框架橋頂進施工預防扎頭的質量控制

摘要：根據框架橋頂進施工過程中，容易造成扎頭的原因，總結介紹施工中預防和處理扎頭的措施及施工質量控制。

關鍵詞：框架橋；頂進；扎頭；預防；質量控制

中圖分類號：U445.4 文獻標識碼：A

文章編號：1674-1145（2009）14-0145-02

目前在鐵路既有線改造施工中，大量平交道口及新增道路下穿鐵路道路改為立交框架橋，為減少施工對既有線行車及運輸的影響，這些框架橋一般都采用頂進法施工。采取頂進方式施工相比便線施工投資少、建設周期短、對鐵路運營影響時間短等特點，但相較而言也存在較大的安全隱患。對于那些處于低承載力地基上的框架橋，頂進時很容易產生扎頭現象，使得框架橋就位質量難以保證。針對這一問題，結合工程實踐及有關技術理論，本文總結了部分頂進涵施工的體會，并從施工工序方面及工藝方面去探討頂進過程中預防框架橋扎頭施工質量控制。

一、框架橋頂進過程中發生扎頭現象的原因

頂進法施工的框架橋，底板與框架為一個整體。在頂進施工中框架橋因為下方地質情況不盡相同發生框架橋體微傾，并隨著施工的進行而以扎頭現象表現出來。頂程長且未采取有效措施時都可能發生扎頭現象。發生扎頭現象得不到及時處理必然超過設計及規范要求甚至影響正常使用。當頂程較長時也提供給我們調整框架橋形態的時間距離也長，所以只要采取有效的方法，頂程較長的頂進框架橋一般在到位后均可滿足施工規范要求。因此在了解框架橋可能發生扎頭現象的原因，并預先做了處理，這樣框架橋到位后不至于出現超標的現象。根據現場實際調查分析，扎頭可能出現的部位及原因為：

1．施工處地質承載力無法達到設計承載力是可能出現扎頭現象的原因之一。因此，施工中要注重地質報告并在開挖過程中要隨時注意土質變化及地基承載力的檢測。頂進通道斷面前后土質差異很大，框架橋就會在這個地方因受力不均而容易產生扎頭；當土質為砂質土或軟弱土時發生扎頭現象可能性很大，因此這種地質就必須先期采取措施，為以后的工作減小難度。當地質情況一定后，框架橋在行進過程需要注意每次挖土底面的坡度和吃土量。如果框架橋底板超挖，框架橋就容易發生扎頭。如忽略這些細節并未在施工中采取措施，必然給以后工作造成難度。

2．框架橋在滑板上行進及框架橋剛下滑板時，由于船頭坡的緣故一般出現抬頭現象；當框架橋有1/3下滑板時，框架橋會因重心遷移就會出現抬頭變緩的現象；當框架橋2/3下滑板后框架橋重心就會落在土上，框架橋就會因前后地質情況差異而出現扎頭現象。上述現象均屬正常現象，但其扎頭應有一個限度。超過這個限度就表明框架橋已經不在正常狀態，就需要采取措施來調整框架橋狀態。因此在整個頂進施工過程中，需要勤測量，加密測量，勤分析測量數據，準確掌握框架橋狀態，并預測框架橋以后的狀態。如通過水平測量記錄發現扎頭現象并有加劇趨勢，可通過使框架橋吃土量增加并將挖土地面標高抬高；如趨勢比較穩就需繼續觀察；如趨勢變緩說明框架橋行進正常。

3．在采用機械出土時，箱體底板容易發生超挖而發生扎頭現象。因此，在利用機械出土時，底板挖土保留20～30cm采用人工清底。

4．在雨季施工時，容易出現框架橋水倒灌而出現涵頭基礎被浸泡，造成涵頭地基承載力降低，如果對浸過土不采取措施并繼續頂進，框架橋容易發生扎頭現象。因此，在雨季施工時，要采用短掘短頂方法并注意涵內降排

水保證基坑內無水干燥。

二、施工中預防扎頭的措施

1．核對地質情況。在施工過程中，要核對設計單位提供的頂進箱涵地點的地質資料，并檢測框架橋滑板下地基承載力是否滿足設計要求。若地質與設計不符或承載力達不到設計要求，由設計單位變更設計，如采取換填等辦法，以免滑板在箱涵頂進重心移出端部時造成滑板斷裂、箱體前傾、扎頭。

2．做好臨時降水。框架橋頂進掌子面內必須保持干燥無水，如遇地下水位高的情況，必須采取措施把水位降至底板以下0.5m，以免帶水頂進造成基底土質軟化造成箱涵扎頭。

3. 合理設計滑板仰坡和框架的船頭坡。在框架橋預制時預留滑板仰坡，以防框架在頂進出滑板時因地質的變化，土質承載力降低造成扎頭。根據經驗滑板仰坡一般取5‰左右，主要視土質情況而定，土質密實且開挖得當，取5‰即可；土質松軟、含水量大，坡度應略微放大，一般以8‰為宜。船頭坡一般采用1：10的坡度。

三、處理扎頭現象的措施

1．頂進施工中，框架橋如發生扎頭現象一般可以通過采用增大吃土量、改善土質（換填碎石）、往框架底塞廢棄混凝土枕（混凝土枕底面朝上，塞入涵內側1m并有一定坡度）等方法將其調整到正常狀態。

2．可以通過打混凝土帶來調整。如發現扎頭現象時框架橋體離到位還有一段距離，施工中可以采用打混凝土薄帶來逐漸調整；如距離很短時可采用打混凝土通帶方法來調節。混凝土薄帶，一般為3×2m、厚度在50cm左右的混凝土帶。一般分別設置在框架橋頭兩邊，中間用碎石換填。在混凝土薄帶中一般設置兩根短軌（長度深入框架橋內50cm，軌底朝上）來減小混凝土帶與涵底的摩擦，防止頂進中混凝土帶跟隨（轉上頁）（接下頁）框架橋一起向前移動。根據情況可以在混凝土帶中增加錨固墩來加強帶與土的結合。頂進過程中發現土質有變化，混凝土帶的厚度和大小可以做調整。

混凝土通帶，適用于要求在較短時間內將框架橋體姿態調整的情況。混凝土通帶一般為長度與涵跨度相當、寬度在2～3米、深度在2米以上的混凝土構造物。為了加強其整體性一般配設鋼筋。混凝土帶一般設計成反楔型，防止在頂進中隨框架一起移動。混凝土通帶可在短時間內將框架橋體調整到要求，并在以后頂進中提供一個支點。

3．當在軟弱地基中頂進時，在根據設計要求改良地質框架橋體到位后尚不能滿足使用要求時，在最后幾頂（2米左右）可以先用千斤頂將框架橋體頂起，而后用木枕支撐框架橋，再往框架橋體與木枕架之間安置鐵板，再繼續頂進。其具體方法如下：首先在涵尾、在邊墻及中心分別挖三個基坑。分別澆筑鋼筋混凝土，將兩個千斤頂安置在邊墻下方，并在基坑周圍擺放支撐用的木枕和鐵板。當千斤頂向上頂時，要隨時注意框架橋的變化。施工中要多頂高一點預留一定的沉降值。

四、結語

頂進法已成為鐵路既有線平改立、增加公路下穿式立交通道一種主要的施工工藝，并被逐步推廣應用。在施工中施工單位要注重施工工序，在施工過程中加強頂進的過程監測和控制，及時采取措施糾正扎頭現象，保證在頂進過程中不出現扎頭現象，將一個合格的產品交給業主，才可以贏得更大的市場！

作者簡介：韋鴻飛（1979- ），男，中鐵二十五局集團柳州鐵路工程有限公司助理工程師，研究方向：鐵路與橋梁工程施工質量控制。