（四川港建水利水電工程有限責(zé)任公司， 四川成都 610000）

鋼筋混凝土拱圍堰在橋梁基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用探討

李龍

（四川港建水利水電工程有限責(zé)任公司， 四川成都 610000）

針對目前橋梁基礎(chǔ)工程應(yīng)用鋼筋混凝土拱圍堰過程中存在的問題缺陷，文章分析了鋼筋混凝土拱圍堰的應(yīng)用特性，并提出了實(shí)踐控制的方法策略，其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)。結(jié)果表明，將鋼筋混凝土拱圍堰的施工形式與橋梁基礎(chǔ)工程的實(shí)際情況結(jié)合，是實(shí)現(xiàn)其作用價(jià)值的關(guān)鍵。研究人員應(yīng)在明確這一點(diǎn)的情況下，提高其作用于實(shí)踐的普及度。

鋼筋混凝土拱圍堰；橋梁基礎(chǔ)施工；拱受力；拱圈

0 .引言：

橋梁工程作為現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其在基礎(chǔ)施工中易受施工環(huán)境復(fù)雜與工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大的影響，而降低使用效果。為此，建設(shè)者應(yīng)將現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)利用起來，以強(qiáng)化橋梁工程的作用效果。鋼筋混凝土拱圍堰作為提高橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的有效策略，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)在明確其作用特性的情況下，找出作用于實(shí)踐的優(yōu)化控制方法。這是實(shí)現(xiàn)當(dāng)前現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)可持續(xù)性目標(biāo)的重要課題，研究人員應(yīng)將其充分重視起來，以作用于實(shí)際橋梁工程項(xiàng)目的建設(shè)。

1 .研究鋼筋混凝土拱圍堰應(yīng)用于橋梁基礎(chǔ)施工的現(xiàn)實(shí)意義

圍堰是水利工程、公路工程項(xiàng)目建設(shè)中的重要臨時(shí)性維護(hù)結(jié)構(gòu)，其主要用于承擔(dān)結(jié)構(gòu)水平方向的水、土壓力，為橋梁工程的下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)施工提供充足的建設(shè)空間。研究表明，按照材料類型可將圍堰分為土石圍堰、木質(zhì)圍堰、草土圍堰、鎖口管柱圍堰、鋼板樁圍堰、鋼混組合圍堰以及鋼筋混凝土圍堰。由于上述圍堰形式的選用，易受橋梁基礎(chǔ)施工技術(shù)條件與工程地質(zhì)條件的雙重限制影響，相關(guān)建設(shè)者應(yīng)在明確拱受力特性以及鋼筋混凝土材料使用特點(diǎn)的情況下，找出優(yōu)化控制的方法策略，以提高其作用于橋梁基礎(chǔ)施工實(shí)踐的質(zhì)量效率[1]。

2 .橋梁基礎(chǔ)施工中鋼筋混凝土拱圍堰應(yīng)用特性

鋼筋混凝土拱圍堰，就是將鋼筋混凝土的材料性能與拱的受力特點(diǎn)充分結(jié)合起來，以在橋梁基礎(chǔ)施工上實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的圍堰優(yōu)化與材料性能效果發(fā)揮。因此，鋼筋混凝土拱圍堰的應(yīng)用特性應(yīng)從多方面論證，一方面從拱的受力特點(diǎn)分析，因其在豎向荷載的作用下，不僅會在橋梁基礎(chǔ)施工中產(chǎn)生豎向反力，還會產(chǎn)生一定的水平推力。此狀態(tài)下，使得拱要承受的彎矩要比梁結(jié)構(gòu)小，這就意味著拱主要承擔(dān)的是壓力。為此，相關(guān)建設(shè)者在進(jìn)行拱設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合拱軸線的作用情況，來優(yōu)化拱的受力效果，以減少拱圈截面所要受到的彎矩影響[2]。

另一方面，從混凝土的材料性能分析，作為人造石的混凝土，其雖具有很強(qiáng)的抗壓能力，但抗拉能力十分有限。例如，橋梁基礎(chǔ)施工常使用的C30混凝土，其軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值高達(dá)20.1MPa,，而其軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值僅為2.01MPa。此外，在復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下，混凝土強(qiáng)度就會發(fā)生變化。例如，當(dāng)結(jié)構(gòu)雙向受壓時(shí)，其中一個(gè)方向的混凝土強(qiáng)度會隨著另一方向壓應(yīng)力變化，即混凝土強(qiáng)度比單向受壓情況下的抗壓強(qiáng)度要高出16%-25%，故橋梁基礎(chǔ)施工采用混凝土材料來進(jìn)行圍堰的修建，將大幅度提高涉及結(jié)構(gòu)的抗壓能力。經(jīng)分析統(tǒng)計(jì)，鋼筋混凝土拱圍堰的應(yīng)用，具有投入設(shè)備少、施工方式簡單且對施工機(jī)械設(shè)備的使用條件限制少等特點(diǎn)，橋梁基礎(chǔ)施工人員應(yīng)將其高效性用于實(shí)際建設(shè)，以提高工程項(xiàng)目建設(shè)使用的安全穩(wěn)定性。

3 .優(yōu)化鋼筋混凝土拱圍堰在橋梁基礎(chǔ)施工實(shí)踐中的控制策略

以某地橋梁工程為例，由于工程2號墩承臺地處的河床地形陡峭，因此，為避免采用鉆孔樁平臺作業(yè)的施工周期長、機(jī)械設(shè)備投入成本大且施工便捷性差等問題出現(xiàn)，基礎(chǔ)施工人員設(shè)計(jì)使用鋼筋混凝土拱形式作為圍堰[3]。

首先，施工人員要在靠近航道側(cè)面的圍堰筑島邊緣1m處，插打鋼板樁，從而形成止水帷幕，以防止河水滲入。

其次，邊坡開挖不應(yīng)采用拱圈支護(hù)的方式進(jìn)行3m距離的初挖，應(yīng)采用挖掘設(shè)備來進(jìn)行施工操作。此過程，施工人員要注意邊坡土體是否存在變形或是裂縫問題，如發(fā)現(xiàn)，則應(yīng)立即停止作業(yè)，經(jīng)有效處理后，再進(jìn)行施工建設(shè)。對于基巖情況，應(yīng)采用鑿巖機(jī)來進(jìn)行處理。與邊坡開挖不同的是，坡面挖好后，要進(jìn)行水泥砂漿的噴射以完成護(hù)坡處理，以防止因雨水沖涮而造成滑坡災(zāi)害的發(fā)生。值得注意的是，開挖作業(yè)不能出現(xiàn)超挖問題，完成一層開挖，就要完成一層支護(hù)，否則基坑壁土體就容易出現(xiàn)變形滑坡現(xiàn)象。

再次，拱圈施工應(yīng)按照從上至下以及由外到里的順序進(jìn)行作業(yè)，即按照施工圖紙測量放線的位置開挖。當(dāng)挖出拱圈的施工位置后，要立即進(jìn)行模板安裝與鋼筋綁扎，同時(shí)，還要在短時(shí)間內(nèi)通過澆筑混凝土以形成拱圈結(jié)構(gòu)，來完成基坑壁的支護(hù)。對于拱圈的拱腳，應(yīng)設(shè)置在上下游側(cè)工程原有地貌的基巖巖層上。這樣一來，在基巖上完成植筋，并使其與拱圈的鋼筋進(jìn)行連接，從而與之成為一個(gè)整體。當(dāng)拱腳與基巖結(jié)合，施工人員還要保證其不會對拱圈外的基巖造成擾動或是破壞。在進(jìn)行拱圈底板的鋼筋預(yù)埋接茬來說，其應(yīng)采用將鋼筋直接打入地面的方式，待下層拱圈完成土方挖除后，就能實(shí)現(xiàn)鋼筋與下層拱圈鋼筋的連接。

最后，拱圈澆筑混凝土的拆模作業(yè)，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到50%后，就可進(jìn)行下一層拱圈的作業(yè)。值得注意的是，上下層拱圈間應(yīng)在寬度方向咬合30cm，高度方向應(yīng)咬合為10cm。這樣一來，橋梁基礎(chǔ)施工中的上下層拱圈間，就能形成有效的止水帶，從而避免不良施工問題可能帶來的影響。

當(dāng)基礎(chǔ)施工完成拱圈結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)建設(shè)后，還要對其進(jìn)行驗(yàn)算，即對承載能力極限狀態(tài)與正常使用的極限狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)算。其中承載能力極限就是分別對結(jié)構(gòu)的抗壓、抗拉以及抗疲勞能力等進(jìn)行驗(yàn)算；而正常使用極限狀態(tài)，就是對結(jié)構(gòu)的裂縫、撓度以及裂縫等進(jìn)行驗(yàn)算。結(jié)果表明，當(dāng)每一層拱圈施工穩(wěn)定后，拱圈受到了水平方向的水壓力、土壓力以及等效車荷載水平壓力。其中等效荷載為橋梁基礎(chǔ)施工圍堰頂面放置的攪拌車等施工設(shè)備的總重量。

經(jīng)驗(yàn)算分析，從施工角度來看，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)盡可能采用分層施工方法，即以對土體產(chǎn)生的最小擾動，來提高施工建設(shè)的安全性。由此可以判斷，在工程中，雖施工條件有限且工程建設(shè)地質(zhì)環(huán)境較為特殊，但鋼筋混凝土拱圍堰的形式，以其自身的構(gòu)造簡單、施工便捷以及受力分析明確等優(yōu)勢，保證了工程結(jié)構(gòu)建設(shè)使用的耐久性。為此，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)加大對其施工控制的研究力度，以提高其施工形式的普及度。

4 .結(jié)束語：

綜上所述，鋼筋混凝土拱圍堰以其自身結(jié)構(gòu)簡單、施工效果好且受力分析明確的特征效果，作用于橋梁基礎(chǔ)施工，將大幅度提升工程項(xiàng)目施工建設(shè)的安全穩(wěn)定性。其次，橋基礎(chǔ)施工完畢，基坑內(nèi)可逐層回填密實(shí)，作為橋基礎(chǔ)的剛性保護(hù)外殼，防止橋基礎(chǔ)直接受河水沖蝕，延長使用壽命。事實(shí)證明，將混凝土的材料性能與拱受力特性的充分結(jié)合，將在鋼筋混凝土拱圍堰施工形式中實(shí)現(xiàn)兩方面作用效果的共贏。為此，施工人員應(yīng)結(jié)合工程建設(shè)的實(shí)際情況，將其作用于實(shí)踐，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)發(fā)展對橋梁基礎(chǔ)工程提出的施工質(zhì)量與效果目標(biāo)。

[1]彭撞,許明君,陳德華. 鋼筋混凝土拱圍堰在橋梁基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用[J]. 公路交通技術(shù),2016,(01):70-73.

[2]王杰先,陳學(xué)鋒,王愛君. 內(nèi)腔封底雙壁鋼套箱圍堰在橋梁基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用[J]. 公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2015,(10):186-187.

[3]龍祖惠. 海洋環(huán)境下整體式鋼板樁圍堰在橋梁基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用[J]. 公路與汽運(yùn),2015,(02):188-191.

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