市政桥梁工程下部结构施工技术探究

2022-04-22周志勇ZHOUZhiyong

价值工程 2022年13期

周志勇ZHOU Zhi-yong

（正坚建设有限公司，温州 325000）

1 工程概况

温州市滨江商务区桃花岛规划四路桥（跨蒲州河）市政工程位于温州市滨江商务区规划四路龙湾区蒲州河上、蒲州水闸西侧，横跨蒲州河入江口处过船和泄洪河道上。本桥上部结构为13.2m组合梁+2*45m（简支T梁）+20m（空心板）。桥梁起终里程：K0+429.70~K0+519.70，桥梁总体布置为2*45m，如图1所示。

2 路桥下部结构设计概述

桥梁结构主要包括上部结构与下部结构两大部分，其中前者主要是指主体承重结构、桥面及其他附属结构，下部结构主要是指桥台结构、桥墩结构及其基础。根据路桥工程建设需求以及结构的受力情况，可以将当下的路桥工程结构分成拱式桥结构、刚架桥结构与梁式桥结构（如简支梁等）三大结构。比如，简支梁式桥梁结构本身是一种只承受上部竖向荷载作用而不需要承受水平方向反力作用影响的一种结构形式，这使得其对材料抗弯性与抗拉性具有较高要求，在实际的结构设计中需要认真考虑。刚架桥结构的主梁与墩台结构之间为刚性连接状态，实际的受力情况介于梁式桥与拱式桥之间；拱式桥结构的承重结构为主拱圈与拱肋，在竖向荷载作用下桥梁的桥墩结构与桥台结构会受到水平方向上的推力作用，并且墩台结构也会向拱圈或拱肋提供水平方向的反作用力。由此可见，针对不同类型的路桥结构形式，它们下部结构受力情况也会有所差异，要注意对桥台、桥墩等下部结构进行合理设计。

3 市政桥梁工程下部结构施工技术

3.1 定位放线

在市政桥梁项目中，应当有效抓好下部架构的定位放线活动，并保证工作效率和工作质量，提高定位放线的标准化和规范化水平，从而为市政桥梁后续施工提供基础保障。第一，应当提升复核测量的精准度。作业人员应当对市政桥梁项目中桥梁轴线管控点、水准基点展开复核，且依托科学高效的举措，保证测量的准确度，进而让市政桥梁项目下部架构的建造需要得到满足。另外，在复核测量以后，应当交予监理工作者确认，且经过对市政桥梁项目桥墩横纵轴等实施管控，提高项目建造水准。第二，应当对市政桥梁项目水平方向中心线与垂直方向中心线加以合理处置。作业人员应当依据真正的建设情况，第一时间明晰桥墩水平方向与垂直方向中心线地点，且确保其地点和法线相一致。另外抓好桩的填埋工作，达成对施工活动质量的高效管控。第三，在施工期间，应当依照施工要求实施各种活动，抓好定位放线工作，提升市政桥梁项目安全系数与稳固水平。

3.2 桥台基坑开挖以及回填控制

在市政桥梁项目建造期间，应当对桥台基坑展开专业化的处置，且把基坑规模管控在恰当范围，进而确保市政桥梁项目桥台基坑真正的挖掘效果。因为市政桥梁项目中基坑土质比较特别，应当针对施工的真实状况，提升基坑排水设计能力，保证所有施工环节均与市政桥梁项目建造要求相一致。另外，应当对市政桥梁项目的标高、桥台基坑边线地点加以测量，在复核活动完毕后进行基坑挖掘工序。为提高市政桥梁项目建造水准，应当对基坑壁坡度加以管控。作业人员在桥台基坑掘进和回填期间，应当依照市政桥梁项目的技术标准是施工要求，对基坑深度等进行控制，为后期作业活动的开展创造便捷条件。

3.3 钻孔施工

①采用反循环钻机进行钻孔，可钻最大孔深为65m，孔径为1.3～1.5m。钻机就位前，需对现场准备工作进行全面检查，经检查确认无误后，将钻机底座与顶端均设置平稳，避免钻进时产生沉陷和位移。钻机应始终保持良好的运行状态。

②将钻机设置到位后，将其机座调平，并测量钻头和护筒中心是否处于同一条铅垂线上，和孔位中心之间的偏差是否处于允许范围内。确认合格后，检查钻杆的实际垂直度是否达到要求。

③开钻孔，钻机缓慢轻压，以缓慢的转速进入，伴随钻探深度的不断增加持续增大压力与速度，在土质较为松散的部分，需使用浓浆护壁，同时钻进速度不能太快，以免塌孔。在钻头及其导向部位全部从该地层中穿过后，即可加快钻进速度。

图1规划四路桥桥型布置图

3.4 成孔检查与清孔

①钻进到设计要求标高后，由监理工程师对包含孔斜、孔径与孔深在内的指标进行检查，经检查确认合格后，方可将钻头拆除，开始清孔。在钻进停止以后，应在向上提钻的同时向孔内注入适量泥浆，以确保钻孔中的水头高度保持不变。停钻以后应尽快开始清孔，不可停留太长的时间，否则泥浆中的钻渣将产生沉淀，导致清孔困难，严重时还有可能导致塌孔。

②采用二次换浆法进行清孔。第一次清孔是在终孔后利用钻杆进行清孔，第二次清孔是将钢筋笼安装好后在灌注混凝土之前利用下放到位的导管进行清孔。

4 柱式墩施工技术

4.1 钢筋加工与安装

钢筋加工必须遵循设计与规范相关要求，所有钢筋都要在钢筋棚中加工，并在就位后及时绑扎。对于受力钢筋，其焊接与绑扎接头都应布置在内力相对较小的部位，并将其错开；两个绑扎接头之间的距离应达到搭接长度1.3倍以上。为了使钢筋保护层的厚度达到要求，钢筋和模板之间要设置垫块。墩柱的钢筋笼和桩孔中的钢筋笼通过焊接相连，焊接时注意搭接长度应达到80cm。吊装过程中，墩柱钢筋笼应保持竖直，且焊接牢固。焊接完成后，焊缝应达到饱满，如图2。

图2桥墩钢筋构造图

4.2 模板安装

①为了使墩身表面有良好的外观质量，建议选择大块定型钢模，并按模数进行配板设计，由专门厂家负责加工，制作满足各种高度要求的拼装模板，为现场机械施工提供方便。

②在模板底部需使用预埋于系梁内的预埋钢筋和楔形块来加固，并在顶部设置缆风绳，中部使用撑杆对模板进行加固。

③在模板支立开始前，先对其表面清洗干净，再均匀涂抹一层脱模剂，使墩柱保持光洁与整平，之后以放出的墩底标高与墩身中心线为依据，对墩身模板进行支立。墩身模板支立完成后，其截面尺寸和轴心偏差均应满足相关规范及设计要求。

④将钢筋绑扎好以后，用汽车吊和人工对定型模板进行拼装。模板设计中应考虑到机械吊装，在模板上合理设置吊点，避免吊装产生变形。

⑤将模板支立到位后，需在其表面准确测量并放出浇筑施工标高。

4.3 混凝土浇筑

①墩柱浇筑前，应检查预埋件位置和孔洞等，并进行必要的加固处理，避免在浇筑和振捣过程中产生移位。

②墩柱浇筑用混凝土需在拌和站中进行集中拌制。拌制完成后利用搅拌车尽快运输到浇筑施工现场，然后用汽车吊和吊斗进行下料。混凝土下料应采用导管或串筒，以免因下落高度较大导致混凝土产生离析，同时还要做好分层，严格控制分层厚度。

③在浇筑的同时需使用振动棒进行振捣。待混凝土不再下沉，产生气泡且表面保持平坦并开始泛浆后，方可结束振捣。混凝土振捣过程中，振捣棒不能和模板与钢筋发生碰撞。振捣结束后，缓慢拔出振动棒。

④混凝土浇筑时应安排专人值班，严格的检查预埋件位置是否发生变化，确保模板和支架未发生变形，否则应立即采取有效措施加以处理。

⑤墩身混凝土达到终凝后，应立即开始洒水养护每日的洒水次数要根据环境温湿度进行控制，一般养护要持续至少7d。在混凝土强度不会因拆模而损坏后，方可开始拆模，以便模板的周转使用。在拆模的过程中注意不可生撬硬砸，以免使墩身混凝土受损。将模板拆除后，需在墩身表面覆盖土工布和塑料膜，并安排专人进行定期浇水，使土工布始终保持湿润状态。

5 加固施工方法

5.1 墩台的沉陷和损坏

在软弱地基上修建桥台，软弱的下卧层不能够承受较大的荷载压力，会使得桥台出现沉陷以及水平的推移。如果台后的填土发生了剪切滑动，会使得桥台朝向桥梁的方向进行推移，对于这样的情况，除了需要对桥台进行加固，此外还应当在台后增设防护工程，从而防止台后的填土继续滑移。如果桥台的台深发生了断裂，则主要可以应用钢筋硅、碳纤维等对其进行修复。此外为了能够防止台后土压力对桥台造成的偏移，通常会在台身背后设置挡土墙，减少水平推力作用。如果两个桥台之间的距离较小，则仅需要在桥台之下设置钢筋混凝土支撑梁即可。为了能够降低沉陷，通常均是采用加设桩基的措施，与原来的扩大基础或者承台连成一个整体，避免其出现明显的沉降。

5.2 墩台表面发生裂缝

如果墩台表面的裂缝较大，通常选用水泥砂浆来进行修补；而对于小型的裂缝通常则会选用环氧树脂砂浆来进行填充。如若桥墩处于通航的河流之上，且桥梁的跨径较小，墩柱极易被船只碰撞，发生折断，对交通造成严重的影响。面对这种情况通常会采用套箍钢筋的方式来进行加固，在此过程中应当考虑到河流过水面积的相关问题，避免套箍设置过厚造成阻水过大。在修补桥墩裂缝时应当综合考虑各方面的因素，避免桥墩受到二次伤害。

5.3 墩台承载能力不够

要提高桥梁的整体承载能力，关键在于加固桥梁的下部结构，提高墩台的承载能力，其中主要可以应用扩大基础加固法、增加基桩加固法以及高压注浆法。扩大基础法主要应用于埋置较浅的情况，尤其是出现了过大的不均匀沉降，且地基土质坚实满足了要求。增补桩基加固法主要是通过在桩式基础的周围打入新的桩基，并且将承台和桩顶连接形成一个整体，达到提高基础承载力的目的，但是应用该方法可能会对水陆交通造成影响。高压旋喷注浆法应用的范围广、施工方便、浆液集中且流失较少，而且固体形状也可以控制同时还能够确保固结强度。

5.4 桥墩结构强度设计

桥墩结构强度设计也是决定桥墩结构设计成效的一个关键因素，主要设计中需要综合考虑桥墩结构的材质、长度等相关设计要素，因为它们彼此之间具有很强的联系性。在桥墩结构设计过程中，如果具有比较大的高度比，那么就需要严格依据有关方面的设计标准和规范等开展设计工作。如果桥墩结构高度过大，则更加容易出现稳定性破坏问题，因此要注意对其高度进行合理评估及科学设计，同时也要综合考虑路桥工程桥墩结构所选材料的强度来对桥墩结构长度进行科学设计。此外，针对实心类型和空心类型的桥墩结构而言，它们彼此之间也存在较大结构差异性，会对路桥工程的整体桥墩结构强度带来比较大影响。如果设计的路桥工程桥墩结构高度比较大，那么为了节省整体的路桥工程建设成本，要尽可能地在确保路桥工程结构安全性和稳定性的基础上，优先选用空心型桥墩结构，同时需注意对路桥工程的放坡进行合理设计，以此全面提升路桥工程桥墩结构设计效果，如图3。