淺談公路橋梁樁基施工中的混凝土技術

【摘 要】本文就混凝土在公路橋梁樁基施工中的作用及技術進行探討分析。

【關鍵詞】混凝土；公路橋梁；樁基施工；分析；作用；技術

1 前言

公路橋梁混凝土是混凝土大家族中的一種， 它是指用于各種公路橋梁路面結構材料的混凝土。應用較早的公路橋梁混凝土是以石油瀝青為膠結材料，以砂、石為集料所配制成的瀝青混凝土， 它主要用于公路橋梁的路面。出于普通石油瀝青的耐老化性較差、溫度穩定性較低、使用壽命較短，導致公路橋梁瀝青混凝土路面的維護費用較高。隨著近些年社會經濟的迅速發展， 尤其是汽車工業的飛速發展，對公路橋梁等級、質量的要求越來越高。早在20世紀50年代的中期，世界上很多較為先進的工業化國家就將提高公路橋梁等級、質量， 完善公路橋梁網絡， 開發和發展高速公路橋梁作為發展國民經濟的一個重要決策。

2 公路橋梁樁基施工分析

承受豎向荷載的樁是通過樁側摩阻力和樁端阻力將上部荷載傳遞到深部土(巖)層的， 因而樁的豎向承載力和樁所穿過的整個土層的狀況，與樁底持力層的性質、樁的外形和尺寸密切相關。承受橫向荷載的校是通過樁身將荷載傳給側向土體的．其橫向承載力與樁側土層的抗力系數、樁身的抗彎剛度與強度密切相關。在工程實際中， 以承受豎向荷載為主的樁基居多。

公路橋梁樁基可由單相樁構成， 如一柱一樁; 多數情況下是由多根樁組成的群樁，荷載通過承臺傳遞給各樁樁頂。當承臺與地面接觸形成低承合群樁基礎時，承臺、樁、土將相互影響，共同作用，使群樁的承載性狀發生效大變化并趨于復雜。對于公路橋梁樁基施工而言， 最易出現的現象是樁頭損壞。特別對于混凝土樁，在高沖擊荷載重復作用下，樁頭容易嚴重變形和損壞。再由于其他種種原因，這一問題尤為嚴重。例如，樁頭配筋不合理，墊層材料選用不當或來及時更換， 混凝土強度未達到設計標準，因樁頂平面與樁的軸線不垂直而造成偏心沖擊狀態、局部應力增大等。在樁尖通過堅硬土層時，可能出現“過打”，即施打時間過長、錘擊次數過多或沖擊能量過大等現象。

3 混凝土在公路橋梁樁基施工中的作用及技術

混凝土技術在公路橋梁樁基施工中有著廣泛的使用， 在公路橋梁樁基施工中目前常用的混凝土是水泥混凝土。

3.1 水泥混凝土的特點

水泥混凝土和瀝青混凝上由于膠結材料的性能截然不同而成為性能完全不同的兩類道路材料。這兩類材料的性能差異很大．使用方法不盡相同。水泥混凝土路面是最近十幾年來才發展起來的。經過國內外對水泥混凝土路面的修筑技術進行不懈的研究和總結，水泥混凝土成為公路與橋梁、機場道路最常見的路面面層材料。水泥混凝土具有如下特點。

3.1.1 優點。

強度高。混凝土路面具有較高的抗壓、抗折、抗磨耗、耐沖擊等力學性能， 適合于繁重交通的路面和機場跑道。

穩定性好。混凝土路面不怕日曬兩琳，不怕嚴寒酷暑， 經得起干濕循環與凍融循環的侵蝕作用， 具有良好的水穩性與耐候性。混凝土路面不僅適用于一般地區，還適用于冰凍和水淹等有特殊要求的地區。

整體性好。混凝土路面板體剛度大，荷載應力分布均勻，板而厚度較薄，而且外露于表面，容易進行鋪筑與修整，適于路基軟弱地區。

耐久性好。水泥混凝土路面耐久性優于瀝青混凝土。瀝青混凝土路面一般使用年限為5年，而水泥混凝土路面可達20～40年， 特別在水侵蝕環境中能保持良好的通行能力， 適用于氣候條件差的地區。

色澤鮮艷。水泥混凝土路面反光力強，有利于夜晚行車， 還可根據需要做成不同顏色的混凝土路面。

3.1.2 缺點。

水泥混凝土路面呈脆性，剛度大，變形性能差， 不能承受由于溫度等因素引起的驟然變形。

水泥混凝土路面對超載比較敏感。一旦外荷載超過設計極限強度， 混凝土板使會出現斷裂， 其修補工作也較瀝青混凝土路面困難。

施工期較長。水泥混凝土路面需要一段時間來養護，除碾壓混凝土外，不能立即開放交通，一般鋪筑完成后需經過14～28d的養護才能投入使用。

3.2 施工工藝控制措施

墩身模板采用廠制大塊鋼模組裝，設直徑20圓鋼拉桿，拉桿布置間距為1m×1m，采用2個螺帽鎖定。橋墩混凝土分節高度一般為4m，一次澆筑量一般為200～300m3，一次澆筑時間為10～12h。混凝土由集中拌合站統一拌制、混凝土攪拌運輸車運至現場。拌合站至施工現場的運輸時間為20～30min。混凝土到達現場后測定入模含氣量、坍落度(控制在120～160mm)、入模溫度(控制在20～35℃)等指標，合格后采用汽車泵泵送入模。混凝土灌注時配置振搗工6 人(圓端3個，直板3個)、模板工2人、鋼筋工2人，采用插入式振搗棒振搗。

3.3 混凝土在公路橋梁樁基施工中的注意事宜

混凝土工程應盡可能采用變形鋼筋、焊接接頭。鋼筋不能用鐵釘或鐵絲固定在模板上， 而必須用同配合比細石混凝土或砂漿板作墊塊，確保保護層厚度，混凝土工程的保護層不許可有負誤差。嚴禁用鋼筋充當保護層墊塊， 以沿筋浸入。此外， 混凝土板若為上下兩排鋼筋時， 則最好采用吊接方法固定上排筋，若跨度過大不能吊掛而需采用鐵馬架設時，則鐵馬應在施工過程中取綽，如不能取掉則需在鐵馬架上加焊止水鋼板(100×100)以增加阻水截面防止地下水沿鐵馬架直達混凝土內表面。普通混凝土采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制時，其受凍臨界強度應為設計的混凝土強度標準值的30％;采用礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土，其受凍臨界強度應為設計的混凝土強度標準值的40％;但混凝土強度等級為C10及以下時，其受凍臨界強度不得小于50N／mm2。當施工需要提高混凝土強度等級時，其受凍臨界強度應按提高后的強度等級確定。

3.4 拆模時間的控制

根據施工規范，當混凝土強度達到設計強度的50%以上，且混凝土內外溫差小于25℃時，可拆除橋墩模板。混凝土拆模時間必須根據測溫記錄來確定。拆模時間受混凝土入模溫度、施工環境溫度、綜合溫控措施的影響，有一定的變化。根據橋墩混凝土的測溫記錄，一般情況下，橋墩模板的拆模時間為混凝土灌注完成后3～4d。

參考文獻

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