橋梁下部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)探究

王江偉

(新疆交通建設(shè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司)

橋梁下部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)探究

王江偉

(新疆交通建設(shè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司)

橋梁下部結(jié)構(gòu)作為橋梁主體結(jié)構(gòu)的重要組成部分，對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)安全具有重要的影響。首先通過橋梁下部結(jié)構(gòu)施工準(zhǔn)備以及施工過程兩個(gè)階段，分別以鉆孔灌注樁基礎(chǔ)、柱式橋墩、樁柱式橋臺(tái)為例，介紹了橋梁下部結(jié)構(gòu)施工工藝，對(duì)于相關(guān)施工管理人員具有一定的參考價(jià)值。

橋梁工程;下部結(jié)構(gòu);施工

0 引言

橋梁下部結(jié)構(gòu)，是指對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)起到支撐作用，同時(shí)將上部結(jié)構(gòu)以及橋面交通荷載傳遞至地基的橋梁基礎(chǔ)、橋臺(tái)以及橋墩的總稱。橋梁的下部結(jié)構(gòu)在橋梁結(jié)構(gòu)中主要起支撐作用，是確保橋梁整體安全的重要結(jié)構(gòu)。

1 橋梁下部結(jié)構(gòu)施工準(zhǔn)備工作

(1)橋梁下部結(jié)構(gòu)施工方案的制定。橋梁下部結(jié)構(gòu)施工方案應(yīng)當(dāng)結(jié)合施工圖紙、設(shè)計(jì)文件以及施工區(qū)域相關(guān)的地質(zhì)勘察報(bào)告進(jìn)行編制，同時(shí)必須符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》、《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》以及《建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例》等建設(shè)管理規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。結(jié)合橋梁建設(shè)項(xiàng)目實(shí)際特點(diǎn)，完善施工組織規(guī)劃以及施工場地布置，盡可能的使用先進(jìn)科學(xué)的施工工藝。施工方案的制定原則為符合項(xiàng)目實(shí)際，技術(shù)可靠性高以及易于實(shí)施，能夠有效地加強(qiáng)對(duì)施工質(zhì)量的控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)施工進(jìn)度以及成本安全等要素的控制。

(2)施工現(xiàn)場規(guī)劃布置。對(duì)于橋梁下部結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場的規(guī)劃布置主要包括施工便道的修筑、施工用水用電準(zhǔn)備以及測量放樣工作等。施工現(xiàn)場便道英語施工現(xiàn)場的平面規(guī)劃布置相銜接，以滿足基坑開挖或者混凝土等大型施工機(jī)械設(shè)備的通行要求。施工用水應(yīng)通過蓄水池，施工用電則應(yīng)從附近電力系統(tǒng)接出并配備發(fā)電機(jī)備用。對(duì)于測量放樣工作，首先應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)資料對(duì)于施工現(xiàn)場的導(dǎo)線控制點(diǎn)以及水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測，然后進(jìn)行橋梁施工中線樁以及水準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)，對(duì)于測量放樣工作，應(yīng)嚴(yán)格控制測量精度以及準(zhǔn)確性。

2 橋梁下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)施工

2.1 橋梁基礎(chǔ)形式

橋梁的基礎(chǔ)形式現(xiàn)階段應(yīng)用較多的主要有擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)以及沉井基礎(chǔ)三種形式。

(1)擴(kuò)大基礎(chǔ)施工。擴(kuò)大基礎(chǔ)作為直接基礎(chǔ)的一種，主要特點(diǎn)在于將基礎(chǔ)底板直接設(shè)置于地基上，上部結(jié)構(gòu)傳遞來的荷載主要通過擴(kuò)大基礎(chǔ)的底板進(jìn)而傳遞到地基上，因而適用于地下水位較低以及持力層較淺的情況。擴(kuò)大基礎(chǔ)的施工工藝一般采用明挖的方法，在擴(kuò)大基礎(chǔ)基坑開挖前，根據(jù)施工現(xiàn)場地址勘察資料，合理的選擇排水方法進(jìn)行排水作業(yè)并設(shè)置集水溝、集水坑防止進(jìn)水。然后進(jìn)行基坑支護(hù)施工作業(yè)以及基坑土方開挖，帶基礎(chǔ)基坑開挖至設(shè)計(jì)深度后，進(jìn)行混凝土墊層的澆筑以及基礎(chǔ)的施工。

(2)沉井基礎(chǔ)。沉井基礎(chǔ)的特點(diǎn)在于將沉井作為橋梁的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞至地基的一種深基礎(chǔ)形式，沉井主要由沒有底及蓋的井筒、井壁、隔墻以及刃腳等幾部分組成。沉井的施工工藝主要包括沉井的下沉、沉井基地清理以及沉井封底三部分組成。作為深基礎(chǔ)形式的一種，沉井基礎(chǔ)的承載能力高，抗震性能相對(duì)較好，對(duì)于河床沖刷作用強(qiáng)烈以及持力層較深的情況比較適用。

(3)樁基礎(chǔ)施工。目前橋梁樁基礎(chǔ)形式較多，樁基根據(jù)生產(chǎn)使用按材料分類鋼筋混凝土樁、預(yù)應(yīng)力混凝土樁以及鋼樁，根據(jù)制作方法的不同主要分為預(yù)制樁、挖孔樁以及鉆孔灌注樁，根據(jù)樁基沉樁施工方法的不同又分為錘擊沉樁、靜力壓樁、振動(dòng)沉樁、就地灌注樁以及鉆孔灌注(埋置)樁等幾種形式，其中在橋梁施工中實(shí)際應(yīng)用最為廣泛的是鉆孔灌注樁。

鉆孔灌注樁由于施工技術(shù)成熟可靠小，而且沒有嚴(yán)重的擠土效應(yīng)，而且對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)性較好，機(jī)械設(shè)備簡單使用，因而在橋梁基礎(chǔ)施工中得到了廣泛的應(yīng)用，本文以鉆孔灌注樁為例介紹橋梁灌注樁施工技術(shù)。

2.2 鉆孔灌注樁施工

(1)灌注樁成孔及清孔作業(yè)。鉆孔灌注樁的程控施工主要通過鉆機(jī)作業(yè)，鉆機(jī)進(jìn)場安裝時(shí)，應(yīng)該確保鉆機(jī)機(jī)架的吊點(diǎn)、鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤中心以及樁位中心的豎直，以確保鉆孔的豎直。鉆機(jī)安裝就位后，開始鉆空作業(yè)，期間應(yīng)適當(dāng)?shù)目刂沏@進(jìn)速度，避免碰撞護(hù)筒。在鉆孔過程中，如果發(fā)生鉆進(jìn)受阻等情況，應(yīng)分析原因并及時(shí)采取停鉆或者改變沖程等方式進(jìn)行處理。鉆鉆進(jìn)施工過程中應(yīng)保持鉆孔內(nèi)的水壓差，以免造成涌沙的現(xiàn)象。鉆孔作業(yè)結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)對(duì)鉆孔的深度、孔徑以及鉆孔傾斜度等控制指標(biāo)進(jìn)行檢查，各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)范以及設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行鉆孔的清孔作業(yè)以便于為灌注水下混凝土提供良好的作業(yè)環(huán)境。清孔的施工方法目前應(yīng)用較多的主要有抽漿法、掏渣法、以及砂漿置換鉆孔渣等幾種作業(yè)方法，清孔施工后立即檢查底部泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)以及沉淀的厚度等控制指標(biāo)，時(shí)期符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

(2)鋼筋骨架的制作及安放。鋼筋骨架的加工可以在加工廠焊接或者在橋梁施工現(xiàn)場進(jìn)行焊接，對(duì)于鋼筋骨架的運(yùn)輸及對(duì)方，應(yīng)該采取相應(yīng)的保護(hù)措施，以免出現(xiàn)變形。鋼筋骨架運(yùn)抵施工現(xiàn)場安裝作業(yè)時(shí)，在吊裝之前應(yīng)該檢查有無出現(xiàn)變形，通常情況下采用整籠吊裝的方式，當(dāng)鋼筋骨架吊放至鉆孔后豎直鋼筋骨架緩緩放下，在此過程中應(yīng)避免碰撞孔壁。然后根據(jù)設(shè)計(jì)資料將鋼筋骨架吊放至設(shè)計(jì)標(biāo)高，焊接定位鋼筋并檢查標(biāo)高是否符合設(shè)計(jì)要求。

(3)水泥混凝土澆筑。鉆孔灌注樁的灌注樁水泥混凝土的施工主要包括導(dǎo)管施工以及水泥混凝土的灌注兩個(gè)階段。導(dǎo)管用于施工作業(yè)前應(yīng)進(jìn)行水密承壓以及接頭抗拉測試，合格后方可使用，以免出現(xiàn)混凝土灌注時(shí)導(dǎo)管滲水或者漏漿。導(dǎo)管安裝時(shí)，需要在底部與鉆孔底部預(yù)留一定位置，以便于首次混凝土灌注，同時(shí)也應(yīng)避免預(yù)留空隙過大導(dǎo)致無法封底或者泥漿灌入。導(dǎo)管安裝完成后應(yīng)再次清孔，確保泥漿比重和沉淀厚度等各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求?；炷翝仓┕?，在澆筑施工前應(yīng)確保混凝土坍落度等指標(biāo)符合要求，在進(jìn)行灌注作業(yè)時(shí)，合理計(jì)算首批混凝土的灌注需求量，確保將導(dǎo)管埋入。在混凝土灌注過程中應(yīng)保持連續(xù)性，待灌注至接近鋼筋骨架時(shí)，適當(dāng)放緩灌注速度。

3 橋墩施工

橋墩形式其主要分為鋼筋混凝土薄壁墩臺(tái)以及柱式橋墩兩種形式，其中鋼筋混凝土薄壁墩臺(tái)主要適用于填土較低以及河床相對(duì)較窄的情況，在橋梁的墩臺(tái)下設(shè)置支撐梁，將橋梁整體構(gòu)成框架形式。柱式橋墩則適用范圍較廣，而且施工簡單方便，主要分為由蓋梁的單排樁柱式橋墩以及不帶蓋梁獨(dú)柱式橋墩或排柱式橋墩兩種形式，本文則以柱式橋墩為例介紹其施工工藝。

(1)橋梁墩柱鋼筋估計(jì)的制作安裝。對(duì)于墩柱鋼筋骨架制作，首先應(yīng)根據(jù)測量放樣確定預(yù)埋鋼筋的位置，然后根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，制作綁扎墩柱鋼筋，橋梁墩柱的主鋼筋應(yīng)采取搭接焊接的方式，在加工完成后應(yīng)進(jìn)行全面的質(zhì)量檢查，合格后并將其運(yùn)至橋墩位置。通過汽車吊等方式將鋼筋骨架掉漆并與預(yù)留的鋼筋焊接安裝施工。

(2)模板的支立安裝。鋼筋安裝結(jié)束后，應(yīng)緊接著進(jìn)行模板的安裝，首先應(yīng)確保用于工程施工的模板質(zhì)量合格，摸板的平整度符合使用要求，板面和側(cè)板的撓度滿足施工規(guī)范外形尺寸偏差在允許偏差范圍以內(nèi)，而且連接配件的孔眼位置、間距均滿足施工要求。根據(jù)施工測量放樣，首先將樁模板立接，模板縫一般通過雙面膠粘貼以確保連接緊密，然后將模板與樁面之間通過砂漿填封，墩柱模板拼裝至設(shè)計(jì)長度后，將其吊裝并安裝在接樁模板上。模板安裝技術(shù)后應(yīng)在其與鋼筋骨架之間設(shè)置混凝土墊塊，以確?；炷帘Ｗo(hù)層厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

(3)混凝土澆筑。模板安裝結(jié)束后，經(jīng)過建立人員檢查質(zhì)量合格后應(yīng)立即進(jìn)行混凝土的澆筑。橋梁墩柱混凝土澆筑施工時(shí)，可以適當(dāng)向混凝土中添加減水劑或者減氣劑等外加劑，以增加混凝土施工和易性，減少混凝土中的氣泡。混凝土運(yùn)至施工現(xiàn)場后，應(yīng)對(duì)坍落度等重點(diǎn)質(zhì)量控制項(xiàng)目進(jìn)行檢查，合格后方可用與墩柱的澆筑。混凝土的澆筑應(yīng)分層澆筑，并利用振搗器等設(shè)備及時(shí)進(jìn)行振搗，知道混凝土表面無氣泡出現(xiàn)為止，混凝土澆筑搗實(shí)后進(jìn)行保濕養(yǎng)生。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的85%左右時(shí)，可以拆除模板并利用塑料薄膜等覆蓋養(yǎng)護(hù)。

4 橋臺(tái)施工

(1)橋臺(tái)基坑開挖。通過施工測量確定橋臺(tái)的基坑位置后，采用人工或者機(jī)械開挖的方式進(jìn)行作業(yè)，當(dāng)開挖至據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高位置30 cm左右時(shí)，更換為人工開挖的方式以免對(duì)地基土造成擾動(dòng)，影響土基的承載力。對(duì)于橋臺(tái)下的樁基礎(chǔ)，待樁頂位置挖出后，在樁頂位置進(jìn)行鑿除，在樁頭鑿除應(yīng)比橋臺(tái)底標(biāo)高出橋臺(tái)地步混凝土的保護(hù)層厚度?；娱_挖結(jié)束后，將基地整平并清除雜物，之后通過鋪筑砂漿作為混凝土澆注底模。

(2)鋼筋骨架與模板安裝。用于橋臺(tái)施工的鋼筋骨架應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)資料進(jìn)行安裝，同時(shí)鋼筋接頭應(yīng)錯(cuò)開布置，接頭截面面積應(yīng)小于總截面面積的50%，鋼筋搭接端部應(yīng)預(yù)先折向一側(cè)，使兩接合鋼筋軸線一致。鋼筋綁扎后必須橫平豎直，而且橋臺(tái)主筋的位置、尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)資料的要求。模板安裝是應(yīng)注意控制哥結(jié)構(gòu)尺寸以及軸線的位置是否準(zhǔn)確，并合理的預(yù)留保護(hù)層厚度。

(3)混凝土澆注。橋臺(tái)混凝土澆筑施工共以與上述墩柱混凝土施工工藝類似。需要注意的是，在混凝土澆筑過程中，如果混凝土的施工和異性較差，則應(yīng)加強(qiáng)振搗，同時(shí)保持澆筑過程中的連續(xù)性，避免混凝土澆筑時(shí)間過長，混凝土澆筑結(jié)束后12～18 h內(nèi)，應(yīng)采用覆蓋塑料薄膜的方式進(jìn)行養(yǎng)生。

5 結(jié)語

橋梁下部結(jié)構(gòu)作為橋梁主體結(jié)構(gòu)荷載的承擔(dān)以及傳遞部分，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到橋梁的安全使用。針對(duì)不同的橋梁下部結(jié)構(gòu)形式，合理的制定施工方案，不斷提高施工工藝水平，加強(qiáng)施工質(zhì)量及安全管理，是確保橋梁下部結(jié)構(gòu)安全的有效途徑，對(duì)于促進(jìn)橋梁下部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的發(fā)展也具有重要的作用。

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