沿海地區(qū)半路半橋拼接施工技術(shù)的研究與應(yīng)用

程 飛，劉丙宇，郄慧國

（北京建工路橋集團(tuán)有限公司，北京 100123）

0 引言

隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)越來越迅速，沿海道路不滿足現(xiàn)有交通的需求，但國家圍填海政策要求沿海老舊道路改擴(kuò)建工程不允許采用填海路基進(jìn)行現(xiàn)有道路拼接加寬，如何解決沿海老舊道路的拓寬迫在眉睫。

1 項(xiàng)目背景

洞頭區(qū)中心漁港港區(qū)道路（生態(tài)慢道）二期工程，環(huán)島沿海岸線設(shè)置通行道路工程，采用半幅道路、半幅橋梁設(shè)計(jì)，全長為1.445km。道路位于島上，橋梁位于海中。海域氣候條件惡劣，地層巖性變化較大，水文、地形、地質(zhì)情況比較復(fù)雜。

本項(xiàng)目屬于沿海老舊道路改擴(kuò)建工程，常規(guī)采用填海路基與現(xiàn)有道路拼接加寬，但隨著國家圍填海政策的變化發(fā)展，此種方式對生態(tài)發(fā)展、海洋生態(tài)環(huán)境造成一定的破壞，越來越不可取。但老舊道路已經(jīng)不滿足現(xiàn)況交通通行、周邊環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，改擴(kuò)建勢在必行。如何解決現(xiàn)有的矛盾是擺在設(shè)計(jì)與施工面前的難題。

2 解決的思路與措施

本工程的設(shè)計(jì)是將常規(guī)碼頭、水工設(shè)計(jì)特點(diǎn)融入公路設(shè)計(jì)，跨專業(yè)、跨行業(yè)合并，利用類似“棧橋”形式進(jìn)行拼寬，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的填海筑路或預(yù)應(yīng)力板式橋梁設(shè)計(jì)，從而達(dá)到綜合平衡。既滿足了社會交通需求，也保護(hù)了海洋生態(tài)，也解決了海浪沖刷及臺風(fēng)、浪涌對岸基的破壞，避免填海道路與現(xiàn)況道路拼接后不均勻沉降的問題[1]。

3 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

（1）在原有港區(qū)老路的基礎(chǔ)上向外側(cè)加寬，加寬部分為棧橋結(jié)構(gòu)，形成“半路半橋拼接”形式。

（2）灌注樁采用全護(hù)筒嵌巖樁，最大限度減小后期的自然沉降，降低與道路拼接后出現(xiàn)的沉降差，又解決了沿海施工時(shí)巖系裂縫較多，灌注樁充盈系數(shù)大的問題。

（3）取消了承臺，采用一柱一樁形式，直接至蓋梁，減少潮汐、浪涌對基礎(chǔ)的沖刷破壞。

（4）采用現(xiàn)澆混凝土擋梁作為梁板擋塊，與蓋梁相連接，整體性、穩(wěn)定性更好。

（5）空心板疊合鋼筋與蓋梁互錨，形成剛性連接，能充分抵抗浪涌力，提高橋梁的抗沖刷及抗臺風(fēng)能力，減少蓋梁集中受力過大造成的不利影響。

4 關(guān)鍵技術(shù)施工

4.1 工藝流程

工藝流程如下：空心板預(yù)制→嵌巖樁施工→駁岸修整及擋墻施工→凸字型蓋梁的設(shè)計(jì)與施工→梁板吊裝→擋梁及懸挑板設(shè)計(jì)與施工→枕梁及路基板施工→混凝土外防腐。

4.2 空心板預(yù)制

臺座采用C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚度10～20cm，并按設(shè)計(jì)要求設(shè)置反拱。混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，在表面覆蓋10mm的鋼板，鋼板采取打孔灌注環(huán)氧樹脂與臺座混凝土固定，空心板梁底部預(yù)留鋼筋涂刷帶阻銹劑的水泥砂漿。

4.3 嵌巖樁施工技術(shù)

施工地處海邊，每日受潮汐影響，且無樁承臺，采用鋼平臺+沖擊成孔樁施工。

4.3.1 鋼平臺施工

灌注樁平臺主要支撐系統(tǒng)采用?114×3.5mm鋼管樁，縱橫間距為1500～2000mm以井字型布置，縱橫撐采用8#槽鋼連接，縱向設(shè)通長剪刀撐，橫向斜撐每四排設(shè)置一道，并以交叉方式布置。靠海側(cè)每排均用8#槽鋼設(shè)置斜撐，底腳插入巖層200mm或利用現(xiàn)有巖層凹槽抵住，并采用500mm×500mm×500mm混凝土進(jìn)行包封。鋼管頂面橫向采用16#槽鋼加牛腿焊接，并作為主要承重橫梁，根據(jù)施工范圍的大小及人行通道內(nèi)均鋪設(shè)6mm鋼板，如圖1所示。

4.3.2 樁基施工

圖1 鋼平臺施工

樁基為嵌巖樁，樁長12～17m，樁基直徑為800mm、1000mm，要求嵌巖深度（入中風(fēng)化凝灰?guī)r）≥2D，基樁嵌巖深度以全斷面進(jìn)入中風(fēng)化層起算，并且實(shí)際有效入土樁長不小于9m。在鋼平臺上進(jìn)行樁基施工，鋼護(hù)筒壁厚8～10mm，采用全入巖形式，采用振動錘將鋼護(hù)筒振入，且護(hù)筒頂面高于最高潮汐水位1m以上，避免潮浪影響，樁基采用沖擊鉆施工。

灘涂上進(jìn)行打樁時(shí)，海邊巖層變化大，且較斜，為保證樁身垂直度，每進(jìn)尺1m進(jìn)行樁孔十字線垂直度檢測，并對沖擊鉆頭爪牙進(jìn)行觀察。對偏磨較大的進(jìn)行及時(shí)修復(fù)，避免偏孔[2]。

每天進(jìn)行3次巖層取樣，并做好巖樣留存，及時(shí)匯同監(jiān)理、地勘進(jìn)行巖層分析，確定入巖深度。對樁基清孔，采用撈渣筒+泥漿循環(huán)雙清孔方式，這種方式能大大提高清孔效率，保證清孔質(zhì)量。樁基采用補(bǔ)償收縮混凝土，保證與鋼護(hù)筒緊密結(jié)合，如圖2所示。

圖2 嵌巖樁吊放鋼筋籠

4.4 駁岸修整及擋墻施工技術(shù)

老舊駁岸由干砌片石建成，拆除修整時(shí)現(xiàn)況道路存在巨大隱患。現(xiàn)場實(shí)際施工時(shí)，采用分段拆除+臨時(shí)剛支撐，拆除部分及時(shí)進(jìn)行新?lián)鯄Y(jié)構(gòu)施工，新建擋墻采用鋼模板+內(nèi)鋼支撐施工片石混凝土，墻身分段施工，每層高度不大于1.5m，墻身強(qiáng)度達(dá)到75%時(shí)，及時(shí)進(jìn)行墻身后背回填。

為保證路基中施工排水通暢，防止沖刷路基，對應(yīng)的邊溝施工應(yīng)在路基土石方施工前完成；在路基施工完成后及時(shí)按設(shè)計(jì)完善整段路基的排水系統(tǒng)，保證在施工過程中和施工后整個排水系統(tǒng)的暢通，如圖3、圖4所示。

圖3 路基板及枕梁施工

圖4 駁岸修整及擋墻施工

4.5 凸字型蓋梁的設(shè)計(jì)與施工

本橋梁蓋梁采用凸字型設(shè)計(jì)，分層施工，使預(yù)制板鋼筋與蓋梁鋼筋同時(shí)澆筑形成整體，抵抗浪涌力。蓋梁施工時(shí)，先澆筑蓋梁下半部分，再進(jìn)行梁板吊裝，梁間鉸縫澆筑完成，擋梁、橋面鋪裝懸挑板鋼筋綁扎完成后，一起澆筑，以保障共同受力，避免出現(xiàn)應(yīng)力分布不同情況，具體如圖5所示。

圖5 蓋梁側(cè)立面圖

4.6 梁板吊裝

根據(jù)梁板長度、板重，結(jié)合現(xiàn)場吊裝位置及吊裝角度，本工程梁板吊裝采用2臺50t自行式起重機(jī)+2輛運(yùn)梁車進(jìn)行吊裝。

4.7 擋梁及懸挑板設(shè)計(jì)與施工技術(shù)

4.7.1 擋梁施工

擋梁為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，采用支架法施工，鋼筋與蓋梁互錨，與蓋梁共同進(jìn)行澆筑，以保障共同受力，避免出現(xiàn)應(yīng)力不均。這樣既起到了保護(hù)預(yù)制梁板的作用，同時(shí)也是翼板，對調(diào)節(jié)橋梁線型起到關(guān)鍵作用。具體如圖6所示。

圖6 擋梁施工

4.7.2 懸挑板

為避免橋梁熱脹冷縮對橋梁進(jìn)行剪切傷害，懸挑板每5跨設(shè)置一處伸縮縫，伸縮縫采用80異型鋼伸縮裝置。如圖7所示。

圖7 伸縮縫布置

4.8 枕梁及路基板施工

道路部分所有管線、路基、墊層施工完成后，開始進(jìn)行路基板及枕梁施工，要求路基板為6m/塊，鋼筋采用?16雙層雙向鋪設(shè)，為整體受力良好，施工時(shí)鋼筋應(yīng)盡可能的避免搭接，提高路基板抗剪性能[3]。

4.9 混凝土外防腐

施工前對混凝土表面進(jìn)行處理，用同配比水泥砂漿對蜂窩等進(jìn)行修補(bǔ)，用鋼鏟刀對表面附著物進(jìn)行清理。

由于場地限制，現(xiàn)場采用滾涂法進(jìn)行施工。滾涂時(shí)，為保證厚度均勻，采用向同一方向進(jìn)行滾涂施工，用厚度規(guī)進(jìn)行漆膜厚度檢查。

5 質(zhì)量管控

（1）確定質(zhì)量管理目標(biāo)、編制質(zhì)量控制專項(xiàng)方案，成立以項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人為組長的質(zhì)量管理小組，建立獎罰措施，現(xiàn)場施工互相監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)整改。

（2）鋼筋、預(yù)埋件、水泥、砂、石、外加劑、粉煤灰、礦料等材料的品種、規(guī)格、化學(xué)成分及力學(xué)性能必須符合設(shè)計(jì)和有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，具有出廠質(zhì)量合格證明，檢驗(yàn)檢測報(bào)告等，進(jìn)場后必須復(fù)驗(yàn)合格后方可投入使用。

（3）施工過程中嚴(yán)格按“三檢”制度執(zhí)行，即操作工人“自檢”，項(xiàng)目專業(yè)質(zhì)檢員的“專查”，下道工序的班組對上道工序的“互檢”。施工嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)與技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行，加強(qiáng)對工作質(zhì)量、工序質(zhì)量和中間產(chǎn)品質(zhì)量檢查，做好原始記錄的整理。

（4）嵌巖樁沉渣厚度＜50mm，垂直度偏差要求≤1%H。為確保樁基嵌巖深度要求，對每根樁進(jìn)行挖深10cm。樁基每進(jìn)尺1米進(jìn)行樁孔十字線垂直度檢測，并對沖擊鉆頭爪牙進(jìn)行觀察。對偏磨較大的進(jìn)行及時(shí)修復(fù)，避免偏孔。鋼筋籠吊裝完成后，必須進(jìn)行二次清孔，保證沉渣厚度符合要求。

6 效益分析

（1）沿海地區(qū)半路半橋拼接施工技術(shù)與傳統(tǒng)填海相比較，具有較大優(yōu)勢，不用考慮圍堰、筑島等潮汐影響，減少了施工措施，加快了施工工期。

（2）在相同道路等級的條件下，采用橋梁拼接相比回填海拼接，在政策處理費(fèi)用、施工措施費(fèi)用等方面具有極大的優(yōu)勢，雖然橋梁拼接要采用樁基工程，造成一定費(fèi)用的增加，但傳統(tǒng)填海也同時(shí)需要施工維護(hù)樁、抗浪樁等結(jié)構(gòu)保證路基穩(wěn)定性，相比較而言，橋梁拼接老舊道路方法在經(jīng)濟(jì)上具有明顯優(yōu)勢。

（3）沿海地區(qū)半路半橋拼接施工技術(shù)在沿海道路擴(kuò)建工程中具有很好的實(shí)用價(jià)值，隨著國家對生態(tài)環(huán)境保護(hù)、海洋、漁業(yè)資源的保護(hù)，海域?qū)徟絹碓嚼щy，利用橋梁拼接道路的施工技術(shù)來滿足社會交通通行的方式會越來越常見，并且隨著橋梁的亮化工程越來越完善，海邊橋梁工程會是一道美麗的風(fēng)景線，對以后的沿海改擴(kuò)建工程具有較好的推廣價(jià)值。

7 結(jié)語

沿海橋路拼接通過原有港區(qū)老路的外側(cè)架設(shè)棧橋，實(shí)現(xiàn)了原有港區(qū)老路的加寬改造，以嵌巖樁基礎(chǔ)配合碼頭、水工設(shè)計(jì)的蓋梁及梁板，加上獨(dú)特的路基板，為半路半橋拼接施工提供了保障。同時(shí)，取消了承臺，采用一柱一樁形式，直接至蓋梁，減少潮汐、浪涌對基礎(chǔ)的沖刷破壞，具有技術(shù)推廣價(jià)值。