朱太旺

(昆山市水利建筑安装工程有限公司，江苏 昆山 215300)

1 工程概况

昆山市珠江路跨娄江桥及道路工程位于昆山市珠江中路和珠江北路之间，是跨越娄江的重要通道(见图1)。珠江路桥全长83.75m，桥宽32m，为四跨17.65m+36m+10.4m+19.7m连续刚架拱桥。桥梁设置半径1500m的竖曲线;P1、P4、P5号墩(台)采用滑动板式支座，主墩P2、P3号墩处为拱脚与主墩结合处，采用固接形式。中跨结构水平推力通过拱腿传至下部基础。桥面板均为实心混凝土梁，截面高度为0.84～1.24m。拱腿横向分为六片，每片拱腿宽2.75m，截面高度为0.6m，主梁与拱腿均为预应力结构。P1、P4、P5号墩(台)采用直径1.0m钻孔灌注桩，桩长30～40m;P2、P3号墩采用直径 1.2m钻孔灌注桩，桩长55.5m。

图1 全桥立面

全桥灌注桩总长度1746m，全部埋设声测管。现浇混凝土5600m3，普通钢材578t，预应力钢筋:90t。

2 几个重点难点部位的施工方法

2.1 钻孔灌注桩施工

为方便承台及硬化层施工，我们采用筑岛围堰的方法施工。本工程施工难点在于单桩长、土质差，多为粉质黏土及砂土。为防止塌孔和缩径，要求尽量缩短施工时间，但同时不能影响成孔质量，一旦成孔后在下钢筋笼和灌注混凝土阶段就要尽可能抢时间。

2.1.1 施工机械配备

根据本工程地质情况及工期要求，选用4台GPS-1500型工程钻机进行施工。

2.1.2 施工工序

灌注桩主要施工工序为:测量定桩位→埋设护筒→桩架就位→制备泥浆→钻孔→清孔→钢筋笼吊装就位→二次清孔→灌注水下混凝土→拔除钢护筒。

2.1.3 施工工艺

2.1.3.1 场地平整及平台施工

因原河底清淤后标高偏低，我们采用先填土至钻机平台再钻孔，采用推土机平整压实，上铺垫1cm厚钢板，作为钻桩平台，灌注桩施工结束以后再用挖机将填土区恢复至盖梁底标高－0.9m。

2.1.3.2 护筒制作、埋设

灌注桩护筒为钢护筒，直径为1.4m，高2.5m，顶高▽+1.5m;顶部及腰部设加强圈二道，护筒的埋设高出外河水位及地面30cm。护筒周围夯填黏土，防水漏水。

2.1.3.3 桩架就位

桩架就位后用经纬仪及钢尺根据桩位中心点控制线进行钻头就位，然后用水准仪及吊锤调整桩架的水平度及垂直度，再校核钻头位置，确保桩架水平、钻头钻杆垂直并对准桩位中心点。顶部的起吊滑轮缘、转盘中心和桩孔中心三者应在同一铅垂线上，其偏差不得大于20mm，确保钻孔垂直度误差不大于1%。

2.1.3.4 钻孔

开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，采取低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁，钻至刃脚下1m后按土质以正常速度钻进，因本工程土质较差，10m以下均为砂土层，钻进时特别控制进尺速度，选用相对密度、黏度较大的红土制作泥浆;同时加大腰箍并快转慢进，以加强护壁。钻孔过程中不断检测泥浆含量及含砂率，根据检测情况调整泥浆比例，确保成孔质量。

本工程各设置一个泥浆池及沉砂池，在每根钻孔桩结束后，用挖机将沉砂池里的砂挖除运走，保证下一根桩正常钻进。

2.1.3.5 清孔

成孔后，先用测绳检查孔深。达到深度后停止钻进，稍提钻头离孔底10～20cm空转，并保持泥浆正常循环，清孔完毕、起钻后，再用探孔器检查孔径、孔深，符合设计要求、经监理工程师认可后吊放钢筋笼入孔。因本工程土质差、含砂率较高，因此在吊入钢筋笼后再进行二次清孔，直至泥浆比重小于1.04，含砂率小于4%为止。

2.1.3.6 钢筋笼骨架制安

根据施工情况及吊装设备情况分段制作钢筋笼。钢筋在现场加工，采用汽车吊及浮吊吊装入孔就位。上下钢筋笼采用单面电弧焊接成整体，为保证钢筋保护层质量，我们采用φ10cm预制混凝土圆形滚轮垫块焊接在加强筋上。为尽可能缩短下笼时间，根据工程特点采用在现场焊接成型18m/节，直接缩短了起吊和接头焊接时间。

2.1.3.7 混凝土灌注

混凝土浇筑采用导管法灌注，导管采用25cm快速接头导管。导管使用前进行水密承压和接头抗拉试验。导管下好后，保持导管底部至孔底间距25～40cm，混凝土采用输送泵运输入仓，料斗容量满足初始容许最小埋深的要求，首批灌注混凝土的数量满足导管初次埋置深度不小于1m，料斗首批贮量大于2.5m3。

灌注时严格控制导管埋深，随时用测绳测量孔内混凝土面层高程，保持导管埋深在2～5m之间，并保持混凝土灌注的连续性。灌注桩施工顶高程高出设计高程50cm，以保证成桩的桩头质量。土方开挖后凿除多余桩头，使之达到设计高程。

随着货运量以及船舶运力逐年增加，建于北江上的5级枢纽船闸由于等级低和通过能力不足已成为北江运输的瓶颈。2013年6月中旬开始，飞来峡、清远水利枢纽船闸大量船舶排队过闸的情况，经多方协调和努力，最大限度挖掘船闸通过潜力，使船舶候闸时间有所缩短，但由于实际货运量已远远超过船闸通过能力，每天有约300艘船舶在等候过闸，最多的时候候闸船舶超过500艘，候闸时间超过5天，严重限制了地方经济发展。北江沿线的船民怨声载道，刚刚解决了北江塞船问题的交通主管部门又因枢纽船闸的船舶滞航问题被推上风口浪尖。

2.1.3.8 桩基检测

a.混凝土灌注桩施工混凝土共取样126组，合格率为100%。

b.低应变检测合格率100%;高应变检测合格率100% ，声测检测合格率100%。

2.2 P2、P3主梁、拱腿结合处(三角区)现浇混凝土施工

本工程的主梁和拱腿连接处(拱腿三角区)为预应力结构，是整个工程最重要的部位。根据设计要求，为确保拱腿与主梁的整体质量，要求混凝土一次性浇筑完成，不留施工缝。本部分施工难点在于主梁和主拱腿分为上下二层，空间狭小，钢筋和波纹管布置密，立模、支撑和混凝土浇筑施工难度较大。拱腿立面如图2所示。

图2 拱腿立面

2.2.1 支架与模板

本部分结构采用上下二层满堂支架支撑。其中拱腿部位的支架搭设在下层地基硬化处理层上，满堂式钢管支架支撑;拱腿上部的主梁支撑则搭设在已完成的拱座盖梁上和拱腿之间的加密临时支架上，这样就形成上下二层支撑。立杆顶端安装可调托，根据受力稳定计算，在顶托凹槽内搁置间距为20cm的5cm×10cm方木或I14a工字钢(拱腿三角区)作横撑，其上再安置底模。

主梁和拱腿的底模、侧模、内侧模、端模均采用壁厚为1.5cm竹胶模板。该部分要求一次性整体浇筑，因此主梁和拱腿的模板一次安装完成。为方便浇筑和振捣，在上层主梁底模上和下层拱腿的顶模上设计了一排50cm×50cm的临时浇筑作业孔(天窗)和直径φ10cm的临时振捣孔，这样既方便施工也保证了混凝土的质量。

2.2.2 预应力波纹管安装

2.2.3 混凝土浇筑

为使P2、P3拱、梁结合处(拱腿三角区)不出现施工缝、保证拱腿与板梁刚性连接的质量，根据设计要求一次浇筑混凝土。下层拱腿的混凝土则通过桥面底模上的50cm×50cm天窗向下输送;拱腿浇筑时因是弧形斜面作业面，所以特别注意拱腿顶模的反压力问题，通过直径10cm的临时振捣孔振捣;待拱腿浇筑完成时立即进行“天窗”封堵，主梁的混凝土浇筑则采用分层分幅浇筑法。根据气温条件和混凝土初凝时间要求计算，采用每幅宽度5m、每层厚度为30～40cm的分幅方法。浇筑时为保证下模板支架受力均匀，则从中轴线向两边呈45°角推进。

2.3 钢绞线张拉施工

本工程钢绞线均采用φ15.2高强低松弛钢绞线，其中每片拱腿里布三孔，每孔布15索，为单端张拉，张拉力为2930kN;板梁里上层布36孔，下层布32孔，每孔布12索，为双端张拉，张拉力为2340kN。

2.3.1 张拉工序

钢铰线下料→穿束→上锚具→预拉→张拉→伸长量与张拉控制应力复核合格→锚固→压浆→封锚头。

2.3.2 张拉施工

按设计要求，混凝土强度达到设计值90%时进行张拉。张拉使用的千斤顶和油压表经检测部门标定后方可使用。

张拉程序采用:0→初始应力(0.1δcon)→1.0δcon(持荷载2分钟)→锚固，为减少孔道摩阻等预应力损失，采用双控张拉工艺。预应力张拉采用应力控制，伸长值校核，实际伸长值与理论伸长值差值控制在±6%以内。在同一截面多束预应力筋张拉严格按“先下后上、先长后短、先中间后两边”对称张拉。张拉由专业张拉队实施，以保证张拉质量。预应力钢束张拉完成后，立即进行压浆，孔道压浆采用水泥砂浆标号为M50，用活塞压浆泵进行，由低处向高处送浆。

3 关健部位的质量控制

3.1 钻孔灌注桩

本工程地质较差，主墩桩基全部在粉砂层中，56m桩长其中45m桩长在砂层里，含砂率达到90%，若要降到小于2%，钻孔难度较大，为确保桩基质量，我们购买优质黏土配制泥浆，同时用陶土粉和化学浆糊在现场进行配比试验，得到最佳配比制浆进行护壁，每钻一根桩都要进行二次换浆、清池;在下钢筋笼时，为尽可能缩短焊接时间，防止塌孔，按常规钢筋长度9m/节用钻机起吊下笼即可，但本工程我们采用二节一组18m，先在现场焊接成型，再用20T汽车吊及浮吊吊装入孔就位，由6节5个焊接接头减少到3节2个焊接接头，直接缩短了起吊和接头焊接时间，从而确保桩基施工质量。

3.2 P2、P3主梁、拱腿结合处(三角区)

由于主拱腿及桥面板梁采用预应力结构，且要求是一次性浇筑完成，施工难度加大，尤其下层拱腿施工难度更大，但为确保拱腿与桥面连接部位混凝土的刚性连接质量，我们果断采取一次性连续浇筑方式，不留施工缝。为保证振捣密实不漏振，在搭设支架支撑时，在拱腿处预留了工人作业空间，以便工人钻进支架内操作，当拱腿浇筑完成时马上将作业空间部分的支撑补上，以确保上部施工时的支撑强度。振捣则是在拱腿上临时开设了间距为80cm的临时振捣孔，尤其在拱梁结合处的部位，钢筋和波纹管密布且在上面看不到内部，很有可能振坏波纹管或者漏振，为保证质量，我们选派了四个身材瘦小的工人钻进钢筋笼内部进行作业，工人几乎是趴在里面非常细心地慢慢振捣，每过半小时就换一班人轮流进去，尽管如此困难，我们也从未放弃，从而确保了工程质量。

3.3 钢绞线张拉

本工程拱腿部位和桥面主梁都需进行预应力的张拉，拱腿有一定的拱度，也是全桥的受力中心，如果拉力不足会使全桥支承受影响，如拉力过度则会直接导致拱腿开裂，技术要求相当高。为保证预应力张拉质量，我们采用两套设备两边同时对称张拉，先拉中间一束然后同时张拉两边的两束，严格控制速度，每片拱腿都标志了两个位移观察点，密切注意拱腿的变化，张拉采用应力控制为主和延伸率为辅的双重控制标准，确保严格按设计要求进行。整个张拉非常成功，得到了设计单位的高度评价。

4 结语

工程的质量管理主要包括抓住项目的主要部位和重点部位进行质量控制。本项目通过对灌注桩、拱梁结合处和钢绞线张拉三个重点、难点部位的质量控制和技术控制，实现质量管理目标，在整个项目的工程施工质量中起到了核心作用。■