量控制，控制影響質(zhì)量的因素和風(fēng)險(xiǎn)，并對堆石所用機(jī)械材料和設(shè)備周圍的堆石施工進(jìn)行質(zhì)量控制?，F(xiàn)場環(huán)境比較復(fù)雜，需要妥善部署和安全管理，建立高度安全的施工環(huán)境，確保作業(yè)人員的安全，實(shí)現(xiàn)橋梁施工效率目標(biāo)。介紹BIM技術(shù)，充分利用技術(shù)優(yōu)勢，協(xié)助橋梁施工方案設(shè)計(jì)和現(xiàn)場安全施工管理，協(xié)助所有工程的高質(zhì)量施工和實(shí)施。例如，若要對基于BIM模型的橋梁施工進(jìn)行視覺仿真，施工工程師可以澄清施工過程和關(guān)鍵點(diǎn)，實(shí)施安全保護(hù)和高質(zhì)量控制，以安全有序地完成施工任務(wù)。

4.3 落實(shí)現(xiàn)場的監(jiān)督管理

根據(jù)橋梁支柱和施工質(zhì)量管理的要求，配置合適的管理人員進(jìn)行現(xiàn)場檢查。作業(yè)前認(rèn)真實(shí)施技術(shù)結(jié)算，向橋梁農(nóng)民傳達(dá)橋梁橋臺的技術(shù)和工程要素，控制施工質(zhì)量。現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)控管理重點(diǎn)開展質(zhì)量控制，研究橋梁橋臺和板凳周圍橋梁橋臺施工的質(zhì)量影響和風(fēng)險(xiǎn)，使用材料、機(jī)械等?，F(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，需要安全部署和管理，需要安全的構(gòu)造環(huán)境，以確保人員的安全，實(shí)現(xiàn)橋梁施工目標(biāo)。介紹BIM技術(shù)，利用技術(shù)優(yōu)勢，協(xié)助橋梁設(shè)計(jì)和現(xiàn)場設(shè)施管理，協(xié)助質(zhì)量保證和實(shí)施。

5 結(jié)語

綜上，公路橋梁的整體穩(wěn)定性與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)有較大關(guān)聯(lián)，橋墩樁基和承臺兩部分的施工質(zhì)量將對其帶來直接影響，因此要以合理的技術(shù)手段完成該部分施工作業(yè)。實(shí)際工程項(xiàng)目中，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場情況靈活調(diào)整工藝，如控制開挖深度、采取溫控措施、做好養(yǎng)護(hù)工作等，將各道工序落實(shí)到位，全方位確保橋墩樁基及承臺質(zhì)量。