王領(lǐng)彥
(河北光太路橋工程集團(tuán)有限公司,河北 邯鄲 056000)
某高速公路工程設(shè)計(jì)全長(zhǎng)12.3km,設(shè)計(jì)行車速度110km/h,其中公路建設(shè)中包含大橋1 座,橋梁總長(zhǎng)度為300m,其基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ),下部構(gòu)造為空心薄壁墩,上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁。
(1)工程施工前,施工單位組織人員處理施工場(chǎng)地,將地基存在的垃圾雜物清理干凈,并針對(duì)存在的軟基問(wèn)題予以處理。經(jīng)勘查得知,本工程地基存在的軟基情況主要分為3 種:①軟基深度淺、軟基范圍小的膨脹土地基;②主要以濕陷性黃土和沙土為主的軟土地基;③淤泥土質(zhì)的地基,其軟基深度均在1~10m。
(2)不同的軟基情況采用不同的處理措施分類處理,針對(duì)存在的小范圍膨脹土地基直接選擇換填法,利用合格的土質(zhì)材料將膨脹土換填并壓實(shí);針對(duì)粉土、濕陷性黃土地基采用強(qiáng)夯法;針對(duì)淤泥質(zhì)土層采用預(yù)壓法,通過(guò)真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓的方式降低土體的含水率,提升軟基的密實(shí)度與承載力,經(jīng)處理后地基承載力達(dá)到110MPa即可開(kāi)展正常施工[1]。
(3)軟基問(wèn)題全部處理合格后,在施工前地基表面要整平并修筑施工便道,保證場(chǎng)地內(nèi)通車、通水、通電。正式施工前采用全站儀、水準(zhǔn)儀等設(shè)備開(kāi)展測(cè)量放樣作業(yè),放樣施工前,利用設(shè)備對(duì)設(shè)計(jì)圖紙中給出的控制點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)給予復(fù)核,復(fù)核結(jié)果準(zhǔn)確后利用放樁、放線的方式開(kāi)展放樣,放樣結(jié)束后即可依據(jù)放樣位置開(kāi)始樁基礎(chǔ)施工。
(1)本工程采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ),其施工的第一步是埋設(shè)護(hù)筒,護(hù)筒的埋設(shè)位置主要分為地上和水下兩種情況。地上護(hù)筒埋設(shè)時(shí)先人工開(kāi)挖導(dǎo)向坑,然后利用振動(dòng)錘將準(zhǔn)備好的鋼護(hù)筒錘入設(shè)計(jì)深度,埋設(shè)完成后護(hù)筒露出地面高度宜不小于30cm,坐標(biāo)偏差不得大于140cm,垂直度偏差不得大于1%;水下護(hù)筒的埋設(shè)采用導(dǎo)向架,導(dǎo)向架設(shè)置在護(hù)筒中心點(diǎn)位,利用吊機(jī)將鋼護(hù)筒吊放至導(dǎo)向架位置,再采用振動(dòng)錘將其錘入設(shè)計(jì)深度,埋設(shè)完成后護(hù)筒漏出水面高度宜不小于2m,位置偏差及坐標(biāo)偏差與地面要求一致。
(2)護(hù)筒埋設(shè)到位后制備水泥漿準(zhǔn)備泥漿護(hù)壁,并開(kāi)始布設(shè)鉆機(jī)鉆孔作業(yè),鉆機(jī)安裝的位置與圖紙位置偏差不得超過(guò)3cm,垂直度偏差不得大于1%,鉆機(jī)就位后采用反循環(huán)的鉆進(jìn)方法施工。鉆進(jìn)過(guò)程中鉆進(jìn)速度要先保持緩慢,待鉆進(jìn)至全沖程后正常鉆進(jìn),鉆進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的廢渣及時(shí)處理,并對(duì)孔壁的穩(wěn)定性、鉆進(jìn)的垂直度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),避免出現(xiàn)漏漿、塌孔的問(wèn)題,鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后將孔底的殘?jiān)宄蓛簦?bào)由監(jiān)理單位驗(yàn)收[2]。
(3)監(jiān)理單位驗(yàn)收簽字后,向孔內(nèi)下方鋼筋籠,使用的鋼筋籠在加工廠制作完成,并利用板車逐節(jié)運(yùn)輸至施工場(chǎng)地拼裝,拼接后使用吊車將其吊放至孔內(nèi),起吊時(shí)2 點(diǎn)起吊避免鋼筋籠變形,吊放結(jié)束后2 次清孔保持孔內(nèi)清潔,再利用小導(dǎo)管灌注混凝土,混凝土灌注完成后養(yǎng)護(hù)7~14d,待其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,開(kāi)始橋梁地面施工。
橋梁地面施工中包括橋梁承臺(tái)、墩柱、蓋梁、系梁、墊石、梁體等多項(xiàng)構(gòu)筑物,其主要施工工序分為鋼筋安裝、模板安裝、混凝土澆筑等,由于橋梁高度較大,人工施工難以達(dá)到指定位置,因此需搭設(shè)支架作業(yè)。
2.3.1 支架搭設(shè)
橋梁支架的主要起到操作架及垂直運(yùn)輸?shù)淖饔?,同時(shí)需承載橋梁梁體的重量,其必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性,支座的支撐部位需具有足夠的承載力、承載面積?;诖?,本工程橋梁支架選用碗扣式支架,搭設(shè)前檢測(cè)地基承載力,滿足承載要求后在其表面鋪筑素混凝土墊層并設(shè)置枕木,支架底座設(shè)置在枕木上方,支架整體時(shí)由橫桿和立桿組成,設(shè)置時(shí)橫桿間距控制在1.2m,立桿間距控制在0.9m,設(shè)置完成后開(kāi)展支架預(yù)壓,其主要作用是消除支架的非彈性變形,預(yù)壓結(jié)束后方可正常使用。
2.3.2 鋼筋施工
支架搭設(shè)完成后開(kāi)始鋼筋施工,本工程采用的鋼筋全部在加工棚內(nèi)下料制作,鋼筋的調(diào)直、截?cái)?、彎曲等全部按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行,加工后的鋼筋進(jìn)行編號(hào)并分類運(yùn)輸存放至施工場(chǎng)地,鋼筋安裝時(shí)采用焊接、綁扎的方法,鋼筋焊接中主筋的焊接頭不得位于同一條直線,接頭面積不得高于鋼筋總面積的25%,每根主筋只允許設(shè)置1處接頭,焊接完成后接頭位置的中心點(diǎn)誤差宜≤2cm,設(shè)置混凝土保護(hù)層,保護(hù)層厚度在1~3cm[3]。
2.3.3 模板安裝
鋼筋安裝完成后開(kāi)始安裝模板,本工程橋梁施工采用的模板為組合式鋼模板,模板全部在工廠加工制造,進(jìn)場(chǎng)時(shí)檢查模板表面的平整度、尺寸,合格后入場(chǎng)使用,模板安裝時(shí)先安裝底模,再安裝側(cè)模及頂模,安裝順序由下向上,安裝中模板接縫位置要求密實(shí),不得存在空隙,以避免混凝土澆筑時(shí)出現(xiàn)漏漿跑模問(wèn)題,安裝完成后由監(jiān)理工程師檢測(cè)模板的安裝位置、接縫情況等,驗(yàn)收合格后方可澆筑混凝土。
2.3.4 混凝土施工
(1)本工程采用的混凝土全部在拌和站拌制而成,拌和時(shí)采用大型強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī),原材料的稱量采用電子秤,稱量前電子秤需經(jīng)過(guò)標(biāo)定,讀數(shù)偏差控制在0.1kg以內(nèi),拌和時(shí)混凝土的拌和時(shí)間持續(xù)90s,拌和后材料混合均勻且顏色一致,無(wú)離析泌水問(wèn)題,拌和完成的混凝土利用罐車運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng),運(yùn)輸時(shí)罐車混凝土的裝載量宜控制在2/3 容積,運(yùn)輸過(guò)程中罐車采用2.4r/min的速率持續(xù)攪拌。
(2)運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)后的混凝土澆筑施工前需核驗(yàn)混凝土材料,坍落度在180~200mm,澆筑采用泵送的方式,泵送的管道保持暢通,澆筑過(guò)程中大型橋梁構(gòu)件均采用分次、分層對(duì)稱澆筑的方式,小型構(gòu)件的澆筑可采用一次澆筑成型的方式,每層混凝土澆筑完成后采用插入式振搗棒振搗密實(shí),振搗時(shí)間持續(xù)45~60s,為避免澆筑振搗中出現(xiàn)漏漿問(wèn)題,澆筑過(guò)程中安排專業(yè)人員對(duì)構(gòu)件的模板、支架、鋼筋預(yù)埋件等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),保證其位置準(zhǔn)確,不發(fā)生位移與變形。
(3)每個(gè)構(gòu)件澆筑完成后需立即開(kāi)展養(yǎng)護(hù)工作,養(yǎng)護(hù)方式均采用灑水養(yǎng)護(hù)與覆蓋養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)周期持續(xù)7~14d,養(yǎng)護(hù)過(guò)程中待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%時(shí)方可拆除側(cè)模,拆模時(shí)輕拿輕放,避免對(duì)未完全成型的混凝土造成破壞,同時(shí)避免損壞模板影響其下一次使用,待模板拆除后繼續(xù)養(yǎng)護(hù)混凝土至設(shè)計(jì)強(qiáng)度。
(1)本工程梁體混凝土養(yǎng)護(hù)至設(shè)計(jì)強(qiáng)度后開(kāi)始預(yù)應(yīng)力張拉施工,預(yù)應(yīng)力張拉采用的主要機(jī)械有千斤頂與油壓表,使用前需通過(guò)標(biāo)定,張拉時(shí)采取兩端對(duì)稱張拉的方式,先從初應(yīng)力張拉至設(shè)計(jì)應(yīng)力的10%,再?gòu)埨猎O(shè)計(jì)應(yīng)力的70%,最后張拉至設(shè)計(jì)應(yīng)力的100%,張拉過(guò)程中注意觀察鋼絞線的變化,避免出現(xiàn)斷絲、滑絲等問(wèn)題,每個(gè)張拉階段持續(xù)2min 的持荷時(shí)間,以觀察預(yù)應(yīng)力的變化情況。
(2)預(yù)應(yīng)力張拉至設(shè)計(jì)應(yīng)力且無(wú)異常情況發(fā)生后,需在24h內(nèi)完成孔道壓漿施工,本次施工孔道壓漿采用真空壓漿的方式,采用的設(shè)備為抽真空泵、壓降泵,先利用真空泵將孔道內(nèi)的空氣抽出,使其維持在真空狀態(tài),再利用0.7MPa 的壓力持續(xù)壓漿,待另一側(cè)水泥漿液持續(xù)均勻冒出后壓漿結(jié)束,此時(shí)開(kāi)展封錨作業(yè)[4]。
(1)預(yù)應(yīng)力橋梁張拉結(jié)束后,橋梁整體結(jié)構(gòu)基本已經(jīng)施工完成,此時(shí)需要開(kāi)始鋪裝橋面并安裝橋梁伸縮縫。本工程伸縮縫安裝前先利用切割機(jī)切縫開(kāi)槽,切縫時(shí)沿著橋面兩側(cè)標(biāo)記的邊緣線開(kāi)始切割,開(kāi)槽的尺寸、位置與圖紙要求相一致,開(kāi)槽后槽內(nèi)的鋼筋混凝土利用風(fēng)鎬破碎挖出,并對(duì)槽內(nèi)的混凝土鑿毛處理。
(2)開(kāi)槽結(jié)束且槽內(nèi)清理干凈后,在槽內(nèi)安放尺寸為10cm×10cm,長(zhǎng)度為3m 的方木,方木的距離為3~5m,方木安放就位后利用小型機(jī)械將伸縮縫吊放至其上方開(kāi)始安裝,安裝時(shí)伸縮縫的中線位置與梁體中心線相對(duì)應(yīng),位置確定后將伸縮縫的鋼筋與梁體的預(yù)留鋼筋焊接在一起,焊接時(shí)采用對(duì)稱點(diǎn)焊,焊接長(zhǎng)度≥5cm,焊接完成后檢查伸縮縫型鋼與橋面的差距,將其控制在1mm以內(nèi)即可撤除鎖定夾具,開(kāi)始使用。
橋梁施工過(guò)程中最為常見(jiàn)的質(zhì)量通病就是裂縫,裂縫的發(fā)生主要位于橋梁墩柱、橋梁梁體等位置,裂縫的存在直接影響橋梁整體的穩(wěn)定性、美觀度,嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞,為避免橋梁裂縫問(wèn)題的發(fā)生,本工程施工過(guò)程中可做好以下3點(diǎn):
(1)橋梁混凝土澆筑質(zhì)量直接決定混凝土的性能,如澆筑效果不到位,則混凝土的密實(shí)度、強(qiáng)度均會(huì)明顯發(fā)生變化,因此,澆筑施工中要注意大體積混凝土的分層澆筑,控制混凝土的入模溫度,每層混凝土澆筑完成后必須充分振搗,保證梁體中預(yù)應(yīng)力管道附近、模板周圍不存在欠振、漏振的問(wèn)題,以保證混凝土的密實(shí)性。
(2)在混凝土澆筑完成后要及時(shí)按規(guī)范要求開(kāi)展混凝土的養(yǎng)護(hù)工作,養(yǎng)護(hù)時(shí)間過(guò)短會(huì)直接影響混凝土的強(qiáng)度,強(qiáng)度不足混凝土表面就容易出現(xiàn)裂縫。因此,養(yǎng)護(hù)時(shí)間要保持充分,同時(shí)養(yǎng)護(hù)過(guò)程中必須定期灑水,降低混凝土表面與混凝土內(nèi)部的溫度差,從而避免裂縫問(wèn)題的產(chǎn)生。
(3)要保證預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)的張拉效果,預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力過(guò)大或不足均會(huì)對(duì)橋梁性能造成影響,從而導(dǎo)致裂縫的發(fā)生,張拉時(shí)要嚴(yán)格控制應(yīng)力變化,使其滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求,從而降低裂縫出現(xiàn)的可能性。
(1)鋼筋與空氣中的水分接觸會(huì)導(dǎo)致鋼筋出現(xiàn)銹蝕問(wèn)題,而在橋梁結(jié)構(gòu)施工中鋼筋作為橋梁的主要材料,一旦發(fā)生銹蝕情況會(huì)直接造成橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的下降,如銹蝕情況嚴(yán)重甚至?xí)l(fā)生橋梁坍塌等重大安全事故[5]。本工程鋼筋銹蝕的防治主要為鋼筋表面防治與鋼筋銹蝕防治。針對(duì)鋼筋表面防治主要是施加保護(hù)層避免橋梁鋼筋直接與空氣接觸,同時(shí)降低混凝土中水分的含量;針對(duì)鋼筋銹蝕的防治主要是在鋼筋表面涂刷防腐涂料,或采用化學(xué)陰極保護(hù)法。
(2)本工程鋼筋銹蝕的防治主要從2方面入手,即鋼筋表面防治與鋼筋銹蝕防治。針對(duì)鋼筋表面防治主要是對(duì)鋼筋表面進(jìn)行保護(hù),施加保護(hù)層避免橋梁鋼筋直接與空氣接觸,同時(shí)降低混凝土中水分的含量,避免造成鋼筋銹蝕問(wèn)題的發(fā)生;針對(duì)鋼筋銹蝕的防治主要是在鋼筋表面涂刷防腐涂料,或采用化學(xué)陰極保護(hù)法,避免鐵銹的出現(xiàn),以達(dá)到防銹的目的。
橋面耐久性直接決定橋面的行車質(zhì)量,如橋面耐久性不足,則行車過(guò)程中容易導(dǎo)致橋面磨損出現(xiàn)坑槽問(wèn)題,從而引發(fā)安全事故,尤其是高速公路,車輛行駛速度普遍在100km/h 以上,一旦出現(xiàn)問(wèn)題后果不堪設(shè)想,因此,為保證本工程橋面的耐久性,在橋面施工中要嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量,同時(shí)施工中做好施工過(guò)程的控制,合理設(shè)置橋面的排水系統(tǒng),以避免橋面耐久性因雨水的侵蝕而降低,待橋面施工完成后安排檢測(cè)人員開(kāi)展檢測(cè)驗(yàn)收工作,不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的一律返工整改,直至滿足驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為止。
高速公路橋梁作為推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施,與國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展密切相關(guān),但在橋梁施工過(guò)程中會(huì)遇到很多技術(shù)問(wèn)題及施工質(zhì)量問(wèn)題,施工人員需要在建設(shè)過(guò)程中加強(qiáng)自身能力,做好對(duì)施工過(guò)程的管理,并進(jìn)一步吸收管理經(jīng)驗(yàn),不斷創(chuàng)新,為高速公路橋梁建設(shè)提供經(jīng)驗(yàn)與借鑒。