高速公路橋梁施工技術(shù)及質(zhì)量通病防治處理

王領(lǐng)彥

（河北光太路橋工程集團有限公司，河北 邯鄲 056000）

1 工程概況

某高速公路工程設(shè)計全長12.3km，設(shè)計行車速度110km/h，其中公路建設(shè)中包含大橋1 座，橋梁總長度為300m，其基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，下部構(gòu)造為空心薄壁墩，上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁。

2 高速公路橋梁施工技術(shù)

2.1 地基處理

（1）工程施工前，施工單位組織人員處理施工場地，將地基存在的垃圾雜物清理干凈，并針對存在的軟基問題予以處理。經(jīng)勘查得知，本工程地基存在的軟基情況主要分為3 種：①軟基深度淺、軟基范圍小的膨脹土地基；②主要以濕陷性黃土和沙土為主的軟土地基；③淤泥土質(zhì)的地基，其軟基深度均在1～10m。

（2）不同的軟基情況采用不同的處理措施分類處理，針對存在的小范圍膨脹土地基直接選擇換填法，利用合格的土質(zhì)材料將膨脹土換填并壓實；針對粉土、濕陷性黃土地基采用強夯法；針對淤泥質(zhì)土層采用預(yù)壓法，通過真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓的方式降低土體的含水率，提升軟基的密實度與承載力，經(jīng)處理后地基承載力達到110MPa即可開展正常施工[1]。

（3）軟基問題全部處理合格后，在施工前地基表面要整平并修筑施工便道，保證場地內(nèi)通車、通水、通電。正式施工前采用全站儀、水準(zhǔn)儀等設(shè)備開展測量放樣作業(yè)，放樣施工前，利用設(shè)備對設(shè)計圖紙中給出的控制點和水準(zhǔn)點給予復(fù)核，復(fù)核結(jié)果準(zhǔn)確后利用放樁、放線的方式開展放樣，放樣結(jié)束后即可依據(jù)放樣位置開始樁基礎(chǔ)施工。

2.2 樁基礎(chǔ)工程

（1）本工程采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，其施工的第一步是埋設(shè)護筒，護筒的埋設(shè)位置主要分為地上和水下兩種情況。地上護筒埋設(shè)時先人工開挖導(dǎo)向坑，然后利用振動錘將準(zhǔn)備好的鋼護筒錘入設(shè)計深度，埋設(shè)完成后護筒露出地面高度宜不小于30cm，坐標(biāo)偏差不得大于140cm，垂直度偏差不得大于1%；水下護筒的埋設(shè)采用導(dǎo)向架，導(dǎo)向架設(shè)置在護筒中心點位，利用吊機將鋼護筒吊放至導(dǎo)向架位置，再采用振動錘將其錘入設(shè)計深度，埋設(shè)完成后護筒漏出水面高度宜不小于2m，位置偏差及坐標(biāo)偏差與地面要求一致。

（2）護筒埋設(shè)到位后制備水泥漿準(zhǔn)備泥漿護壁，并開始布設(shè)鉆機鉆孔作業(yè)，鉆機安裝的位置與圖紙位置偏差不得超過3cm，垂直度偏差不得大于1%，鉆機就位后采用反循環(huán)的鉆進方法施工。鉆進過程中鉆進速度要先保持緩慢，待鉆進至全沖程后正常鉆進，鉆進時產(chǎn)生的廢渣及時處理，并對孔壁的穩(wěn)定性、鉆進的垂直度進行實時監(jiān)測，避免出現(xiàn)漏漿、塌孔的問題，鉆進至設(shè)計深度后將孔底的殘渣清除干凈，并報由監(jiān)理單位驗收[2]。

（3）監(jiān)理單位驗收簽字后，向孔內(nèi)下方鋼筋籠，使用的鋼筋籠在加工廠制作完成，并利用板車逐節(jié)運輸至施工場地拼裝，拼接后使用吊車將其吊放至孔內(nèi)，起吊時2 點起吊避免鋼筋籠變形，吊放結(jié)束后2 次清孔保持孔內(nèi)清潔，再利用小導(dǎo)管灌注混凝土，混凝土灌注完成后養(yǎng)護7～14d，待其強度達到設(shè)計強度后，開始橋梁地面施工。

2.3 橋梁構(gòu)造施工

橋梁地面施工中包括橋梁承臺、墩柱、蓋梁、系梁、墊石、梁體等多項構(gòu)筑物，其主要施工工序分為鋼筋安裝、模板安裝、混凝土澆筑等，由于橋梁高度較大，人工施工難以達到指定位置，因此需搭設(shè)支架作業(yè)。

2.3.1 支架搭設(shè)

橋梁支架的主要起到操作架及垂直運輸?shù)淖饔茫瑫r需承載橋梁梁體的重量，其必須具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性，支座的支撐部位需具有足夠的承載力、承載面積?；诖?，本工程橋梁支架選用碗扣式支架，搭設(shè)前檢測地基承載力，滿足承載要求后在其表面鋪筑素混凝土墊層并設(shè)置枕木，支架底座設(shè)置在枕木上方，支架整體時由橫桿和立桿組成，設(shè)置時橫桿間距控制在1.2m，立桿間距控制在0.9m，設(shè)置完成后開展支架預(yù)壓，其主要作用是消除支架的非彈性變形，預(yù)壓結(jié)束后方可正常使用。

2.3.2 鋼筋施工

支架搭設(shè)完成后開始鋼筋施工，本工程采用的鋼筋全部在加工棚內(nèi)下料制作，鋼筋的調(diào)直、截斷、彎曲等全部按照圖紙要求進行，加工后的鋼筋進行編號并分類運輸存放至施工場地，鋼筋安裝時采用焊接、綁扎的方法，鋼筋焊接中主筋的焊接頭不得位于同一條直線，接頭面積不得高于鋼筋總面積的25%，每根主筋只允許設(shè)置1處接頭，焊接完成后接頭位置的中心點誤差宜≤2cm，設(shè)置混凝土保護層，保護層厚度在1～3cm[3]。

2.3.3 模板安裝

鋼筋安裝完成后開始安裝模板，本工程橋梁施工采用的模板為組合式鋼模板，模板全部在工廠加工制造，進場時檢查模板表面的平整度、尺寸，合格后入場使用，模板安裝時先安裝底模，再安裝側(cè)模及頂模，安裝順序由下向上，安裝中模板接縫位置要求密實，不得存在空隙，以避免混凝土澆筑時出現(xiàn)漏漿跑模問題，安裝完成后由監(jiān)理工程師檢測模板的安裝位置、接縫情況等，驗收合格后方可澆筑混凝土。

2.3.4 混凝土施工

（1）本工程采用的混凝土全部在拌和站拌制而成，拌和時采用大型強制式混凝土攪拌機，原材料的稱量采用電子秤，稱量前電子秤需經(jīng)過標(biāo)定，讀數(shù)偏差控制在0.1kg以內(nèi)，拌和時混凝土的拌和時間持續(xù)90s，拌和后材料混合均勻且顏色一致，無離析泌水問題，拌和完成的混凝土利用罐車運送至施工現(xiàn)場，運輸時罐車混凝土的裝載量宜控制在2/3 容積，運輸過程中罐車采用2.4r/min的速率持續(xù)攪拌。

（2）運送至施工現(xiàn)場后的混凝土澆筑施工前需核驗混凝土材料，坍落度在180～200mm，澆筑采用泵送的方式，泵送的管道保持暢通，澆筑過程中大型橋梁構(gòu)件均采用分次、分層對稱澆筑的方式，小型構(gòu)件的澆筑可采用一次澆筑成型的方式，每層混凝土澆筑完成后采用插入式振搗棒振搗密實，振搗時間持續(xù)45～60s，為避免澆筑振搗中出現(xiàn)漏漿問題，澆筑過程中安排專業(yè)人員對構(gòu)件的模板、支架、鋼筋預(yù)埋件等實時監(jiān)測，保證其位置準(zhǔn)確，不發(fā)生位移與變形。

（3）每個構(gòu)件澆筑完成后需立即開展養(yǎng)護工作，養(yǎng)護方式均采用灑水養(yǎng)護與覆蓋養(yǎng)護，養(yǎng)護周期持續(xù)7～14d，養(yǎng)護過程中待混凝土強度達到設(shè)計強度的30%時方可拆除側(cè)模，拆模時輕拿輕放，避免對未完全成型的混凝土造成破壞，同時避免損壞模板影響其下一次使用，待模板拆除后繼續(xù)養(yǎng)護混凝土至設(shè)計強度。

2.4 預(yù)應(yīng)力張拉

（1）本工程梁體混凝土養(yǎng)護至設(shè)計強度后開始預(yù)應(yīng)力張拉施工，預(yù)應(yīng)力張拉采用的主要機械有千斤頂與油壓表，使用前需通過標(biāo)定，張拉時采取兩端對稱張拉的方式，先從初應(yīng)力張拉至設(shè)計應(yīng)力的10%，再張拉至設(shè)計應(yīng)力的70%，最后張拉至設(shè)計應(yīng)力的100%，張拉過程中注意觀察鋼絞線的變化，避免出現(xiàn)斷絲、滑絲等問題，每個張拉階段持續(xù)2min 的持荷時間，以觀察預(yù)應(yīng)力的變化情況。

（2）預(yù)應(yīng)力張拉至設(shè)計應(yīng)力且無異常情況發(fā)生后，需在24h內(nèi)完成孔道壓漿施工，本次施工孔道壓漿采用真空壓漿的方式，采用的設(shè)備為抽真空泵、壓降泵，先利用真空泵將孔道內(nèi)的空氣抽出，使其維持在真空狀態(tài)，再利用0.7MPa 的壓力持續(xù)壓漿，待另一側(cè)水泥漿液持續(xù)均勻冒出后壓漿結(jié)束，此時開展封錨作業(yè)[4]。

2.5 橋面伸縮縫安裝

（1）預(yù)應(yīng)力橋梁張拉結(jié)束后，橋梁整體結(jié)構(gòu)基本已經(jīng)施工完成，此時需要開始鋪裝橋面并安裝橋梁伸縮縫。本工程伸縮縫安裝前先利用切割機切縫開槽，切縫時沿著橋面兩側(cè)標(biāo)記的邊緣線開始切割，開槽的尺寸、位置與圖紙要求相一致，開槽后槽內(nèi)的鋼筋混凝土利用風(fēng)鎬破碎挖出，并對槽內(nèi)的混凝土鑿毛處理。

（2）開槽結(jié)束且槽內(nèi)清理干凈后，在槽內(nèi)安放尺寸為10cm×10cm，長度為3m 的方木，方木的距離為3～5m，方木安放就位后利用小型機械將伸縮縫吊放至其上方開始安裝，安裝時伸縮縫的中線位置與梁體中心線相對應(yīng)，位置確定后將伸縮縫的鋼筋與梁體的預(yù)留鋼筋焊接在一起，焊接時采用對稱點焊，焊接長度≥5cm，焊接完成后檢查伸縮縫型鋼與橋面的差距，將其控制在1mm以內(nèi)即可撤除鎖定夾具，開始使用。

3 橋梁質(zhì)量通病防治處理

3.1 裂縫問題防治

橋梁施工過程中最為常見的質(zhì)量通病就是裂縫，裂縫的發(fā)生主要位于橋梁墩柱、橋梁梁體等位置，裂縫的存在直接影響橋梁整體的穩(wěn)定性、美觀度，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞，為避免橋梁裂縫問題的發(fā)生，本工程施工過程中可做好以下3點：

（1）橋梁混凝土澆筑質(zhì)量直接決定混凝土的性能，如澆筑效果不到位，則混凝土的密實度、強度均會明顯發(fā)生變化，因此，澆筑施工中要注意大體積混凝土的分層澆筑，控制混凝土的入模溫度，每層混凝土澆筑完成后必須充分振搗，保證梁體中預(yù)應(yīng)力管道附近、模板周圍不存在欠振、漏振的問題，以保證混凝土的密實性。

（2）在混凝土澆筑完成后要及時按規(guī)范要求開展混凝土的養(yǎng)護工作，養(yǎng)護時間過短會直接影響混凝土的強度，強度不足混凝土表面就容易出現(xiàn)裂縫。因此，養(yǎng)護時間要保持充分，同時養(yǎng)護過程中必須定期灑水，降低混凝土表面與混凝土內(nèi)部的溫度差，從而避免裂縫問題的產(chǎn)生。

（3）要保證預(yù)應(yīng)力張拉時的張拉效果，預(yù)應(yīng)力張拉時產(chǎn)生的應(yīng)力過大或不足均會對橋梁性能造成影響，從而導(dǎo)致裂縫的發(fā)生，張拉時要嚴(yán)格控制應(yīng)力變化，使其滿足設(shè)計規(guī)范的要求，從而降低裂縫出現(xiàn)的可能性。

3.2 鋼筋銹蝕問題防治

（1）鋼筋與空氣中的水分接觸會導(dǎo)致鋼筋出現(xiàn)銹蝕問題，而在橋梁結(jié)構(gòu)施工中鋼筋作為橋梁的主要材料，一旦發(fā)生銹蝕情況會直接造成橋梁結(jié)構(gòu)強度的下降，如銹蝕情況嚴(yán)重甚至?xí)l(fā)生橋梁坍塌等重大安全事故[5]。本工程鋼筋銹蝕的防治主要為鋼筋表面防治與鋼筋銹蝕防治。針對鋼筋表面防治主要是施加保護層避免橋梁鋼筋直接與空氣接觸，同時降低混凝土中水分的含量；針對鋼筋銹蝕的防治主要是在鋼筋表面涂刷防腐涂料，或采用化學(xué)陰極保護法。

（2）本工程鋼筋銹蝕的防治主要從2方面入手，即鋼筋表面防治與鋼筋銹蝕防治。針對鋼筋表面防治主要是對鋼筋表面進行保護，施加保護層避免橋梁鋼筋直接與空氣接觸，同時降低混凝土中水分的含量，避免造成鋼筋銹蝕問題的發(fā)生；針對鋼筋銹蝕的防治主要是在鋼筋表面涂刷防腐涂料，或采用化學(xué)陰極保護法，避免鐵銹的出現(xiàn)，以達到防銹的目的。

3.3 橋面耐久性問題防治

橋面耐久性直接決定橋面的行車質(zhì)量，如橋面耐久性不足，則行車過程中容易導(dǎo)致橋面磨損出現(xiàn)坑槽問題，從而引發(fā)安全事故，尤其是高速公路，車輛行駛速度普遍在100km/h 以上，一旦出現(xiàn)問題后果不堪設(shè)想，因此，為保證本工程橋面的耐久性，在橋面施工中要嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量，同時施工中做好施工過程的控制，合理設(shè)置橋面的排水系統(tǒng)，以避免橋面耐久性因雨水的侵蝕而降低，待橋面施工完成后安排檢測人員開展檢測驗收工作，不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的一律返工整改，直至滿足驗收標(biāo)準(zhǔn)為止。

4 結(jié)語

高速公路橋梁作為推動社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，與國內(nèi)經(jīng)濟的發(fā)展密切相關(guān)，但在橋梁施工過程中會遇到很多技術(shù)問題及施工質(zhì)量問題，施工人員需要在建設(shè)過程中加強自身能力，做好對施工過程的管理，并進一步吸收管理經(jīng)驗，不斷創(chuàng)新，為高速公路橋梁建設(shè)提供經(jīng)驗與借鑒。