对桥梁工程中深基坑及高墩台施工技术的讨论

　　摘要：我国高速公路的快速发展，使得桥梁成为公路建设中相当重要的一部分。本文从深基坑施工技术和高墩台施工技术两个方面进行了讨论。
　　关键词：桥梁施工；深基坑；高墩台
　　
　　
　　一、深基坑施工技术
　　（一）工艺流程
　　工程与支护桩施工→降水井降水→土方开挖至第一道环梁底→第一道环梁施工→养护→第一道环粱下方范围土方开挖至第二道环梁底→第二道环梁施王→养护→土方开挖至坑底→人工清槽→垫层→地基与工程桩头处理→降水井降水→底板施工→底板与钻孔桩间土方回填，做换撑板带→拆除第二道环粱→地下二层结构施工→外壤与钻孔桩间土方回填，做换撑板带→拆除第一道环梁→地下一层结构施工→回填土。
　　（二）基坑支护
　　1、为基坑施工提供足够的作业面；
　　2、不影响基坑周围环境正常运行；
　　3、快捷、经济，尤其是支护结构的变形，不得引起坡顶土体严重开裂，不对附近房屋及地下管线构成威胁影响正常使用。
　　打桩方法为间隔跳打，严格控制成桩质量。水下浇筑混凝土时，保证桩身混凝土质量达到设计强度。水平环梁支撑模板采用木模，在加工场进行预加工，根据图纸尺寸进行放大样，保证了加工尺寸准确。环梁侧模用的主龙骨横钢管根据环梁半径弯曲成型。环梁半径较大时，主钢筋采用直钢筋；小环梁半径较小，对主钢筋进行弯曲成型。大小环梁相切处的连接封闭箍筋预先放置，避免了两个环梁主钢筋绑扎完毕后无法放置的情况。混凝土作业采用各层水平支撑系统整体连续浇注，未留置施工缝。浇筑完成及时覆盖浇水养护，以确保混凝土的强度。
　　（三）基坑降水
　　基坑开挖前，需将坑内的地下水位降低并排除，使坑内土体在基坑开挖时，通过排水固结达到一定强度，提高坑内土体的水平抗力，减少基坑的变形量；增强基坑底部稳定性，减少坑底土体的隆起。基坑降水采用管井+渗井方式，降水早于基坑开挖前15—20天开始。降水过程中对临近建筑物和地下管线的安全进行观察监测，同时在坑外地面设回灌井，必要时应采取回灌措施，确保周边建筑物安全。
　　（四）基坑围护施工
　　基坑四周设直径800mm混凝土灌注排桩围护结构，桩间距1．0—1．2m，转角部位局部加强。围护桩采用旋挖钻机成孔，导管法水下浇注混凝土成桩。钻孔施工时，为减少对邻桩的干扰，保证成桩质量，采用隔三打一的办法施工(即每隔三根桩施工一根桩)。冠梁将围护桩连接成整体排架，使全体围护桩形成共同受力体系，抵抗外部土体或围岩侧向荷载。围护桩施工完成后，立即进行冠梁开挖和桩顶混凝土凿除清理，围护桩主筋锚人冠梁，冠梁采用与围护桩同标号混凝土现场浇注，浇注时同时安装预埋钢板，满足下部钢支撑安装需要。土方开挖后围护桩间采用喷锚支护，防止桩间土体掉块。
　　（五）钢板桩的吊运插打与合拢
　　钢板桩检查合格后，运至工地，按插桩顺序堆码最多允许堆放4层，每层用垫木隔开高差不得大于10mm，上下层垫木中线要在同一垂直线上，允许误差不得大于20mm。安插钢板桩使用高架索道对钢板桩进行水平和垂直运输，将钢板桩运至指定位置，然后运用两个吊钩的吊起和放下，使钢板桩成垂直状态，脱出小钩，移向安插位置，插入已就位的钢板桩锁口中。起吊前，锁口内嵌填黄油沥青混合料。箍紧钢板用的弧度卡箍，待插入锁口时逐个解除。
　　（六）抽水堵漏
　　钢板桩插打完，即可抽水开挖。设计有支撑的围堰，先支撑再抽水，并检查各节点是否顶紧，板桩与导框间木楔是否敲紧，防止因抽水而出现事故。抽水速度不能过快，且要随时观察围堰的变化情况。当锁口不紧密漏水时，用棉絮等在内侧嵌塞，同时在漏缝处撤大量木屑或谷糠，使其由水夹带至漏水处自行堵塞。桩脚渗漏时采用在桩脚处填筑土袋、填充水下砼的止水方法，若桩脚渗漏是因河床透水引起的，则采用向透水层压注水泥砂浆或采用水下砼封底的方法止水。
　　（七）基坑开挖与内衬施工
　　内衬为钢筋混凝土环形结构，采用逆作法施工。基坑开挖按照“对称、分区、平衡、限时”的原则进行，分层厚度同内衬分层高度（3m/层）。采用“岛式开挖”，即先对称分区开挖周边6m区域内土方，后开挖中心土方，各区开挖的先后按照内衬分段的施工顺序确定。开挖完周边土方后，立即施工内衬体系，在施工内衬的同时开挖中间区域土方，待上层内衬混凝土强度达到设计强度的80%以后再开挖下一层周边土方，如此循环直至基底。基坑从上到下按阶梯形开挖。
　　为了使基坑开挖有良好的干施工条件，每层土方开挖前启动坑内降水井抽降坑内地下水，保证坑内水位处于开挖面以下0.5m。开挖过程中采用信息化施工工艺，对监测数据进行及时反演分析，得到支护结构的内力，并反演土体等效力学参数。根据结构内力和变形判定基坑所处的安全状态。同时，根据土体等效力学参数预测下一施工步的结构受力和变形。另外，利用前期的实测变形数据用多步滚动预测方法可以对基坑未来的变形做出超前预报，并针对施工反映出的危险信号提出调整施工参数建议，从而确保基坑开挖施工的安全。实践证明，信息化施工是施工、设计单位及时了解结构物安全状态、适时调整施工工艺、保证工程安全的有力手段。
　　（八）施工注意事项
　　1、施工降水不宜过快，降水过程中应加强周边建筑物、管线和地表沉降监测。土方开挖必须在水位监测指导下进行。
　　2、施工过程中注意基坑周边用水管理，加强管线渗漏情况观测，切断基坑周边水源补给途径。若放线坑壁有渗漏隋况，应查清原因，切忌盲目注浆堵漏。
　　3、在施工中应严格控制基坑周边堆载，基坑周边2m范围内严禁堆载，基坑周边1．4倍坑深范围应控制堆载。
　　4、土方开挖必须与支撑架设同步施工，按设计要求分层开挖，严禁超挖和掏底开挖。开挖段的长度必须根据基坑深度和坡度合理确定，不宜过长。当基坑挖至设计标高后，必须马上浇筑垫层混凝土，进一步减少基坑变形值。底板混凝土必须在5—7d内完成，相应结构层施工及时跟上，以建立永久的受力平衡体系，从根本上控制住基坑变形。
　　5、加强施工监测，掌握边坡的稳定状态、安全程度和支护效果，以便随时调整设计参数及基坑施工方案，确保基坑安全可靠。
　　二、公路桥梁高墩台施工技术
　　（一）液压滑模施工技术
　　液压滑模施工的原理是利用爬升式千斤顶提升模板及工作平台，随着混凝土的浇注，不停向上滑动的原理施工，在薄壁空心高墩台的施工中，具有机械化程度高、施工速度快、施工占地面小、用材省、劳动力消耗少、工程成本低等优点。但也存在工作技术性强、须有专业技术工人操作、外观不美观等缺点。
　　1、液压滑模施工顺序
　　（1）滑模要根据图纸进行设计，包括内模、外模、平台、支撑、吊架、千斤顶的布置及操作柜的合理放置。
　　（2）在墩台上按照轴线放样组装模板、平台，安装设备并进行检查。
　　（3）钢筋安装好后进行混凝土浇筑，混凝土要分层，则每层30cm左右，一层一层向上浇筑。
　　（4）模板等混凝土达到0.3MPa左右，即用手触有硬感时向上每次按5cm的行程滑动。按照绑钢筋，浇混凝土滑动模型的方法循环不断作业。
　　（5）混凝土养生时可在工作平台上放一水包，围住混凝土周围用细PVC管做滴管，并利用水包里的水滴水养护。
　　（6）在正常温度下，滑升速度为30cm／h左右，工人分班作业，做好交接记录。
　　（7）若遇特殊情况，混凝土浇筑工作不能连续进行时，则应使千斤顶每隔1h左右提升1次，以免混凝土与模板黏接。继续浇筑混凝土之前，须对施工缝进行处理。
　　2、滑模施工注意事项
　　（1）根据《公路工程质量检验评定标准》规定，墩台竖直度偏差不应超过墩台高度的0.2％，且不超过20mm。因此，在正常施工中，每滑升lm就要进行一次中心校正。滑升中如发现偏扭，应即刻查明原因并进行纠正。纠正的方法一般是将偏扭一方的千斤顶相对提高2cm-4cm后逐步纠正，每次纠正量不宜过大，以免产生明显的弯曲现象。
　　（2）控制操作平台的水平度也是滑模施工的关键技术之一，因为操作平台如发生倾斜，将导致墩台扭转和滑升困难。为避免平台倾斜，平台上材料堆放要均匀，并应注意混凝土浇筑顺利，还要经常进行观测和调整。具体做法是用水平仪观察各千斤顶高差，并在支承杆上划线标记千斤顶应滑升到的高度。在同一水平面上的千斤顶，其高差不宜大于20mm，相邻千斤顶高差不宜大于10mm。
　　（二）高墩台翻模施工技术
　　1、工艺原理
　　高墩塔吊翻模的施工工艺，即是采用塔吊提升大块钢模的方法进行施工。将工作平台支撑于钢模板的牛腿支架或横竖肋背带上，以塔吊提升工作平台和模板，施工人员在工作平台的上下层进行模板的装、拆、扎筋、浇、捣、测等作业。墩柱模板均采用厂制定型的大块钢模，每套三节，节高3.0m；除墩底9m一次浇筑外，以上按6m+3m的循环交替翻升作业。第三节混凝土灌注完成后，提升工作平台，拆卸并提升第一二节模板至第三节上方，安装校正后，浇筑混凝土，依次循环至完成。
　　2、工艺特点
　　高墩翻模的施工工艺克服了高墩滑模、爬模的缺点，吸取了滑模、爬板的优点，把施工作业平台和模板分成两个独立的体系，克服了滑模施工要求的连续性、施工组织的复杂性及混凝土外表质量差的不足，解决了爬模形成施工平台困难等问题。
　　高墩塔吊翻模的施工工艺比高墩液压翻模的施工工艺更先进。高墩液压翻模的施工工艺容易使墩身产生较大的水平及竖向接缝，且液压平台提升过程中容易发生偏扭、偏斜过大等弊病，造成提升平台过程中套管倾斜、顶端混凝土拉开、墩身的垂直度及几何尺寸的控制偏差较大的缺点。而高墩塔吊翻模的施工工艺既能很好地确保高墩的线型和混凝土的外观质量，又能确保施工的安全，提高了工作效率。
　　3、适用范围
　　广泛适用于公路和铁路高墩大跨径桥梁的矩形、圆形、圆端形等不变坡空、实心高墩身的施工，也适用于高塔柱等超高混凝土构筑物的施工，对施工场地狭窄、运输困难的作业场所尤为适用。
　　4、高墩翻模的施工流程
　　高墩翻模施工的工艺流程为：施工准备→绑扎安装钢筋→翻模组装→安装内外作业平台→安装安全防护系统→灌注混凝土→养护→绑扎安装钢筋→拆除底节6m模板及工作平台→底节模板升至四节段→模板翻升循环施工至墩顶。
　　（三）钢筋的安装方法
　　高墩台施工时受力主筋一般为Ф25mm左右的螺纹钢，常用的方法是利用螺纹套筒连接钢筋，其特点是速度快，但成本高。一般不用搭接焊，搭接焊速度慢，成本高，质量不好控制。钢筋绑扎每次只能绑扎到和模板相同的高度，随着模板的滑升逐步绑扎，为施工方便，竖向钢筋每段长度不宜过长，钢筋接长时，在同一断面内钢筋接头截面积不能超过钢筋总截面积的50％。可采用电渣压力焊，其原理是将两根钢筋安放成竖向对接形式，利用焊接电流通过两钢筋断面间隙，在焊接层下形成电弧过程，产生电弧热和电阻热后熔化钢筋，再施加一定压力后完成焊接，焊剂要选通过ISO9000认证的产品，焊剂的保存要防潮，操作员要持有专业证件，保证焊接质量。其特点是焊接速度快，成本低，质量控制容易。
　　1、电渣压力焊接头，应逐个进行外观检查。在进行力学性能实验时，应从每批接头中随机取3个试样做拉伸试验。
　　2、四周焊包凸出钢筋表面的高度应大于等于4mm。
　　3、钢筋与电极接触处，应无烧伤缺陷。
　　4、接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的0.1倍，且不得大于2mm。外观检查不合格的接头应切除重焊，或采取补救焊接措施。
　　5、3个试件的抗拉强度均不得小于该钢筋规定的抗拉强度。
　　6、电渣压力焊钢筋接头在进行弯曲试验时，须将四周焊包凸起部分打磨平，再进行弯曲试验。焊缝应处于弯曲中心，弯心直径和弯曲角参照闪光对焊接头指标进行检测、控制。取样频率同拉伸试验。电渣压力焊在目前的技术标准和规范中，对弯曲试验还没有要求，我们只是对这种焊法进行验证。观察其物理性能是否达到要求，电渣压力焊的接头应逐个进行外观检查。
　　（四）施工机械的选择及混凝土配合比设计
　　若桥是直线桥或弯度较小，桥头地形适宜，安装缆索是最常用的方法，覆盖面大，成本低。若为弯桥，选用汽车吊或塔吊。塔吊的选择可根据塔吊的覆盖面具体布置。若为滑模施工可利用工作平台而不用搭设工作支架。若为翻模则需搭设工作架。混凝土的进料由于每次用量少，最好用索吊或吊车运料。如用混凝土泵运料时，则要保证泵管不碰模板，以免影响模板的稳定。
　　高墩台多为薄壁空心墩，壁厚常设计为60cm~80cm之间，要求混凝土和易性好，石子应选用0.5cm~3cm碎石，坍落度应控制在5cm~7cm之间，为了外面光滑，一般不掺减水剂。滑模施工时混凝土强度达到0.2MPa~0.5MPa即可向上提升模板，若强度过高，则模板与混凝土之间产生黏接，滑升困难，易发生拉裂和掉角现象。翻模施工时，拆模时间为混凝土终凝后，确保拆模不使混凝土黏模及缺边掉角，为加快进度，可掺加早强剂。
　　（五）高墩台施工的安全控制
　　在安全方面要加强以下几点：
　　1、安全网必须挂，防止高空落物；
　　2、安全带必须系，防止工人干活时坠落；
　　3、加强用电安全管理，安装漏电保护器；
　　4、在雨季施工时须做好河道防洪工作；
　　5、各类操作人员必须按操作规程操作；
　　6、安全员要随时检查，发现安全隐患要及时排除；
　　7、做好工序衔接和作业时间管理，避免工序不连贯导致模板坠落等事故的发生。

《对桥梁工程中深基坑及高墩台施工技术的讨论》

本文由职称驿站首发，您身边的高端学术顾问

文章名称： 对桥梁工程中深基坑及高墩台施工技术的讨论

文章地址： https://m.zhichengyz.com/p-18830