橋梁工程下部構造施工技術方案的設計與應用研究

摘 要：在橋梁建設的施工和竣工過程中，存在許多不可控因素。鑒于大型橋梁運營技術的復雜性，一些橋梁的形狀容易發生重大變化，橋梁安全風險的存在在一定程度上阻礙了橋梁施工質量控制的有效開展。基于此，對橋梁工程下部構造施工和質量控制方面進行了深入研究，為橋梁施工質量提供了必要的保證。

關鍵詞：橋梁工程；施工技術；方案設計；現狀分析

中圖分類號：TU997" " " " " " " " " " "文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " "文章編號：2096-6903（2024）11-0031-03

0 引言

橋梁的下部結構可以通過橋梁基礎、支撐平臺、支柱等為橋梁的上部結構以及主體結構和橋面在基礎上的重量和荷載提供支撐，以確保大橋主體結構的穩定性和安全性。橋梁下部結構的施工技術對橋梁施工質量水平有著重要的影響，本文對橋梁工程下部構造施工技術方案的設計與應用進行了探索和研究。

1 橋梁工程下部構造施工技術分析

1.1 工程概況

本項目范圍為五峰東門隧道新建工程的EPC（設計-采購-施工）工程總承包項目，項目具體地點位于五峰鎮老縣城關境內，路線起于五峰鎮沿河東路與天池步行街北交叉點，穿越南北向山嶺地帶設東門隧道，通過東門中橋（K0+565）設置平面交叉與325省道相連。路線全長490.817 m（K0+102.648～K0+593.465）。

為了配合五峰鎮的建設，增設新的城市交通主出入口，以加強城區的對外交通聯系。五峰東門隧道新建工程為城市次干路，起點與現有沿河東路相連，終點接S325省道，線路長0.491 km，設計速度為40 km/h，雙向2車道。工程包括采購、施工、竣工試驗工作以及工程項目管理等主要工作，并遵照國家有關質量保修責任的規定，對工程進行保修。

1.2 橋梁基礎形式

橋梁基礎形狀的分類主要是根據工程下部構造的結構和施工工藝進行的。從下部構造來看，橋梁的基礎形狀可分為擴展基礎下部結構形狀、樁基礎下部結構類型、管柱基礎下部結構形式、沉井基礎下部結構型式和沉井基礎上部結構型式。沉井基礎設施作為橋梁深基坑體系的重要組成部分，具有抗震性能高、承載能力強的特點，在橋梁建設中占有重要地位。它通常適用于高難度的橋梁施工，如連接梁橋。

樁基下部結構形態是指利用樁身和樁基的作用，將樁頭的側向壓力傳遞到橋基底層的施工技術。通過鉆臺結構和橋梁基礎支撐平臺，基礎樁的荷載均勻分布到樁頭。與擴大基礎下部結構的方法相比，樁基屬于深基礎形狀，具有施工速度快、結構輕的特點。樁基基礎特別適用于土壤分布不均勻、橋梁基礎較深的大型工程。

1.3 鉆孔灌注樁施工技術

鉆孔灌注樁是橋梁基礎施工技術的一種重要形式，也是我國橋梁和建筑工程中的一種常用技術，與其他施工技術相比，鉆孔灌注樁施工技術具有保證橋梁技術安全穩定的優點。

鉆孔連接樁是在長螺旋鉆孔技術原理上發展起來的一種新型樁，主要利用鉆桿中心管從孔底注水，利用注水的化學原理形成鉆孔灌注樁。其操作方法如下，將鋼筋籠放置在鉆孔灌注樁的樁身上，將塑料管插入鉆孔灌注樁底部，當塑料管到達底部時，安裝一塊約30 mm的小石頭并落在樁身上。建筑技術人員反復灌注水泥使其鋪平，當水泥淤泥溢出樁孔時，施工工程師停止高壓和灌漿，最終完成鉆孔和灌漿技術的所有過程。

鉆孔灌注樁的處理技術更復雜、更耗時。施工技術人員應注意，灌注樁直徑不應超過20 m，深度不應超過50 m，長度不應超過20 m。

鉆孔樁技術具備了無噪聲、無震動、無污染排放、效果快的優勢。鉆孔和接頭樁的技術主要應用于中細沙、砂巖、碎石等的施工橋梁上，尤其是在對土壤附著力較好的復合地基上，其前景非常廣闊。

2 橋梁工程下部構造施工前的準備工作

2.1 施工方案或施工組織設計的編制

按照有關法規、工程規定和工程設計規定，在開工之前編制圖紙，包括合同文本研究、施工環境研究、熟悉橋梁設計圖以及其他工程設計文檔。建筑設計應當遵循有關施工管理要求，如《公路工程技術標準》JTG B01—2003、《公路土工試驗規程》JTG E40—2007、五峰東門隧道新建工程施工總承包合同、五峰東門隧道新建工程兩階段施工圖設計、五峰東門隧道新建工程設計文件、五峰東門隧道新建工程設計交底文件，保證每個技術項目均已通過，有關管理機構的審批文書有效。接收到的與項目有關的資料和案例必須由技術人員提供，以供參考。

2.2 施工現場規劃布置

在進行工程設計文件和有關材料使用時，由總工程師等技術人員對有關工程設計圖紙進行嚴格審核，以保證其在自身的質量控制范圍內，沒有其他誤差。加強對有關工程技術人員開展的技術培訓，以掌握有關工程技術標準。在施工過程中注重細節和安全防范，以保證混凝土從業人員全面掌握有關水泥的生產技能和技術知識。施工現場的安排與布置應當以施工組織設計為依據，并按照建筑方案合理進行。

開工時，應當對現場做好布置，以避免其他可能影響施工的問題，施工現場必須豎起圍欄，防止市民進入。對于潛在的安全風險，施工過程中使用的電氣設備必須放置在安全的地方，以確保電線、插頭等，以確保安全用電。

電源必須穩定，盡可能不連接到低電壓范圍，以避免施工期間突然停電，從而導致工作中出現問題。確保水源安全，定期檢查水質，防止污染和有害礦物影響混凝土質量。攪拌機、棒材彎曲機、可轉位刀片、裝載機等，應放置在安全和適當的位置。

2.3 施工人員與工程材料安排

項目開工前，確保所有員工（安全技術人員和管理人員、測試人員、設計工程師、木工工程師、混凝土工人、橋梁工人、安裝工、普通工人等）都在現場并接受安全培訓。對技術人員的技術資格證書進行評審，確保項目中的原材料實際上是可靠的，即使原材料不完全存在于項目中，項目的進度也不會在開工后延遲。有檢查原材料的質量，以確保不存在耐用性或質量差等問題。尤其是水泥和沙子，其質量和粒度必須符合項目要求。確保項目中的鋼筋和模板沒有質量問題或損壞。所有原材料排列整齊，有一個完全清晰的數據顯示，顯示來源、數量、檢驗狀態、證書等，原材料清晰地展示出來。

3 橋梁工程下部構造施工技術方案的設計

3.1 柱式橋墩施工技術

施工工程師需要提前測量鋼筋的重量和鋼筋的綁扎操作，圓柱形橋梁的支柱通常由鋼筋制成，施工技術人員需要根據工程師的圖紙確定鋼筋的位置，以防止不穩定因素影響橋梁的施工安全。

施工工程師必須采用堆疊焊接工藝來綁扎鋼筋。錨固過程完成后，及時檢測其材質是否符合標準，并與標準資料進行核實。鋼筋的質量檢測流程結束時，工作人員必須連接其骨架，并將其連接在預制模板上，以進行鋼筋的裝配。工作人員應該及時檢測標準模板的質量和標尺的平整度，以保證在架設過程中不發生偏差，并減少錯誤。

3.2 基礎澆筑技術

基礎按埋深分類，分為平基礎和深基礎（樁基、沉降基礎、管柱基礎和地下連續墻）。基礎膨脹的主要特征是將基礎樓板全部鋪設到基座上，而上部構件所傳遞的壓力主要經由膨脹基座樓板傳導到基座上。建筑工程場地調查后，應選用合理的排水方法，采取相應措施避免泄漏，并進行基坑支護和土方開挖。基坑的尺寸應符合地基技術的要求，通常底座必須比設計平面的每一側大50～100 cm。準確測量邊界的位置、基礎軸線和高度，監理工程師將檢查數據和標記區域，確認其準確性，并開始開挖基坑（注意基坑深度小于6 m，基坑壁的坡度應按規定或設計進行）。

樁基由樁和支撐平臺兩部分組成。樁可以布置在一個或多個由支撐平臺連接的柱上，以傳遞載荷。樁可以完全或部分埋入基礎底板，樁基可按形狀分，其中最常用的是橋梁施工鉆孔樁。

鉆孔樁地質適應性好，機械設備相對簡單，可操作性強，強度低，不易產生土壓力效應。其施工通常分為3個部分：鉆孔樁和灌注樁的清理、鋼架的制造和澆筑以及混凝土的澆筑。

第一部分主要涉及鉆井。架設鉆機時，應當保證機架安裝中心與工作區域中心在同一水平線上。操作過程中要注意合適的轉速，防止因轉速過高而損傷殼體。作業結束后，應及時審查各項指標，以確保遵守規定，檢查合格后，應進行鉆孔。

第二部分是在制造過程中特別注意鋼框架的保護，防止變形影響承載能力。現場加工和運輸必須定期檢查，確保各項指標符合要求。

第三部分是混凝土澆筑，包括管道施工和混凝土澆筑兩個步驟，在施加導管的原始力之前，必須注意拉伸試驗，測試合格后方可使用。

安裝管道時，應在地面上留出適當的位置，以便于混凝土澆筑，然后進行混凝土澆筑（在澆筑之前清理管道），該機構必須特別注意整個進程的連續性，第一批澆筑的混凝土必須完全埋在管道中。

4 橋梁工程下部構造施工技術安全設計

4.1 竣工驗收質量控制

大橋竣工后開通前的竣工驗收非常重要，包括動載和靜載試驗。這些試驗的目的是驗證橋梁結構的實際承載能力，了解橋梁結構在不同荷載下的運行狀態和實際應力狀態，并充分評估橋梁結構在設計荷載下的性能和力學性能，這些任務的目的是準確確定橋梁是否符合施工標準和使用要求。

實驗可以驗證橋梁的施工假設，特別是考慮到橋梁結構的特定環境、結構性能和力學性能。在設計階段，可以完全理解和預測其行為和機械性能。通過實驗，在設計過程中做出的許多假設有助于獲得橋梁結構的動靜態特性，從而驗證橋梁的計算假設和理論模型。這不僅是對設計模式和理論的有效驗證，而且促進了橋梁建設經驗中新設計理論的形成，為未來橋梁建設奠定了重要基礎。遵守“安全第一，預防為主”的原則，重視施工現場的綜合安全管理，是竣工驗收的基本質量控制。

4.2 文明施工設計

具體有以下9點：第一，加強安全宣傳，統一思想，提高文明建設和地方管理意識。

第二，根據工程實際情況，明確管理部門與責任人的分工，落實文明工地責任區，制定相應的規章制度，確保文明工地管理到位。

第三，現場合理布局，所有臨時設施符合規定標準，確保清潔、道路暢通、排水暢通、標志醒目，生產環境符合標準作業要求。

第四，施工現場總工程師平面圖、施工組織網絡圖、安全紀律圖、安全宣傳圖、防火標志、事故登記牌、施工方案必須完整、規范、統一、內容齊全、位置醒目。

第五，施工現場必須堅持材料完工后清理，不留廢棄物和污物，其他材料和用品必須有序存放并及時處理，嚴禁隨意倒技術廢水。在施工過程中，應與周圍居民保持良好的關系，盡量減少對他人的干擾。控制施工噪聲，防止噪聲擾民。

第六，妥善處理建筑垃圾，防止污染。

第七，加強化檢查督促，嚴格執行制度，堅持到底，切實做到對文明施工現場管理全面有效，技術管理部主任和工程隊管理人員，應當定期、不定期地對文明施工現場開展安全檢查，并每年舉行一次專項安全檢查，并進行積分，嚴格獎罰等措施，以擴大視野，改進管理和克服技術缺陷。

第八，嚴格執行操作規程，科學作業。

第九，根據業主和建筑管理單位的指示和要求，認真傾聽工程駐地監理的建議，積極協調各方關系，搞好工程安全質量和文明施工工作，著力打造工程安全質量文明規范施工。

5 結束語

施工單位在橋梁施工中，控制支柱、橋臺和支撐平臺等下部結構的施工質量是非常重要的，實施詳細的質量控制措施是后續安裝T型梁的必要前提。橋梁施工的工作環境復雜，橋梁下部結構的施工質量直接關系到橋梁的整體性能，建筑施工中存在許多不確定性。對于橋梁下部結構的施工，有必要根據具體的施工規范和方法對下部結構進行詳細的質量控制，為工程后期施工奠定堅實的基礎。

收稿日期：2024-04-28

作者簡介：龔德林（1971—），男，湖北荊州人，本科，研究方向：路橋施工。