(長沙金霞經(jīng)濟開發(fā)區(qū)開發(fā)建設(shè)總公司,湖南 長沙 410007)

1 工程概況

湯家湖路與芙蓉北路菱形立交工程位于長沙市城北，其控制性工程是需將芙蓉北路進(jìn)行路改橋施工，該橋梁工程分為東西兩幅橋，橋梁形式為等截面連續(xù)梁橋，全橋跨徑組合為：(25+40+25)m，橋長101.2 m。箱梁采用單箱三室箱型截面，箱頂板寬13 m，底板寬9.3 m。下部橋墩采用花瓶墩+樁基礎(chǔ)，橋臺采用輕型橋臺+樁基礎(chǔ)，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，場地工程地質(zhì)情況由上至下分別為填筑土，砂質(zhì)粘性土和全風(fēng)化花崗巖。具體橋型布置圖見圖1。

圖1 芙蓉北路上跨橋橋型布置圖(單位： cm)

其中芙蓉北路為長沙市重要的南北向主干道，道路采用3幅路形式，路幅寬60 m，雙向6車道，兩側(cè)輔道各9 m寬。由于該道路屬于已建成的城市主干道，道路下布設(shè)有電力、弱電、給水、路燈、軍纜、燃?xì)?、污水、雨水和石油?種社會管線，其中弱電和石油屬于省級主干線路；給水、電力、燃?xì)鈱儆谑屑壷鞲删€路?，F(xiàn)狀管線布置見圖2。

圖2 芙蓉北路現(xiàn)狀管線布置橫斷面圖(單位： cm)

2 施工方案比選

2.1 常用施工方法存在的問題

目前現(xiàn)澆連續(xù)箱梁常用的施工方法有滿堂支架法、移動模架法和懸臂澆筑法。上述工法的特點和區(qū)別見表1。

綜上所述，移動模架法和懸臂澆筑法一般適用于大跨徑橋梁較長的連續(xù)箱梁施工，本工程不宜采用。故本項目在設(shè)計階段考慮采用滿堂支架施工，但根據(jù)現(xiàn)場實際情況，該施工方案仍存在以下弊端：

表1 連續(xù)箱梁常用施工方法特點對比表工法類型特點滿堂支架法 在橋跨間設(shè)置支架，安裝模板，綁扎鋼筋，現(xiàn)場澆筑混凝土的施工方法，特別適用于旱地上的鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土中小跨徑連續(xù)梁橋的施工。采用該工法施工，梁的整體性好，施工平穩(wěn)、可靠，不需大型起重設(shè)備；但支架必須有足夠的強度和剛度，當(dāng)支架地基存在軟弱地基時，需對地基進(jìn)行加固處理；支架模板消耗量大，需要有較大的施工場地，施工工期較長，對跨較大河流、山區(qū)高墩橋梁有很大的局限性移動模架法 使用不落地移動式的支架和裝配式的模板進(jìn)行連續(xù)地逐孔現(xiàn)澆施工，對于多跨長橋如城市高架橋、海灣橋，使用十分方便，機械化程度高，利于節(jié)省人工成本，受橋下各種條件的影響較小，需施工場地較小，模板支架周轉(zhuǎn)率高，工程規(guī)模愈大經(jīng)濟效益愈好。但因其模架設(shè)備的投資較大，拼裝與拆除都較復(fù)雜，所以此法，一般適用于跨徑20～50m的預(yù)應(yīng)力混凝上連續(xù)梁橋施工，且橋長一般應(yīng)在300m以上懸臂澆筑法 一般采用掛籃懸臂澆筑施工，在橋墩兩側(cè)對稱逐段就地澆筑混凝土、待混凝土達(dá)到一定強度后張拉預(yù)應(yīng)力筋，移動掛籃繼續(xù)進(jìn)行施工，直至合攏。該工法可以很方便地跨越深谷和河流，適用于跨徑在50～120m大跨徑連續(xù)梁橋，特別是變截面梁橋的施工。由于不在跨間設(shè)置支架，故占地較??；逐段澆筑易于調(diào)整和控制梁段的豎向標(biāo)高；在有頂棚、養(yǎng)生等設(shè)備的掛籃內(nèi)施工，受天氣影響較?。幻抗?jié)段的施工屬于高度的重復(fù)工作，可以提高施工效率。但因梁體部分不能與下部結(jié)構(gòu)平行施工，故施工周期較長，且懸臂澆筑的混凝土加載齡期短，混凝土的收縮和徐變影響較大

1) 需對現(xiàn)狀芙蓉北路進(jìn)行全封閉施工，但交通行政主管部門考慮該道路是長沙市城北重要的南北向城市主干道，同時也是北聯(lián)岳陽的主要干道，不同意全封閉交通施工，只同意臨時保通施工，故該方案的實施存在行政審批的障礙。

2) 需將道路下布設(shè)的管線全部改遷后才能施工，但管線的遷改，特別是涉及省級干線的管線遷改需耗費大量時間(約6～8個月)才能改遷完畢。

3) 如采用全封閉施工，需在道路外側(cè)修建臨時分流通道，按單向最小2車道考慮，需新建18 m寬道路，長約200 m，同時該道路兼做社會管線臨時改遷的路由，上述新建道路、管線改遷和管線保護等臨時措施，需增加大量工程造價(約500～600萬元)。

2.2 地胎膜施工的優(yōu)勢

在項目工期要求較高的情況下，地胎膜施工具有如下優(yōu)勢：

1) 結(jié)合現(xiàn)狀芙蓉北路的路幅劃分情況，可以先將主線封閉進(jìn)行30 m寬橋梁的施工，同時利用兩側(cè)9 m寬輔道確保交通通行；待橋梁工程完畢后，將交通車流改至橋上，再進(jìn)行菱形立交的輔道施工。上述交通組織方式得到交通審批部門的認(rèn)可。

2) 社會管線主要集中布設(shè)在兩側(cè)輔道和人行道下，大部分管線的遷改工作可以與橋梁施工同步實施，大大縮短項目建設(shè)工期。

3) 充分利用道路路基，提高了箱梁底模承載力；地胎膜替代滿堂支架，節(jié)省了施工成本，同時也規(guī)避了支架施工帶來的安全風(fēng)險。

3 總體施工方案部署

3.1 施工前準(zhǔn)備工作

對現(xiàn)狀芙蓉北路進(jìn)行交通分流，將車流分至兩側(cè)輔道通行。考慮橋梁施工所需場地以及后續(xù)開挖基坑的安全，對橫橋向35 m，順橋向200 m范圍采用圍擋進(jìn)行封閉。同時將上述范圍內(nèi)的少部分路燈、電力等橫管進(jìn)行臨時改遷。

3.2 橋梁下部結(jié)構(gòu)施工

充分利用現(xiàn)狀道路路面作為施工工作面進(jìn)行橋梁樁基礎(chǔ)施工，即采用旋挖樁鉆機在路面直接進(jìn)行樁基成孔施工，其中承臺底標(biāo)高以上部分按空樁考慮。樁基施工完畢后，對現(xiàn)狀芙蓉北路開挖，施工至箱梁底下70 cm，并以此平臺作為橋墩承臺、墩柱和橋臺的施工工作面，其中橋墩部分采用護壁樁的支護方式進(jìn)行基坑施工。

3.3 橋梁上部結(jié)構(gòu)及附屬設(shè)施的施工

下部結(jié)構(gòu)施工完畢后，利用芙蓉北路路基作為箱梁的地膜，同時搭設(shè)箱梁的底模和側(cè)模，并對地膜和模板進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓完成后，進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的鋼筋綁扎、砼澆筑和預(yù)應(yīng)力張拉等工作，達(dá)到設(shè)計、施工規(guī)范要求后，再進(jìn)行橋面鋪裝、防撞欄桿和路面結(jié)構(gòu)等附屬設(shè)施的施工。

4 主要項目施工方法

本次針對地膜法工藝與傳統(tǒng)連續(xù)箱梁橋施工工藝的不同之處進(jìn)行探討，主要涉及橋梁樁基施工、下部結(jié)構(gòu)基坑支護和地胎膜等方面的施工方案。

4.1 橋梁樁基施工方案

橋梁樁基直徑大小為1.5～1.8 m，采用旋挖樁進(jìn)行施工，施工前設(shè)置1 cm厚鋼板加工成堅固的、不漏水的鋼制護筒，其內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑，護筒應(yīng)埋到硬土以下至少1.0 m，護筒頂面中心與設(shè)計樁位偏差不得大于5 cm，傾斜度不得大于1%。

施工時采用跳樁法施工，在已灌注成樁鄰近樁位鉆孔時，要等到已灌注鉆孔樁混凝土強度達(dá)到2.5 MPa以上后方可施鉆，避免擾動相鄰已施工的鉆孔樁。每進(jìn)尺2～3 m，應(yīng)檢查孔直徑、垂直度和孔內(nèi)地質(zhì)情況，并定時定人記錄觀測數(shù)據(jù)。

當(dāng)鉆孔深度達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后，采用清孔鉆頭進(jìn)行清孔。清孔后立即澆筑混凝土，控制成樁頂標(biāo)高略高于設(shè)計樁頂標(biāo)高約50 cm，以上部分按空樁進(jìn)行施工控制。

4.2 下部結(jié)構(gòu)基坑支護方案

由于橋墩承臺底距離地胎膜平臺約7.6 m，承臺施工所開挖的基坑大于5 m，需考慮基坑的專項施工方案，結(jié)合地勘資料，此處土質(zhì)主要為全風(fēng)化的花崗巖，遇水容易出現(xiàn)軟化情況，故基坑支護考慮采用護壁樁進(jìn)行施工。設(shè)計考慮單個橋墩承臺的尺寸為8.5 m長×3 m寬×2.5 m高，考慮到施工的方便性，護壁樁結(jié)構(gòu)的平面尺寸為12 m長×6.5 m寬，樁頂冠梁斷面尺寸為1 m高×0.7 m寬；樁徑大小分為0.8 m和1 m兩種，間距均為1.8 m，其中靠兩側(cè)輔道的樁徑為1 m。單根樁長為13.6 m，且深入基坑底標(biāo)高不小于6 m。同時為確保支護的穩(wěn)定性，在冠梁長邊的中間設(shè)置中橫梁，橫梁斷面尺寸為1 m高×0.5 m寬。具體護壁樁平面布置方案見圖3。

4.3 地胎膜施工方案

4.3.1 地膜地基處理方案

上部結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)對箱梁部位原狀地基進(jìn)行碾壓，使基礎(chǔ)充分沉降，同時做好地膜頂面的排水工作，具體措施為：整平地基浮土，對局部承載力小于250 kPa的區(qū)域進(jìn)行碎石換填處理，對地基土靜壓1遍后在其上鋪設(shè)5 cm厚碎石墊層，再對其進(jìn)行振動碾壓不小于6遍，使地基承載力滿足規(guī)范要求。

圖3 下部結(jié)構(gòu)基坑平面布置圖

4.3.2 土模支架施工

承臺墩柱工作坑位置采用級配砂礫回填至地基頂面，按30 cm一層采用水夯夯實，整平壓緊后澆筑20 cm厚C25地面硬化作為基礎(chǔ)。澆筑地面硬化時要嚴(yán)格控制好砼面標(biāo)高及表面平整度。局部標(biāo)高不滿足要求的用木質(zhì)契形塊調(diào)節(jié)標(biāo)高?？紤]梁底到硬化高度低，澆筑完箱梁砼后模板木方都難以拆除，箱梁底板模板使用15 mm的竹膠板，竹膠板下鋪設(shè)橫向10 cm×10 cm間距25 cm的木方，木方下為I12工字鋼。對局部標(biāo)高低的地方使用木質(zhì)契形塊進(jìn)行調(diào)節(jié)。

5 結(jié)語

在城市開發(fā)建設(shè)過程中，基于下穿已建成城市主干道越來越多的現(xiàn)實情況，在主路無法進(jìn)行全封閉施工和路下管線錯綜復(fù)雜的前提條件下，橋梁地胎膜施工方案在此類情況下相比滿堂支架和懸臂法等傳統(tǒng)施工方案，具備一定的優(yōu)勢。同時在采用該施工工藝的過程中應(yīng)注意如下幾點：

1) 做好地胎膜的地基處理措施，確保地基承載力滿足使用要求，同時做好周邊防排水措施。

2) 下部結(jié)構(gòu)施工過程中，應(yīng)對護壁樁施工形成的基坑制定專項的深基坑監(jiān)測方案，確保下部結(jié)構(gòu)施工過程中的安全。

3) 箱梁支架和模板固定好后，應(yīng)通過預(yù)壓消除支架和地胎膜的非彈性變形，確保箱梁的外觀質(zhì)量。

[1] 林志斌，楊余文，張進(jìn)良.地胎膜在現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工技術(shù)中的應(yīng)用[J].云南水利水電,2014(S1): 86-88.

[2] 王景元.軟土地基現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架設(shè)計與施工技術(shù)[J].中外公路,2008,28(2)：137-139.

[3] 王海良，董鵬.橋梁工程施工技術(shù)[M].北京:人民交通出版社，2013.

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