龍門大橋錨碇質量風險管控措施

覃 浩，鄭偉鋒，冉隆標

(1.廣西欣港交通投資有限公司，廣西 南寧 530029；2.上海遠方基礎工程有限公司，上海 200072；3.廣西路橋工程集團有限公司，廣西 南寧 530200)

0 引言

近年來，我國交通運輸行業發展勢頭迅猛，但是受到公路橋梁施工過程中各種因素的影響，施工事故頻繁發生，因此應提高對橋梁工程施工風險控制的重視程度。本文對錨碇基礎及錨體施工質量進行分析，并總結出一系列施工技術要點，包括錨碇基礎支護結構樁基鋼筋施工、二期槽銑槽質量控制、大型深基坑開挖技術要點、大體積混凝土填芯施工、異形錨體施工質量管控、錨體預應力錨固系統測量定位等。通過質量把控安全，進一步嚴格控制施工過程中的安全風險，有效降低橋梁施工事故發生概率，為后續同類橋型的橋梁施工提供建設經驗。

1 工程簡介

廣西濱海公路龍門大橋是廣西在建最大的跨徑橋梁，位于廣西壯族自治區南部的欽州市境內，與防城港市境內的廣西濱海公路至欽州港區段龍門大橋西引道相接。該項目是規劃廣西濱海公路的重要控制性工程，也是廣西壯族自治區重點工程。龍門大橋橋跨布置為：8×(5×50)m(預應力混凝土連續箱梁)+1 098 m(雙塔單跨鋼箱梁懸索橋)+4×50 m+(45+2×80+45)m+3×(5×50)m+(6×50)m+(4×50)m+2×(45+2×80+45)m+(50+3×80+2×54.5)m(預應力混凝土連續箱梁)。如圖1所示。

龍門大橋的錨碇結構分東、西兩岸錨碇，兩岸錨碇均設計為重力式錨碇結構，以中風化砂巖和中風化頁巖作為基礎持力層。龍門大橋錨碇錨體從功能、受力、施工等方面可分為錨塊、散索鞍支墩、前錨室、后錨室等部分。

2 龍門大橋錨碇質量風險管控技術要點

錨碇施工可分為基礎支護施工和錨體施工兩部分，其中，支護結構包括樁基、二期槽段、冠梁等；基礎工程包括混凝土墊層、填芯混凝土、頂板等；錨體包括錨塊、散索鞍支墩、前錨室、后澆段等。本節主要對基礎支護結構的樁基鋼筋連接技術、二期槽垂直精度控制、完成支護結構施工后的大型深基坑開挖施工技術、大體積混凝土施工技術、異形錨體的鋼筋及模板施工、錨體預應力錨固系統測量定位等施工技術要點進行簡要論述。通過工藝總結，分析施工中極易遇到的重難點，進而達到施工質量風險管控的目的。

2.1 咬合樁基礎支護結構質量管控技術要點

龍門大橋錨碇基礎支護結構采用3.5 m大直徑樁+二期槽的圓-矩咬合結構，采用銑槽機和旋挖鉆配合使用的方法成槽。

圖1 龍門大橋主橋橋型布置圖(cm)

3.5 m大直徑樁鋼筋籠的制作與安裝涉及質量把控的關鍵環節[1]。按設計圖紙、規范以及實際樁長要求，進行鋼筋的下料及分節段安裝，采用短線法加工成籠。

鋼筋連接技術中常見的質量通病有：

(1)鋼筋接頭車絲前后未將其切割及打磨平整，或存在有效絲扣長度不足的情況，都會導致鋼筋與鋼筋之間不能連接到位，使套筒之間存在間隙，影響結構受力。

(2)在鋼筋連接前，未采取措施保護鋼筋絲頭，絲頭銹蝕、變形損壞等情況均會導致鋼筋連接困難，連接后的鋼筋可能存在不垂直、與前一根鋼筋不在同一條直線上的情況，使結構物受力后產生偏心矩，影響結構受力。

預防措施：

(1)用于鋼筋連接的套筒連接件，需配置出廠合格證書。

(2)定期檢查車絲機是否滿足精度和技術要求。

(3)用于鋼筋連接的套筒，需按批次進行接頭極限抗拉強度試驗。

(4)節段之間需要通過連接套筒進行鋼筋連接，鋼筋連接接頭(連接套筒)安裝后應用扭力扳手校核擰緊扭矩，最小擰緊扭矩值應符合設計及規范的要求。具體擰緊扭矩值如表1所示。

表1 鋼筋連接件安裝后最小擰緊扭矩值一覽表

在二期槽成槽前，應先進行導墻施工，導墻對成槽設備起著導向作用，其質量直接影響成槽后的邊界線和標高。鋼導墻示意圖如圖2所示。導墻既能穩定存儲泥漿的液位，還能保證上部土體的穩定性。利用車載水平儀調整銑槽機的平整度，在銑槽過程中，每進尺20 m，采用測壁儀測壁一次，結合銑槽機上的垂直度儀和自動糾偏裝置，可在很大程度上保證成槽的垂直度，檢測結果若顯示垂直度偏差，可馬上對其進行糾偏處理；在大直徑樁鋼筋籠下放完成后，在二期槽與一期槽槽段搭接上部7 m的部分預留下槽口，采用特制隔離套箱，能起到導向作用，也能進一步控制二期槽的垂直精度。成槽垂直精度不得超過1/400墻身高度。二期槽成槽示意圖如圖3所示。

圖2 鋼導墻示意圖

圖3 二期槽成槽示意圖

待樁基與二期槽澆筑完成并達到設計要求強度后，采用超聲波成樁檢測儀逐樁、逐槽檢測，通過檢測樁基混凝土介質等參數，進一步確認樁體混凝土的完好性以及有無瑕疵，以保證成樁質量。

2.2 錨碇大型深基坑開挖質量管控技術要點

錨碇基坑開挖平面為90 m直徑的圓形，開挖總方量約為85 740 m3。錨碇基坑開挖前預先對基坑內的土體進行分層疏干降水，施工開挖一定數量的降水井，加強坑內排水，避免積水，保證干開挖[2]。錨碇基坑在開挖過程中，利用測量控制點對基坑進行復核放樣，對基坑圍堰頂部水平、豎向和中部水平位移進行檢測，并在基坑周圍進行沉降及位移觀測。

海中錨碇受地下水影響較大，海平面以下地層除接受上層滲水補給外，還受到海水側向的滲透作用，因此需要特別注意觀測基坑內是否存在滲水的情況并加強相應的排水措施。待基坑開挖完畢后修建盲溝等排水設施，通過測量確認其標高來判斷基坑是否還需要繼續開挖或平整。在基坑開挖完成后，要快速對其進行封閉處理，并及時進行墊層施工，以減小基坑底土體的回彈變形。

2.3 錨碇基礎大體積混凝土填芯澆筑質量管控技術要點

龍門大橋東岸錨錠填芯大體積混凝土采用C20等級混凝土，填芯高度為6～8 m、直徑為84.5 m的圓柱，下面與0.2 m厚C20混凝土墊層接觸，側面與一期樁及二期槽接觸。

龍門大橋錨碇填芯為大體積混凝土結構，極易在施工期間因混凝土溫度收縮、自收縮等出現開裂，進而影響結構耐久性。根據《大體積混凝土施工規范》(GB50496-2018)[3]，宜采用“整體分層連續澆筑施工法”和“推移式連續澆筑施工法”進行大體積混凝土連續澆筑施工。填芯澆筑前將與填芯混凝土側面接觸的3.5 m大直徑樁與二期槽外表面鑿毛至粗骨料露出，以保證新舊混凝土連接性。

混凝土采用溜槽、串筒自卸以及泵送的方式推移式分層連續澆筑，保持澆筑工作連續進行，均衡上升，以確保受力均勻，混凝土拌和物下降高度應≤2 m，防止混凝土的離析[4]。

混凝土澆筑階段分析如下：

2.3.1 階段一

根據類似工程經驗，C20填芯混凝土流淌坡度取0.267。根據串筒布置圖，可得出填芯混凝土僅在串筒自卸情況下所澆筑范圍(如圖4所示)。

圖4 填芯混凝土自卸+泵送澆筑情況下流動范圍示意圖

根據填芯混凝土流動范圍，在串筒布料達到分層高度后，泵車澆筑中心部分。該階段填芯混凝土自卸與泵送流動范圍如圖5所示。

圖5 階段一填芯混凝土自卸+泵送澆筑情況下流動范圍示意圖

2.3.2 階段二

澆筑完成約20 000 m3后，此時串筒布置點自卸混凝土頂標高約為-6.0 m，泵送混凝土頂標高約為-8.9 m。該階段填芯混凝土自卸與泵送流動范圍如圖6所示。

圖6 階段二填芯混凝土自卸+泵送澆筑情況下流動范圍示意圖

2.3.3 階段三

澆筑完成約40 000 m3后，此時串筒布置點自卸混凝土頂標高達到設計所需標高，泵送混凝土頂標高約為-5.2 m。該階段填芯混凝土自卸與泵送流動范圍如圖7所示。

圖7 階段三填芯混凝土自卸+泵送澆筑情況下流動范圍示意圖

2.3.4 階段四(至澆筑完成)

剩余7 798 m3混凝土均采用泵送澆筑。泵送情況下混凝土流動范圍如圖8所示。

圖8 階段四填芯混凝土泵送澆筑情況下流動范圍示意圖

錨碇中心控制變坡點：需要分階段澆筑，并用鋼絲網隔離防止混凝土流動，并且在變坡點處下游澆筑坍落度小的混凝土，調節混凝土的初凝時間，盡早在下游位置凝固，對上游處混凝土同樣起到隔離的作用。變坡點處混凝土澆筑前提前測量放點做好標記，控制各點混凝土標高。如圖9所示。

圖9 填芯混凝土控制變坡點布料示意圖(cm)

為保證大體積混凝土施工質量，控制混凝土入模溫度是關鍵，原材料溫度的控制是前提。現從以下幾個方面進行原材料溫度控制：

(1)拌和站每線設置9個粉罐，其中4個作為水泥儲存罐，將新到的水泥裝入備用罐中，不直接使用；對進場水泥進行自然冷卻，待水泥溫度降至40 ℃以下后方可使用。

(2)提前計劃骨料進場，采用在低溫的多料倉分散攤鋪靜置與定期灑水的方式降低骨料溫度。

(3)在攪拌站下灰口下灰的同時在罐車表面進行澆水降溫。

(4)在大體積混凝土整個澆筑施工過程中，對混凝土的入模溫度進行跟蹤測試并做好記錄，測試頻次≥1次/100 m3。

2.4 異形錨體施工質量管控技術要點

2.4.1 錨體鋼筋、模板施工

錨塊鋼筋安裝利用錨塊模板頂面平臺和勁性骨架平臺，根據錨體的異形結構形式以及大體積混凝土施工的要求，進行錨體的散索鞍支墩和錨塊分層、分段施工。

由于錨塊部分傾斜面角度較大，為保證鋼筋安裝的精確和穩定，采用勁性骨架輔助大型構件鋼筋安裝施工。勁性骨架采用角鋼加工，先放樣定位好勁性骨架，復核勁性骨架時標記好參照點，方便后續鋼筋模板根據參照點進行安裝。將底層鋼筋網片與提前預埋好傾斜角度的多排勁性骨架單元格進行連接并定位綁扎鋼筋，這樣就能在施工過程中嚴格控制鋼筋間距與保護層厚度。勁性骨架安裝示意圖如圖10所示。

圖10 勁性骨架安裝示意圖(mm)

錨塊左右側面及前斜面均采用大塊維薩模板體系，配備三角掛架采用無拉桿施工，能避免在錨體混凝土留下拉桿孔修補痕跡。模板采用錐形接頭與主筋焊接加固。模板安裝前需要將模板面打磨過后均勻噴涂脫模劑，通過螺栓連接處的模板接縫處需要在澆筑前及澆筑過程中仔細檢查是否松動，如發現松動應及時緊固。為了確保模板正常使用，模板應妥善存放，避免雨水浸泡。

后錨室的后錨面模板系統采用盤扣式支架支撐體系，該體系能良好地承受上部傳遞下來的豎向荷載以及水平分力。后錨面與水平面之間傾角為41°，斜面將會承受較大的施工荷載，同時該面又作為預應力錨固面。該模板體系的穩固程度直接影響預應力錨具和索道管安裝精度，因此考慮后錨面模板采用全斷面模板，且不周轉使用，以避免出現模板與模板之間拼接時產生的誤差。

2.4.2 錨體預應力錨固系統測量定位技術要點

錨固體系需要預埋的構件包括預應力索道管、錨墊板、螺旋筋，并根據錨塊分層施工進行同步分層安裝，對預應力預埋構件的安裝精度進行嚴格控制，從錨固系統槽口錨盒加工開始便需嚴格按照加工精度規范以及各個槽口錨盒之間的相對位置關系來要求其加工精度。

錨墊板的安裝定位通過在錨墊板的中心線位置加工一個圓盤狀的導向裝置，將圓盤中心作為測量置鏡點，直接測量定位圓盤中心坐標，與設計中心坐標相符即可，索道管道的定位安裝同理[5]。

在槽口模板與錨墊板精確定位調整后，根據索道管在后錨面模板的中心坐標接入模擬軸線的放樣線，放樣線另一端用全站儀在索道管定位支架上調整并模擬調整出準確的放樣軸線，再根據軸線對每節索道管管口進行調整以達到準確定位。

3 結語

綜上所述，通過對龍門大橋錨碇基礎及錨體施工技術要點的分析及總結表明，此技術方案不僅能有效把控施工質量，在簡化施工步驟的同時還能保證較高的施工精度，為同類橋型的異形錨體施工提供了借鑒價值，促進了該類施工方法的廣泛應用。合理的質量控制不僅能夠確保施工過程的穩定性，還能夠保障橋梁的壽命，降低橋梁安全風險。