西北黃土區(qū)公路現(xiàn)澆箱梁施工關(guān)鍵技術(shù)研究

趙博

中鐵建大橋工程局集團(tuán)西北工程有限公司 寧夏 銀川 750000

1 工程概況

銀昆高速公路起于寧夏銀川市，止于云南昆明市小街鎮(zhèn)，全長(zhǎng)約2300km，南北縱貫我國(guó)核心腹地，北接呼包銀榆、寧夏沿黃、陜甘寧經(jīng)濟(jì)區(qū)，向南聯(lián)結(jié)關(guān)天、成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)、滇中經(jīng)濟(jì)區(qū)和多個(gè)城市群，對(duì)推動(dòng)地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高居民出行便捷性有著積極地意義。目前，銀昆國(guó)家高速公路重慶市境、四川省境和云南省境已通車，陜西省境部分通車，甘肅省境處于施工階段，寧夏段全長(zhǎng)約360km，其中銀川至太陽(yáng)山段已建成通車，總體實(shí)施進(jìn)度呈現(xiàn)出南快北慢的特點(diǎn)。

甘城互通A匝道橋處于中溫帶半干旱區(qū)，年降水量少，且受地形影響強(qiáng)烈，雨季集中，降水分布不均勻，蒸發(fā)強(qiáng)烈，全年平均氣溫低，晝夜溫差大，冬期時(shí)長(zhǎng)約4個(gè)月。該地區(qū)年平均降水量較少，地表植被覆蓋率較低，植被多以草本植物或高度較低灌木組成，年平均風(fēng)力等級(jí)超過(guò)5.3級(jí)，同時(shí)該地區(qū)存在嚴(yán)重的水土流失問(wèn)題，是惡劣天氣的高發(fā)地。巖土類型主要為全新統(tǒng)沖洪積粉狀黃土，結(jié)構(gòu)疏松，河谷地帶分布卵石土。上部粉狀黃土具有濕陷性，不宜直接作為路基持力層。甘城互通A匝道橋布置和現(xiàn)澆箱梁構(gòu)造如圖1、2所示[1]。

圖1-1

圖1-2 K0+180甘城互通A匝道橋布置圖

圖2 K0+180甘城互通A匝道橋現(xiàn)澆箱梁構(gòu)造圖

2 關(guān)鍵技術(shù)

為了使現(xiàn)場(chǎng)滿足施工條件，施工前需要修筑施工便道，接入所需的水電，清理和平整場(chǎng)地，根據(jù)施工方案準(zhǔn)備工程材料，安排好施工管理人員和作業(yè)人員等。等待所有準(zhǔn)備工作結(jié)束之后，工程進(jìn)入到現(xiàn)澆箱梁施工階段。現(xiàn)澆箱梁施工工藝流程主要包括，地基處理、搭設(shè)盤(pán)扣支架、架設(shè)模板、綁扎鋼筋、澆筑混凝土、施加預(yù)應(yīng)力、拆除模板和支架等。其中搭設(shè)盤(pán)扣支架和澆筑混凝土是箱梁施工的關(guān)鍵。

2.1 搭設(shè)盤(pán)扣支架

由于橋址范圍內(nèi)上部土層地基承載力不能滿足盤(pán)扣支架搭設(shè)條件，因此需要對(duì)地基進(jìn)行處理。首先，根據(jù)箱梁支架體系方案中搭設(shè)支架平面長(zhǎng)度、寬度確定基礎(chǔ)處理尺寸范圍，并用白灰灑出邊線。然后對(duì)現(xiàn)澆箱梁基地?fù)Q填水泥土，用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，壓實(shí)度不小于93%，地基處理完成后要進(jìn)行地基承載力檢測(cè)，根據(jù)簡(jiǎn)算結(jié)果，要求地基承載力不小于160kPa。接下來(lái)在壓實(shí)土上澆筑15cm厚C20砼墊層，長(zhǎng)度及寬度為支架搭設(shè)面積每側(cè)各加寬1米。為避免水對(duì)基礎(chǔ)的不利影響，在支架搭設(shè)范圍地基基礎(chǔ)四周0.8～1.6m 范圍內(nèi)設(shè)順橋向排水溝，排水溝根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)置排水坡縱，確保地基不受水的影響。

滿堂支架采用直徑為48mm鋼管盤(pán)扣支架，橋梁橫向四道腹板處采用0.6m間距布設(shè)，其他位置采用0.9m間距布設(shè)。橋梁縱向底、腹板加厚段采用90cm間距布設(shè)，其他位置采用90cm間距布設(shè)。在對(duì)支架頂部安裝期間，會(huì)沿著橫縱向布設(shè)方木，作用是給予模塊足夠支撐力，減少模板澆筑形變問(wèn)題。在對(duì)箱梁底模和側(cè)模進(jìn)行制作時(shí)，會(huì)在其底部鋪設(shè)竹膠板（厚度控制在15mm左右，用于固定模板，減少模板位移），而箱梁內(nèi)模也會(huì)使用到竹膠板進(jìn)行固定，厚度控制在12mm，以滿足相應(yīng)的使用要求。先安裝腳手架底托，再安裝盤(pán)扣支架主桿及水平桿，構(gòu)件結(jié)點(diǎn)以盤(pán)扣鎖定，用錘子錘擊盤(pán)扣至鎖死為止。等待上述工作全部結(jié)束之后，按要求安裝支架可調(diào)頂托，為了營(yíng)造更加便捷和安全的高空作業(yè)環(huán)境，在頂托安裝前會(huì)提前在地面上對(duì)其伸出量進(jìn)行調(diào)出，隨后在吊裝到支架上部進(jìn)行安裝，起到加快工程作業(yè)速度的作用。

在對(duì)支架進(jìn)行搭設(shè)處理時(shí)，需確保結(jié)構(gòu)縱向和橫向間隔、角度保持一致，并且遵循“由下至上”的順序進(jìn)行架設(shè)，橫向和縱向支架保持垂直，每一層都需改變方向交錯(cuò)布置，布設(shè)偏差控制在50mm以下，確保支架搭設(shè)結(jié)束后的穩(wěn)定性。完成主體支架搭設(shè)后，也需要在支架兩側(cè)增設(shè)交叉支撐，在整個(gè)支架的布設(shè)中，會(huì)利用鋼管扣件進(jìn)行加固處理，同時(shí)按要求增設(shè)水平桿、斜桿，并在合適位置增設(shè)剪力撐，進(jìn)一步提升支架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在對(duì)水平桿進(jìn)行布設(shè)時(shí)，會(huì)以兩層作為一個(gè)加固單位，布設(shè)縱、橫方向的水平加固桿，位置選擇在臨近立桿節(jié)點(diǎn)的位置。而布設(shè)斜桿和剪刀撐則會(huì)以4～6m為間距進(jìn)行布設(shè)，角度也會(huì)控制在45～60°，借此來(lái)提高支架穩(wěn)固性。

在支架搭設(shè)中也需要做好非彈性變形的處理，在具體實(shí)踐中，首先應(yīng)計(jì)算得到支架在荷載作用下的彈性變形數(shù)據(jù)，確定合理的施工預(yù)拱度，使箱梁在卸落支架后獲得符合設(shè)計(jì)的標(biāo)高和外形。完成頂層方木的鋪設(shè)之后，會(huì)在上方利用土袋進(jìn)行預(yù)壓處理，預(yù)壓的總重量為預(yù)計(jì)荷載的1.1倍，在預(yù)壓處理時(shí)會(huì)按照分級(jí)預(yù)壓的方式進(jìn)行處理，即第一級(jí)預(yù)壓總重量為50%，靜置12小時(shí)后將預(yù)壓總重量調(diào)整到80%，12小時(shí)后，將預(yù)壓總重量調(diào)整到110%。在整體加載過(guò)程中，其加載順序也會(huì)保持對(duì)稱加載的方式進(jìn)行處理，以免荷載分布不均勻引起局部不規(guī)則沉降的問(wèn)題。

在預(yù)壓處理過(guò)程中，也需要做好分層、均勻堆碼工作，不允許進(jìn)行集中堆碼處理，從而避免預(yù)壓時(shí)出現(xiàn)不均勻沉降問(wèn)題，提高所得預(yù)壓參數(shù)的合理性。預(yù)壓過(guò)程中應(yīng)按要求開(kāi)展監(jiān)測(cè)工作，土袋按預(yù)壓重量要求吊至支架上后，應(yīng)用防雨布進(jìn)行覆蓋，防止雨水浸入土袋，增加過(guò)大負(fù)荷，造成支架坍塌。期間也需要安排施工人員對(duì)于地基硬化情況進(jìn)行檢查，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的裂縫問(wèn)題，也需及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理，常用處理方法包括灌漿處理技術(shù)、表面處理技術(shù)、開(kāi)槽灌漿技術(shù)等，以此來(lái)提升基礎(chǔ)完整性，確保上部支架可以維持穩(wěn)定的工作狀態(tài)，提高其應(yīng)用效果[2]。

2.2 澆筑混凝土

進(jìn)入到澆筑混凝土環(huán)節(jié)之后，首要任務(wù)便是檢查鋼筋保護(hù)層墊塊所處位置，安裝數(shù)量、緊固情況等參數(shù)是否合理，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)處理，確保鋼筋保護(hù)層厚度尺寸質(zhì)量的合規(guī)性，以防止混凝土澆筑時(shí)出現(xiàn)鋼筋形變、露出等問(wèn)題。同時(shí)也需要對(duì)混凝土振搗設(shè)備、泵送設(shè)備工作參數(shù)進(jìn)行檢查和調(diào)試，確定其參數(shù)合規(guī)之后，投入到使用當(dāng)中。在澆筑混凝土之前振搗人員應(yīng)分段明確、責(zé)任到人。在對(duì)箱梁進(jìn)行澆筑時(shí)，會(huì)使用到兩臺(tái)澆筑泵車，采用對(duì)稱布料和連續(xù)澆筑的方式進(jìn)行處理，對(duì)于箱梁的底板，在澆筑時(shí)需確保其可以一次成型，在腹板澆筑時(shí)則需利用分層澆筑的方法，澆筑時(shí)間間隔控制在45min以內(nèi)，而頂板的澆筑也選擇一次成型，以提高箱梁成型結(jié)果的可靠性。

從具體施工情況來(lái)看，進(jìn)行底板混凝土澆筑時(shí)，因?yàn)榈装蹇偯娣e較大，為確保混凝土液面的平整性，一般會(huì)先從梁體中間向著梁體兩端進(jìn)行澆筑，為底板收漿抹面工作的開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。同時(shí)在澆筑時(shí)也需要做好腹板混凝土流入底板的預(yù)防工作，并且在出現(xiàn)混凝土流入問(wèn)題時(shí)，需要及時(shí)清理多余混凝土，防止底板厚度過(guò)大，增加梁體結(jié)構(gòu)重量。另外，在箱梁澆筑過(guò)程中，其需要澆筑的總時(shí)間較長(zhǎng)，基本都在3小時(shí)以上，這也需要做好澆筑過(guò)程中砼表面的觀察工作，在滿足應(yīng)養(yǎng)生條件后，及時(shí)開(kāi)展養(yǎng)生工作，確保結(jié)構(gòu)最終的成型質(zhì)量。

底板混凝土澆筑完成，向兩側(cè)腹板澆筑混凝土?xí)r應(yīng)對(duì)稱均勻，其分層厚度30cm。如果單次澆筑的厚度過(guò)大，那么積聚在混凝土中的氣泡無(wú)法及時(shí)排出而聚集在箱梁側(cè)面，使箱梁側(cè)面極易出現(xiàn)麻面、蜂窩等問(wèn)題。而且澆筑厚度過(guò)高，也容易影響到兩側(cè)腹板的荷載平衡性，造成箱梁內(nèi)模偏移的問(wèn)題。除此之外，單次澆筑厚度過(guò)高也會(huì)增加振搗時(shí)間，使上下層混凝土出現(xiàn)色差，而且也延長(zhǎng)了下一層混凝土的澆筑間隔，很容易造成冷縫問(wèn)題，影響到腹板的整體性。因此必須嚴(yán)格控制澆筑厚度、提高澆筑速度。在具體實(shí)踐中，為了加快混凝土的澆筑速度和振搗速度，需要在澆筑前對(duì)于混凝土的最大坍落度進(jìn)行控制，尤其是在氣溫較高的夏季，需要將混凝土塌落度調(diào)增到上限值，提高混凝土的流動(dòng)性，使其可以在較短時(shí)間內(nèi)填滿模板空間。同時(shí)也需要適當(dāng)增加振搗器數(shù)量，以短振的方式加快混凝土振搗速度，從而縮減澆筑與養(yǎng)護(hù)之間的時(shí)間間隔，確保混凝土澆筑結(jié)果的可靠性。

等待腹板混凝土的澆筑工作完成后，進(jìn)入到頂板混凝土澆筑環(huán)節(jié)，在整個(gè)澆筑過(guò)程中，非常重要的工作任務(wù)便是對(duì)澆筑時(shí)的頂板標(biāo)高進(jìn)行控制，以此來(lái)提高腹板混凝土澆筑過(guò)程的可靠性，滿足相應(yīng)的作業(yè)要求。

為保證梁體兩端加厚段、錨下及支座和防落梁處混凝土的密實(shí)度，端部鋼筋較密澆筑方法及振搗尤其需要注意。第一層澆筑下料不宜從端部下料，下料位置應(yīng)離端部5～6m為宜，第一盤(pán)混凝土的和易性往往偏大或偏小。端部鋼筋較密振搗棒不易插到底，應(yīng)設(shè)兩個(gè)專人具體負(fù)責(zé)。尤其是澆筑底板，靠近端部時(shí)，底板和兩端鋼筋加密區(qū)必須從端部開(kāi)始澆筑混凝土，澆滿振實(shí)后，然后再澆筑中間段[3]。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)甘城互通A匝道橋現(xiàn)澆箱梁工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行分析，以關(guān)鍵工序?yàn)楹诵模捎昧艘幌盗写胧┕み^(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題得到了解決，在施工中取得了良好的效果。橋梁的質(zhì)量得到了提高，保證了橋梁施工的安全，為今后類似橋梁施工提供了有意義的參考。