龍門大橋錨碇質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管控措施

覃 浩，鄭偉鋒，冉隆標(biāo)

(1.廣西欣港交通投資有限公司，廣西 南寧 530029；2.上海遠(yuǎn)方基礎(chǔ)工程有限公司，上海 200072；3.廣西路橋工程集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530200)

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，但是受到公路橋梁施工過(guò)程中各種因素的影響，施工事故頻繁發(fā)生，因此應(yīng)提高對(duì)橋梁工程施工風(fēng)險(xiǎn)控制的重視程度。本文對(duì)錨碇基礎(chǔ)及錨體施工質(zhì)量進(jìn)行分析，并總結(jié)出一系列施工技術(shù)要點(diǎn)，包括錨碇基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)樁基鋼筋施工、二期槽銑槽質(zhì)量控制、大型深基坑開(kāi)挖技術(shù)要點(diǎn)、大體積混凝土填芯施工、異形錨體施工質(zhì)量管控、錨體預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)測(cè)量定位等。通過(guò)質(zhì)量把控安全，進(jìn)一步嚴(yán)格控制施工過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，有效降低橋梁施工事故發(fā)生概率，為后續(xù)同類橋型的橋梁施工提供建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。

1 工程簡(jiǎn)介

廣西濱海公路龍門大橋是廣西在建最大的跨徑橋梁，位于廣西壯族自治區(qū)南部的欽州市境內(nèi)，與防城港市境內(nèi)的廣西濱海公路至欽州港區(qū)段龍門大橋西引道相接。該項(xiàng)目是規(guī)劃廣西濱海公路的重要控制性工程，也是廣西壯族自治區(qū)重點(diǎn)工程。龍門大橋橋跨布置為：8×(5×50)m(預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁)+1 098 m(雙塔單跨鋼箱梁懸索橋)+4×50 m+(45+2×80+45)m+3×(5×50)m+(6×50)m+(4×50)m+2×(45+2×80+45)m+(50+3×80+2×54.5)m(預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁)。如圖1所示。

龍門大橋的錨碇結(jié)構(gòu)分東、西兩岸錨碇，兩岸錨碇均設(shè)計(jì)為重力式錨碇結(jié)構(gòu)，以中風(fēng)化砂巖和中風(fēng)化頁(yè)巖作為基礎(chǔ)持力層。龍門大橋錨碇錨體從功能、受力、施工等方面可分為錨塊、散索鞍支墩、前錨室、后錨室等部分。

2 龍門大橋錨碇質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)要點(diǎn)

錨碇施工可分為基礎(chǔ)支護(hù)施工和錨體施工兩部分，其中，支護(hù)結(jié)構(gòu)包括樁基、二期槽段、冠梁等；基礎(chǔ)工程包括混凝土墊層、填芯混凝土、頂板等；錨體包括錨塊、散索鞍支墩、前錨室、后澆段等。本節(jié)主要對(duì)基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)的樁基鋼筋連接技術(shù)、二期槽垂直精度控制、完成支護(hù)結(jié)構(gòu)施工后的大型深基坑開(kāi)挖施工技術(shù)、大體積混凝土施工技術(shù)、異形錨體的鋼筋及模板施工、錨體預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)測(cè)量定位等施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要論述。通過(guò)工藝總結(jié)，分析施工中極易遇到的重難點(diǎn)，進(jìn)而達(dá)到施工質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管控的目的。

2.1 咬合樁基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量管控技術(shù)要點(diǎn)

龍門大橋錨碇基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)采用3.5 m大直徑樁+二期槽的圓-矩咬合結(jié)構(gòu)，采用銑槽機(jī)和旋挖鉆配合使用的方法成槽。

圖1 龍門大橋主橋橋型布置圖(cm)

3.5 m大直徑樁鋼筋籠的制作與安裝涉及質(zhì)量把控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1]。按設(shè)計(jì)圖紙、規(guī)范以及實(shí)際樁長(zhǎng)要求，進(jìn)行鋼筋的下料及分節(jié)段安裝，采用短線法加工成籠。

鋼筋連接技術(shù)中常見(jiàn)的質(zhì)量通病有：

(1)鋼筋接頭車絲前后未將其切割及打磨平整，或存在有效絲扣長(zhǎng)度不足的情況，都會(huì)導(dǎo)致鋼筋與鋼筋之間不能連接到位，使套筒之間存在間隙，影響結(jié)構(gòu)受力。

(2)在鋼筋連接前，未采取措施保護(hù)鋼筋絲頭，絲頭銹蝕、變形損壞等情況均會(huì)導(dǎo)致鋼筋連接困難，連接后的鋼筋可能存在不垂直、與前一根鋼筋不在同一條直線上的情況，使結(jié)構(gòu)物受力后產(chǎn)生偏心矩，影響結(jié)構(gòu)受力。

預(yù)防措施：

(1)用于鋼筋連接的套筒連接件，需配置出廠合格證書。

(2)定期檢查車絲機(jī)是否滿足精度和技術(shù)要求。

(3)用于鋼筋連接的套筒，需按批次進(jìn)行接頭極限抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)。

(4)節(jié)段之間需要通過(guò)連接套筒進(jìn)行鋼筋連接，鋼筋連接接頭(連接套筒)安裝后應(yīng)用扭力扳手校核擰緊扭矩，最小擰緊扭矩值應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范的要求。具體擰緊扭矩值如表1所示。

表1 鋼筋連接件安裝后最小擰緊扭矩值一覽表

在二期槽成槽前，應(yīng)先進(jìn)行導(dǎo)墻施工，導(dǎo)墻對(duì)成槽設(shè)備起著導(dǎo)向作用，其質(zhì)量直接影響成槽后的邊界線和標(biāo)高。鋼導(dǎo)墻示意圖如圖2所示。導(dǎo)墻既能穩(wěn)定存儲(chǔ)泥漿的液位，還能保證上部土體的穩(wěn)定性。利用車載水平儀調(diào)整銑槽機(jī)的平整度，在銑槽過(guò)程中，每進(jìn)尺20 m，采用測(cè)壁儀測(cè)壁一次，結(jié)合銑槽機(jī)上的垂直度儀和自動(dòng)糾偏裝置，可在很大程度上保證成槽的垂直度，檢測(cè)結(jié)果若顯示垂直度偏差，可馬上對(duì)其進(jìn)行糾偏處理；在大直徑樁鋼筋籠下放完成后，在二期槽與一期槽槽段搭接上部7 m的部分預(yù)留下槽口，采用特制隔離套箱，能起到導(dǎo)向作用，也能進(jìn)一步控制二期槽的垂直精度。成槽垂直精度不得超過(guò)1/400墻身高度。二期槽成槽示意圖如圖3所示。

圖2 鋼導(dǎo)墻示意圖

圖3 二期槽成槽示意圖

待樁基與二期槽澆筑完成并達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度后，采用超聲波成樁檢測(cè)儀逐樁、逐槽檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)樁基混凝土介質(zhì)等參數(shù)，進(jìn)一步確認(rèn)樁體混凝土的完好性以及有無(wú)瑕疵，以保證成樁質(zhì)量。

2.2 錨碇大型深基坑開(kāi)挖質(zhì)量管控技術(shù)要點(diǎn)

錨碇基坑開(kāi)挖平面為90 m直徑的圓形，開(kāi)挖總方量約為85 740 m3。錨碇基坑開(kāi)挖前預(yù)先對(duì)基坑內(nèi)的土體進(jìn)行分層疏干降水，施工開(kāi)挖一定數(shù)量的降水井，加強(qiáng)坑內(nèi)排水，避免積水，保證干開(kāi)挖[2]。錨碇基坑在開(kāi)挖過(guò)程中，利用測(cè)量控制點(diǎn)對(duì)基坑進(jìn)行復(fù)核放樣，對(duì)基坑圍堰頂部水平、豎向和中部水平位移進(jìn)行檢測(cè)，并在基坑周圍進(jìn)行沉降及位移觀測(cè)。

海中錨碇受地下水影響較大，海平面以下地層除接受上層滲水補(bǔ)給外，還受到海水側(cè)向的滲透作用，因此需要特別注意觀測(cè)基坑內(nèi)是否存在滲水的情況并加強(qiáng)相應(yīng)的排水措施。待基坑開(kāi)挖完畢后修建盲溝等排水設(shè)施，通過(guò)測(cè)量確認(rèn)其標(biāo)高來(lái)判斷基坑是否還需要繼續(xù)開(kāi)挖或平整。在基坑開(kāi)挖完成后，要快速對(duì)其進(jìn)行封閉處理，并及時(shí)進(jìn)行墊層施工，以減小基坑底土體的回彈變形。

2.3 錨碇基礎(chǔ)大體積混凝土填芯澆筑質(zhì)量管控技術(shù)要點(diǎn)

龍門大橋東岸錨錠填芯大體積混凝土采用C20等級(jí)混凝土，填芯高度為6～8 m、直徑為84.5 m的圓柱，下面與0.2 m厚C20混凝土墊層接觸，側(cè)面與一期樁及二期槽接觸。

龍門大橋錨碇填芯為大體積混凝土結(jié)構(gòu)，極易在施工期間因混凝土溫度收縮、自收縮等出現(xiàn)開(kāi)裂，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)耐久性。根據(jù)《大體積混凝土施工規(guī)范》(GB50496-2018)[3]，宜采用“整體分層連續(xù)澆筑施工法”和“推移式連續(xù)澆筑施工法”進(jìn)行大體積混凝土連續(xù)澆筑施工。填芯澆筑前將與填芯混凝土側(cè)面接觸的3.5 m大直徑樁與二期槽外表面鑿毛至粗骨料露出，以保證新舊混凝土連接性。

混凝土采用溜槽、串筒自卸以及泵送的方式推移式分層連續(xù)澆筑，保持澆筑工作連續(xù)進(jìn)行，均衡上升，以確保受力均勻，混凝土拌和物下降高度應(yīng)≤2 m，防止混凝土的離析[4]。

混凝土澆筑階段分析如下：

2.3.1 階段一

根據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn)，C20填芯混凝土流淌坡度取0.267。根據(jù)串筒布置圖，可得出填芯混凝土僅在串筒自卸情況下所澆筑范圍(如圖4所示)。

圖4 填芯混凝土自卸+泵送澆筑情況下流動(dòng)范圍示意圖

根據(jù)填芯混凝土流動(dòng)范圍，在串筒布料達(dá)到分層高度后，泵車澆筑中心部分。該階段填芯混凝土自卸與泵送流動(dòng)范圍如圖5所示。

圖5 階段一填芯混凝土自卸+泵送澆筑情況下流動(dòng)范圍示意圖

2.3.2 階段二

澆筑完成約20 000 m3后，此時(shí)串筒布置點(diǎn)自卸混凝土頂標(biāo)高約為-6.0 m，泵送混凝土頂標(biāo)高約為-8.9 m。該階段填芯混凝土自卸與泵送流動(dòng)范圍如圖6所示。

圖6 階段二填芯混凝土自卸+泵送澆筑情況下流動(dòng)范圍示意圖

2.3.3 階段三

澆筑完成約40 000 m3后，此時(shí)串筒布置點(diǎn)自卸混凝土頂標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)所需標(biāo)高，泵送混凝土頂標(biāo)高約為-5.2 m。該階段填芯混凝土自卸與泵送流動(dòng)范圍如圖7所示。

圖7 階段三填芯混凝土自卸+泵送澆筑情況下流動(dòng)范圍示意圖

2.3.4 階段四(至澆筑完成)

剩余7 798 m3混凝土均采用泵送澆筑。泵送情況下混凝土流動(dòng)范圍如圖8所示。

圖8 階段四填芯混凝土泵送澆筑情況下流動(dòng)范圍示意圖

錨碇中心控制變坡點(diǎn)：需要分階段澆筑，并用鋼絲網(wǎng)隔離防止混凝土流動(dòng)，并且在變坡點(diǎn)處下游澆筑坍落度小的混凝土，調(diào)節(jié)混凝土的初凝時(shí)間，盡早在下游位置凝固，對(duì)上游處混凝土同樣起到隔離的作用。變坡點(diǎn)處混凝土澆筑前提前測(cè)量放點(diǎn)做好標(biāo)記，控制各點(diǎn)混凝土標(biāo)高。如圖9所示。

圖9 填芯混凝土控制變坡點(diǎn)布料示意圖(cm)

為保證大體積混凝土施工質(zhì)量，控制混凝土入模溫度是關(guān)鍵，原材料溫度的控制是前提?，F(xiàn)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行原材料溫度控制：

(1)拌和站每線設(shè)置9個(gè)粉罐，其中4個(gè)作為水泥儲(chǔ)存罐，將新到的水泥裝入備用罐中，不直接使用；對(duì)進(jìn)場(chǎng)水泥進(jìn)行自然冷卻，待水泥溫度降至40 ℃以下后方可使用。

(2)提前計(jì)劃骨料進(jìn)場(chǎng)，采用在低溫的多料倉(cāng)分散攤鋪靜置與定期灑水的方式降低骨料溫度。

(3)在攪拌站下灰口下灰的同時(shí)在罐車表面進(jìn)行澆水降溫。

(4)在大體積混凝土整個(gè)澆筑施工過(guò)程中，對(duì)混凝土的入模溫度進(jìn)行跟蹤測(cè)試并做好記錄，測(cè)試頻次≥1次/100 m3。

2.4 異形錨體施工質(zhì)量管控技術(shù)要點(diǎn)

2.4.1 錨體鋼筋、模板施工

錨塊鋼筋安裝利用錨塊模板頂面平臺(tái)和勁性骨架平臺(tái)，根據(jù)錨體的異形結(jié)構(gòu)形式以及大體積混凝土施工的要求，進(jìn)行錨體的散索鞍支墩和錨塊分層、分段施工。

由于錨塊部分傾斜面角度較大，為保證鋼筋安裝的精確和穩(wěn)定，采用勁性骨架輔助大型構(gòu)件鋼筋安裝施工。勁性骨架采用角鋼加工，先放樣定位好勁性骨架，復(fù)核勁性骨架時(shí)標(biāo)記好參照點(diǎn)，方便后續(xù)鋼筋模板根據(jù)參照點(diǎn)進(jìn)行安裝。將底層鋼筋網(wǎng)片與提前預(yù)埋好傾斜角度的多排勁性骨架單元格進(jìn)行連接并定位綁扎鋼筋，這樣就能在施工過(guò)程中嚴(yán)格控制鋼筋間距與保護(hù)層厚度。勁性骨架安裝示意圖如圖10所示。

圖10 勁性骨架安裝示意圖(mm)

錨塊左右側(cè)面及前斜面均采用大塊維薩模板體系，配備三角掛架采用無(wú)拉桿施工，能避免在錨體混凝土留下拉桿孔修補(bǔ)痕跡。模板采用錐形接頭與主筋焊接加固。模板安裝前需要將模板面打磨過(guò)后均勻噴涂脫模劑，通過(guò)螺栓連接處的模板接縫處需要在澆筑前及澆筑過(guò)程中仔細(xì)檢查是否松動(dòng)，如發(fā)現(xiàn)松動(dòng)應(yīng)及時(shí)緊固。為了確保模板正常使用，模板應(yīng)妥善存放，避免雨水浸泡。

后錨室的后錨面模板系統(tǒng)采用盤扣式支架支撐體系，該體系能良好地承受上部傳遞下來(lái)的豎向荷載以及水平分力。后錨面與水平面之間傾角為41°，斜面將會(huì)承受較大的施工荷載，同時(shí)該面又作為預(yù)應(yīng)力錨固面。該模板體系的穩(wěn)固程度直接影響預(yù)應(yīng)力錨具和索道管安裝精度，因此考慮后錨面模板采用全斷面模板，且不周轉(zhuǎn)使用，以避免出現(xiàn)模板與模板之間拼接時(shí)產(chǎn)生的誤差。

2.4.2 錨體預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)測(cè)量定位技術(shù)要點(diǎn)

錨固體系需要預(yù)埋的構(gòu)件包括預(yù)應(yīng)力索道管、錨墊板、螺旋筋，并根據(jù)錨塊分層施工進(jìn)行同步分層安裝，對(duì)預(yù)應(yīng)力預(yù)埋構(gòu)件的安裝精度進(jìn)行嚴(yán)格控制，從錨固系統(tǒng)槽口錨盒加工開(kāi)始便需嚴(yán)格按照加工精度規(guī)范以及各個(gè)槽口錨盒之間的相對(duì)位置關(guān)系來(lái)要求其加工精度。

錨墊板的安裝定位通過(guò)在錨墊板的中心線位置加工一個(gè)圓盤狀的導(dǎo)向裝置，將圓盤中心作為測(cè)量置鏡點(diǎn)，直接測(cè)量定位圓盤中心坐標(biāo)，與設(shè)計(jì)中心坐標(biāo)相符即可，索道管道的定位安裝同理[5]。

在槽口模板與錨墊板精確定位調(diào)整后，根據(jù)索道管在后錨面模板的中心坐標(biāo)接入模擬軸線的放樣線，放樣線另一端用全站儀在索道管定位支架上調(diào)整并模擬調(diào)整出準(zhǔn)確的放樣軸線，再根據(jù)軸線對(duì)每節(jié)索道管管口進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到準(zhǔn)確定位。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)龍門大橋錨碇基礎(chǔ)及錨體施工技術(shù)要點(diǎn)的分析及總結(jié)表明，此技術(shù)方案不僅能有效把控施工質(zhì)量，在簡(jiǎn)化施工步驟的同時(shí)還能保證較高的施工精度，為同類橋型的異形錨體施工提供了借鑒價(jià)值，促進(jìn)了該類施工方法的廣泛應(yīng)用。合理的質(zhì)量控制不僅能夠確保施工過(guò)程的穩(wěn)定性，還能夠保障橋梁的壽命，降低橋梁安全風(fēng)險(xiǎn)。