賴友烽
(福建省高速公路有限責(zé)任公司龍巖管理分公司,福建 龍巖 366300)
隨著國(guó)內(nèi)高速公路建設(shè)的推進(jìn),通車(chē)?yán)锍痰脑黾?,?guó)家對(duì)路線選線、定線時(shí),以減少土地占用,減小破壞環(huán)境為原則進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃,路線選線時(shí)受復(fù)雜地形的影響,新建道路下穿既有道路、跨線既有水利設(shè)施越來(lái)越多,規(guī)劃設(shè)計(jì)以跨線現(xiàn)澆橋梁為主,由于地處特殊路段,施工難度較大,針對(duì)特殊地段的現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu),施工前做好詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)勘查,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)、制定經(jīng)濟(jì)合理的施工方案,是取得工程施工質(zhì)量、安全和效益的關(guān)鍵。
本文重點(diǎn)介紹跨線現(xiàn)澆橋梁位于高速公路新建道路挖方邊坡段的施工方法,通過(guò)對(duì)滿堂支架方案、鋼管貝雷支架方案和地模法支撐施工方案等幾種方法的對(duì)比分析認(rèn)為,采用地模法支撐方案,從結(jié)構(gòu)安全性、施工便捷性、施工經(jīng)濟(jì)性等幾個(gè)方面更為經(jīng)濟(jì)合理,本文重點(diǎn)闡述跨線現(xiàn)澆箱梁位于挖方邊坡段時(shí),地模法支撐方案的施工方法。
廈蓉高速擴(kuò)建工程A6 標(biāo)項(xiàng)目紅坊互通A 匝道AK0+093 渡槽,位置為地方水電站引水渠,紅坊互通A 匝道下穿渡槽位置,其中兩側(cè)橋臺(tái)位置位于A 匝道挖方2 級(jí)邊坡位置,1#、2#墩位于1 級(jí)邊坡坡腳位置,渡槽主體結(jié)構(gòu)跨徑布置為3×20m,長(zhǎng)度60m,主跨位于直線段,最大縱坡2.36%。上部結(jié)構(gòu)為簡(jiǎn)支現(xiàn)澆槽型梁,下部結(jié)構(gòu)為柱式墩,重力式臺(tái),渡槽位置兩側(cè)與原溝渠順接,下部墩柱、蓋梁和上部結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆槽型梁均位于路基的挖方段。
根據(jù)設(shè)計(jì)圖和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查實(shí)測(cè),下部墩柱、蓋梁和上部結(jié)構(gòu)均位于路基的挖方段,施工重點(diǎn)是現(xiàn)澆混凝土槽型梁(結(jié)構(gòu)等同于現(xiàn)澆箱梁),現(xiàn)澆箱梁的支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般采用鋼管貝雷支架結(jié)構(gòu)、盤(pán)扣式滿堂支架結(jié)構(gòu)[1]。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)比分析,提出現(xiàn)澆箱梁采用地模法作為支撐結(jié)構(gòu)的施工方法具有明顯優(yōu)勢(shì)。方案對(duì)比分析如下:
路塹三級(jí)邊坡開(kāi)挖至路槽后再施做,且鋼管貝雷支架的布置間距大,受現(xiàn)場(chǎng)條件限制,施工前,應(yīng)根據(jù)鋼管貝雷支架布置間距設(shè)計(jì)并開(kāi)挖臺(tái)階,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮邊坡二次開(kāi)挖,保證臺(tái)階預(yù)留寬度,不應(yīng)按照邊坡的坡比一次開(kāi)挖,鋼管貝雷支架對(duì)臺(tái)階的基礎(chǔ)承載力要求較高,應(yīng)根據(jù)每個(gè)支撐鋼管的受力情況,設(shè)置臺(tái)階的寬度,確保支架基礎(chǔ)的穩(wěn)定、地基承載力滿足要求,各臺(tái)階采用條形砼基礎(chǔ)。鋼管貝雷的各結(jié)構(gòu)件的連接應(yīng)滿足規(guī)范及施工方案要求。
現(xiàn)澆箱梁施工位于地形起伏較大、橋臺(tái)錐坡、挖方邊坡位置時(shí),支架支撐位置臺(tái)階的施工質(zhì)量、安全是施工管控的重點(diǎn),處置不到位,易造成支架傾斜變形、坍塌的事故。施工時(shí),各臺(tái)階基礎(chǔ)均應(yīng)經(jīng)過(guò)預(yù)壓驗(yàn)證。鋼管貝雷支架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)處理、鋼管、橫縱梁、貝雷等材料,使用數(shù)量較盤(pán)扣式支架大,施工成本高,支架安裝拆除難度和危險(xiǎn)性大。
施工前應(yīng)根據(jù)邊坡坡比設(shè)計(jì)支架臺(tái)階基礎(chǔ),由于盤(pán)扣式支架各桿件均為標(biāo)準(zhǔn)桿件,施工前應(yīng)計(jì)算每個(gè)臺(tái)階的標(biāo)高、寬度,避免支架各桿件連接不到位,造成不均勻受力,邊坡高度高的支架臺(tái)階基礎(chǔ)設(shè)置較多,對(duì)臺(tái)階的基礎(chǔ)承載力要求較高,各臺(tái)階均應(yīng)采用混凝土澆筑,臺(tái)階基礎(chǔ)的立桿受力位置應(yīng)均勻布置,各臺(tái)階混凝土面板應(yīng)適當(dāng)配置橫向鋼筋,防止基礎(chǔ)受力后出現(xiàn)裂縫[2]。
現(xiàn)澆箱梁施工位于地形起伏較大、橋臺(tái)錐坡、挖方邊坡位置時(shí),支架支撐位置臺(tái)階的施工質(zhì)量、安全是施工管控的重點(diǎn),處置不到位,易造成支架傾斜變形、坍塌的事故,施工時(shí),各臺(tái)階基礎(chǔ)均應(yīng)經(jīng)過(guò)預(yù)壓驗(yàn)證。盤(pán)扣式支架基礎(chǔ)處理、支架材料使用數(shù)量較鋼管貝雷支架小,施工成本低,支架安拆較鋼管貝雷便捷、危險(xiǎn)性小。
新建道路下穿現(xiàn)澆橋梁時(shí),現(xiàn)澆箱梁支撐系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)置在挖方段的地基上,采用地模法支撐方案,先開(kāi)挖至梁底、墩頂和橋臺(tái)標(biāo)高,采用人工挖孔的方法施工墩柱和樁基,蓋梁采用地模法施工,橋臺(tái)完成后,施工現(xiàn)澆箱梁,達(dá)到強(qiáng)度后,開(kāi)挖梁底以下邊坡及路槽。
優(yōu)點(diǎn):底模支撐系統(tǒng)無(wú)需支架;腹板外側(cè)模支架簡(jiǎn)單,支架材料使用數(shù)量大幅減少;地模支撐系統(tǒng)較滿堂支架結(jié)構(gòu)和鋼管貝雷支架結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單;無(wú)需處理邊坡位置支架支撐臺(tái)階,結(jié)構(gòu)更為安全,節(jié)約臺(tái)階開(kāi)挖、混凝土澆筑成本;挖方段地基基礎(chǔ)穩(wěn)固,可不采用預(yù)壓處理,減少預(yù)壓的施工工序;較滿堂支架系統(tǒng)和鋼管貝雷支架系統(tǒng),無(wú)安拆支架引起的安全隱患。
現(xiàn)澆箱梁地模法施工方案,減少了施工安全風(fēng)險(xiǎn),但挖孔樁施工安全風(fēng)險(xiǎn)高,施工作業(yè)條件應(yīng)符合規(guī)范并經(jīng)過(guò)審核,施工中應(yīng)嚴(yán)格按照要求施工。
結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,地模法支撐結(jié)構(gòu)布置如圖1:
圖1 現(xiàn)澆混凝土地模支撐系統(tǒng)
通過(guò)上述分析,地模法支撐方案較盤(pán)扣式支架和鋼管貝雷支架方案,支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工便捷;大幅減少支架的使用,降低了施工成本,減少支架安拆施工工序,大幅減小了施工安全風(fēng)險(xiǎn),較其他方案有較大優(yōu)勢(shì),建議采用。
地模法支撐方案與其他支架施工方案最大的不同點(diǎn)是現(xiàn)澆箱梁底板無(wú)支架系統(tǒng),其他相同,施工方法中只描述不同點(diǎn),施工步驟如下:
查明地質(zhì)情況→地模開(kāi)挖(開(kāi)挖至現(xiàn)澆箱梁底板標(biāo)高、開(kāi)挖至蓋梁基礎(chǔ)處理標(biāo)高)→樁基、墩柱挖孔樁施工(墩柱操作空間的預(yù)留)→兩端樁接柱部分系梁的施工(系梁接長(zhǎng)鋼筋的預(yù)留)→墩柱施工(預(yù)留空間回填夯實(shí))→蓋梁施工(地?;A(chǔ)處理、蓋梁施工完成后基礎(chǔ)回填壓實(shí))→現(xiàn)澆箱梁地模施工(除無(wú)支架以外與其他方案一致)→邊坡及路槽開(kāi)挖、中間段系梁施工。
本橋址區(qū)位置地層主要為粉質(zhì)粘土、全風(fēng)化鉀長(zhǎng)花崗巖,地質(zhì)情況較好。
根據(jù)設(shè)計(jì)圖計(jì)算出現(xiàn)澆的底板標(biāo)高,開(kāi)挖至梁底標(biāo)高,現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置施工車(chē)輛停放平臺(tái),寬度應(yīng)滿足吊裝車(chē)輛停放要求。墩柱位置采用人工挖孔樁的施工方法組織開(kāi)挖,先人工挖孔至樁頂再開(kāi)挖樁基,墩柱位置開(kāi)挖標(biāo)高按照墩頂標(biāo)高控制。由于現(xiàn)澆梁底板與墩頂存在高差,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)設(shè)置排水溝,墩柱和蓋梁施工設(shè)置工作平臺(tái)。
從墩頂挖孔至樁基底標(biāo)高,挖孔按照人工挖孔樁的方案實(shí)施,人工挖孔樁的孔深應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求,并經(jīng)過(guò)審批。墩柱施工時(shí),在挖孔樁內(nèi)安裝、拆除模板,為保證系梁和墩柱正常施工,墩柱挖孔樁的直徑應(yīng)預(yù)留墩柱模板安拆時(shí)人工操作的工作空間,挖孔樁直徑按照大于墩柱直徑60cm 控制。下部樁基部分按照挖孔樁的直徑孔樁,成孔后,安裝鋼筋籠并澆筑樁基混凝土。
一般系梁施工時(shí),均整體鋼筋綁扎整體砼澆筑。由于本工程施工的特殊性,系梁施工分兩部分,先施工兩端樁接柱部分系梁,現(xiàn)澆箱梁施工完成、路塹開(kāi)挖至系梁標(biāo)高后,再施工剩余中間段系梁;樁接柱部分系梁鋼筋布置按照設(shè)計(jì)圖施工,為保證與中間段系梁鋼筋連接,預(yù)留鋼筋焊接長(zhǎng)度控制,預(yù)埋鋼筋處系梁模板應(yīng)預(yù)留孔洞;鋼筋、模板施工完成后,澆筑樁接柱部分系梁混凝土[3];拆除模板后,采用石渣回填系梁外側(cè)人工操作空間。
樁接柱部分系梁施工完成后,鑿除表面浮漿。利于預(yù)留的人工操作空間安裝墩柱模板,吊裝時(shí),先將模板緩慢下放到底后,調(diào)整模板的垂直度,再利于人工穩(wěn)固,澆筑墩柱混凝土。墩柱模板拆除后,灑水養(yǎng)護(hù)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,采用塑料布包裹緊固后,采用石渣+碎石回填墩身外側(cè)人工操作空間。
墩柱施工完后,蓋梁采用地模法施工。將蓋梁底板位置按照蓋梁橫坡精平夯實(shí),標(biāo)高應(yīng)預(yù)留墊層厚度、方木、鋼模板厚度。安裝標(biāo)高整平完成后,鋪設(shè)在10cm 混凝土墊層抹平,墊層上設(shè)10cm 方木+鋼底模,蓋梁側(cè)模安裝、混凝土澆筑。由于該位置為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),蓋梁底板必須壓實(shí),滿足地基承載力要求。
蓋梁施工完后,回填至現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)梁底板墊層標(biāo)高,分層壓實(shí),作為地模,現(xiàn)澆箱梁底基礎(chǔ)位置反挖不少于30cm 壓實(shí)(不良地質(zhì)時(shí)換填片石),地基承載力必須滿足要求。回填壓實(shí)完成后,鋪設(shè)10cm 混凝土墊層抹平,寬度按照外模支架基礎(chǔ)外不小于1m 控制,在墊層上采用10cm 方木+竹膠板作為現(xiàn)澆箱梁底?!,F(xiàn)澆箱梁外側(cè)模和內(nèi)模按照常規(guī)支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力驗(yàn)算,方案經(jīng)過(guò)審批,做好支架驗(yàn)收??紤]到底板結(jié)構(gòu)為挖方段,地基基礎(chǔ)穩(wěn)固,可不采用預(yù)壓處理,減少預(yù)壓的施工工序?,F(xiàn)澆箱梁各施工工序包括外模支架搭設(shè)、臨邊圍護(hù)等做好自檢等驗(yàn)收工作?,F(xiàn)澆箱梁澆筑完成、砼達(dá)到強(qiáng)度、張拉完成后,方可拆除支架[4]。由于底板采用地模,拆除時(shí),現(xiàn)場(chǎng)拆除側(cè)模及支架,采用挖掘機(jī)沿梁底板外側(cè)逐步向梁底開(kāi)挖,挖出拆模空間,逐根將底模板移出,開(kāi)挖時(shí)要求安排專人指揮,避免磕碰現(xiàn)澆箱梁。
開(kāi)挖現(xiàn)澆箱梁底板下部邊坡至路槽。開(kāi)挖至系梁底標(biāo)高,清理樁接柱部分兩端系梁預(yù)埋鋼筋、砼表面鑿毛并清理干凈。中間部分鋼筋與預(yù)埋鋼筋焊接,其他與常規(guī)的系梁施工相同。系梁梁端回填時(shí),填筑材料應(yīng)滿足要求,分層夯實(shí),確保滿足壓實(shí)要求。
現(xiàn)澆箱梁屬危險(xiǎn)性較大的分項(xiàng)工程,跨線現(xiàn)澆箱梁支撐系統(tǒng)位于挖方段邊坡位置等特殊地段時(shí),施工方案制定需更為謹(jǐn)慎,可采用不同的施工方法,但需確保施工安全。本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,通過(guò)方案比選、分析,對(duì)跨線現(xiàn)澆箱梁采用地模作為支撐系統(tǒng)提出了參考意見(jiàn),方案取消了底板支架結(jié)構(gòu),減少了路基邊坡支架支撐立桿臺(tái)階處理、支架安拆、支架預(yù)壓等工序,支撐結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單、減小了安全風(fēng)險(xiǎn),施工更便捷、經(jīng)濟(jì)[5]。通過(guò)綜合分析,現(xiàn)澆箱梁地模法施工方案,較其它施工方法而言,施工效率和安全性高,更為經(jīng)濟(jì)合理。