橋梁下部結構施工工藝及質量控制對策研究

鄭州市交通規劃勘察設計研究院 / 李浩浩 張萬鵬

引言

橋梁下部施工的持續性使得在施工之前需要對區域內的氣象資料、水文治療進行全方位調查，才能有助于開展橋梁的整體建設工作，進行多種施工方案的對比和篩選。在綜合考慮不同類型的方案之后可以從中選擇最合適的部分，根據實際情況來采取工藝措施與施工組織設計，做好統籌規劃和安排。

一、橋梁樁基礎施工技術

（一） 選擇鉆機與設置鉆孔

按照標段樁基的不同樁徑結合實際的地質狀況可以對鉆孔樁的施工鉆機進行選擇，并且圍繞施工要求來進行調整和優化。對于孔徑在2米左右的樁基，成孔施工可以選擇某些適應性較強并且能適應復雜地層的施工方案，如果是某些黏土層或是卵石基巖比較厚的階段則選擇沖擊鉆機。在鉆孔平臺設計方面，按照設計圖紙展開規劃。

（二）鋼護筒加工

鋼護筒的加工按照工程設計的樁徑制作，并且要確保鋼護筒的內徑至少要大于樁基直徑200毫米以上。在實際的施工階段，施工人員還應根據鋼護筒的壁厚參數與地質狀態對壁厚展開優化設計，即在不影響鋼護筒本身下沉質量的前提下，采取有效措施重點提升刃腳的剛度，讓下沉過程可以變得更加順利。另外，鋼護筒上部區域也應做好相應的技術處理提升剛度，從而有效地避免結構被振動錘影響受到損壞。鋼護筒制作環節的長度確定根據總長度要求進行選擇，如果總長度在15米以下可以直接開展一次性施工，如果長度超過這一限度則可以進行分段制作，在綜合考慮運輸和施工環節的安全要求之后做好現場焊接處理。

在導向架施工階段當中，應先確保鋼護筒的自重作用和效果，在鉆孔平臺和施工平臺的底部設置定位導向架，定位導向架是采用整體焊接的鋼桁結構，下層單層結構借助鉆孔平臺鋼管樁進行固定，且為了便于進行鋼護筒吊裝，頂層的導向架可以制作成為開放式桁架結構。安裝固定階段先使用履帶吊進行吊裝和移位，然后在已經完成的鉆孔平臺上預留鋼護筒的頂口位置，頂層導向架和鉆孔平臺之間通過焊接的方式進行連接和固定，整個導向裝置也能因此保持穩定。與此同時，也可以在導向架與鋼板之間進行螺栓連接以便于正常拆解，減少電焊結構對于鋼材料產生的損傷。導向架四周設置了糾偏調整的鎖定裝置，再利用鉆孔平臺進行固定。

在整個鉆孔平臺全部搭設完畢之后安裝好導向架，將其直接地固定在鉆孔平臺之上校正垂直度與平面位置。之后讓其自重下沉，結合地質勘查的報告信息來確定入土深度。互通能夠著床并定位之后需要在鋼護筒上焊接倒掛牛腿然后利用導向架對垂直度進行調節，讓首節鋼護筒可以直接固定在導向架之上后再繼續下放鋼護筒。整個階段都可以利用全站儀和垂線進行位置監測以保障平面位置、傾斜度等參數滿足技術要求。整個鋼護筒選擇GPS測量儀進行定位，在鋼護筒全部就位完畢之后對鋼護筒平面位置進行檢查直至其能夠最終調整到設計需要的位置。下沉環節應避免位置偏離和校正情況，可以安排專項技術人員對鋼護筒進行檢查，如利用人工吊線錘測量傾斜度，在兩個方向同時進行控制。測量階段還應控制頂標高和鋼護筒的入土深度，檢查好中心位置、鋼護筒的傾斜度、鋼護筒底高程數據。

（三）海水泥漿管理

對于某些跨海大橋而言，整個施工階段還要認真做好海水泥漿管理工作。海水泥漿全部使用機械拌制方法，將海水、黏土、外加劑等材料合理地融合配漿，并且在實際施工前做好泥漿配制實驗確定合理的泥漿配比。鉆孔施工階段則要讓護筒之間保持連接降低含砂率，箱內的過濾篩可以將鉆渣和其它廢棄物全部篩除，從護筒之間的連通管回流至鉆孔之內。總體來看泥漿質量管理是當前鉆孔作業當中的關鍵組成部分，按照《公路橋涵施工技術規范》的相關要求，泥漿在不同區域和不同鉆機下的性能存在著一定的差異，要隨時對泥漿的性能進行評估并做好相關數據的記錄工作，使之能夠滿足現場工作的要求。例如，一般底層、卵石土、易坍塌地層在黏度、含砂率、失水率靜切力、酸堿度方面都存在差異，現場勘察數據獲取階段也應做好此類參數的合理控制。

（四）鉆孔施工階段

每個鉆孔平臺之上放置兩臺沖擊反循環鉆機進行施工，并且鉆進階段用小沖程反復沖擊的方式進行鉆進以形成穩定的孔壁，然后直至鉆頭超過鋼護筒3米之后讓鉆進速度保持在正常速度。鉆進的速度應始終保持在一個相對平穩的水平之上，尤其是在鉆頭接近底口時還應避免機器和鋼護筒之間產生碰撞。因此，現場要準備好磁鐵隨時對可能掉入孔內的物件進行打撈處理，施工階段也應根據現場要求作出計劃和調整。例如不同類型的土層在特征上存在差異，因而需要對泥漿進行檢查并且補充優質泥漿，同時關注地層變化，如果地層信息和地質報告資料信息存在不一致的情況則及時地通知項目部做好后續處理。另外，對于可能出現的漏漿問題要做好預防措施，如果現場有漏漿情況則要停止鉆進然后保持泥漿循環確保指標可以達到基礎要求。總之，要根據漏漿程度差異來選擇不同類型的處理措施，包括加入水泥、下沉等。鉆孔之后使用測繩進行測量和檢查確定深度，最后進行清孔，清孔的泥漿性能指標也有明確要求。

（五）安裝鋼筋籠

鋼筋籠安裝完畢之后才能完成整體的骨架制作，這一步驟可以直接地在加工廠完成，以骨架設計尺寸為參考依據先確定一個固定支架，最后將鋼筋放進已經設置完畢的固定件當中完成焊接與加工流程。考慮到在實際的施工環節當中鋼筋籠長度本身存在差異，那么需要先按照鋼筋長度進行分節，并且在鋼筋接頭處錯開。在起吊階段，鋼筋籠內需設置好三角形撐以避免骨架產生變形，且起吊過程的應力集中比較明顯，為了避免應力過于集中出現其它問題，可以選擇長吊索的方式來減少水平分力。所以在鋼筋籠離開地面時就可以拆除根部吊點，并控制好結構的整體變形情況。安放環節以分段預制模式為主，各段之間的主筋選擇機械連接方法，現場施工時相互連接的兩端鋼筋不可發生轉動情況。下放時控制好速度，同時避免鋼筋籠和孔壁出現碰撞。一般還應設置好聲測管，且聲測管要與鋼筋籠連接成為整體隨著鋼筋籠一同沉放。聲測管選擇專業廠家生產的高質量專用聲測管，水下作業時還應關注孔壁孔內部水位情況。

（六）混凝土灌注

混凝土灌注工作一般是在跨海大橋的下部結構施工環節的主要技術應用。此時導管應該保持在樁孔內的居中位置以避免導管和鋼筋籠產生碰撞，底部和孔底之間也應保持一定的距離從而能夠順利地放出混凝土。通常情況下現場施工過程可以將這一范圍保持在400毫米以內。導管順利地進入孔之后需要先計算底部位置再將相關數據做好記錄，各項指標檢驗合格之后可以開始灌注，同時保障灌注效率。

二、承臺施工技術

（一） 陸地區承臺

承臺模板使用單獨套的承臺模板便于拼裝，且承臺模板要考慮到不同類型平面尺寸承臺的周轉和利用，模板選擇固定尺寸的標準節配合拼裝組合模板。

工藝階段按照地面與承臺的頂標高數據來計算出地面的放坡位置，放樣后開挖基坑。開挖完畢后按照基坑內的滲水情況設置好集水溝及時地將滲水全部抽取。承臺開挖完畢采用人工整平，墊層強度符合指標要求之后安裝鋼筋并澆筑混凝土，直至混凝土達到基本強度后再將模板全部拆除，防腐涂裝層施工完畢后開始檢測，檢測結束進行承臺基坑回填處理。

（二）淺水區施工

淺水區施工階段利用鋼套箱作為樁基施工的主要作業空間，即先在承臺四周設置好阻水設備再利用液壓破碎錘進行松動爆破，基坑開挖完畢之后人工找平，在低潮位時將整體拼裝結束的鋼套箱進行設置，內部做好鋼管支撐處理以提升穩定性。此外鋼套箱底用木塞進行墊平，周圍澆筑混凝土進行填堵。樁基施工完畢之后需要將樁頭全部鑿除然后對混凝土表面進行清理，安裝承臺鋼筋與模板。封底混凝土強度達到要求之后再將鋼套箱內的海水全部去除，抽水結束后再割去鋼護筒。

（三） 深水區施工

深水區的承臺施工工藝流程按照鋼套箱制作、鋼套箱吊裝固定、承重體系轉換、澆筑封底混凝土、安裝鋼筋模板、養護的順序進行，且鋼吊箱在設計時需要進一步考慮到模板的安裝控件與水底高程等相關因素。除此之外，還應完成鋼吊箱鹽酸、鋼套箱拼裝下放、體系轉換、混凝土施工和第二次體系轉換，才能最大化地保障施工環節的質量要求和工藝要求。

三、結語

現代科學技術的發展使得大型橋梁的建設技術有了明顯提升，而通過實踐之后也可以得知，橋梁下部結構的施工技術要求較高，對于工藝方面有著非常明確的技術標準。我國處于建設橋梁的關鍵時期，結合當前的橋梁工程甚至是跨海橋梁工程進行分析研究非常有必要。在未來的工程實踐環節還應進一步加強對于復雜施工環境的勘察，力圖對每一個施工工藝全方位了解并掌握，再對施工方法進行選擇，不斷地展開工程總結與工程創新。