高速公路橋梁深水樁基水中承臺施工技術

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【摘要】高速公路橋梁建設規(guī)模逐步擴大，水下施工環(huán)境復雜，明顯提升了橋墩施工難度，且在深水樁基與水中承臺中體現(xiàn)得更為明顯，深水樁基與水中承臺作為重要的組成部分，將對橋梁質量造成直接影響。對此，論文以高速公路橋梁為背景，針對深水樁基與水中承臺施工展開探討，提出可行的技術措施。

【關鍵詞】公路橋梁；深水樁基；承臺；技術要點

1工程概況

某大橋工程設置為75m+2×136m+75m連續(xù)剛構引橋結構形式，并有32m預應力簡支梁。基于施工現(xiàn)場的實際情況，針對不同結構做出合適的優(yōu)化，1號墩、9號墩均設計為圓端形實體形式，2號墩、8號墩均設置為圓端形空心橋墩形式?？紤]到工程要求，簡支下梁采取懸灌施工方式，即廠內(nèi)預制，將所得構件交由架橋機進一步施工，輔以鉆孔、現(xiàn)澆技術，順利完成鋼圍堰施工作業(yè)。

2水中樁基鉆孔平臺

在經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的背景下，橋梁建設規(guī)模隨之擴大。實際橋梁工程中，易出現(xiàn)深水中施工的情況，其對技術水平提出了極高的要求。臨時結構是構成施工平臺的關鍵部分，將對深水墩質量造成直接影響。

2.1鉆孔平臺結構設計

樁基成孔施工作業(yè)必須得到鉆孔平臺的支持，利用沖擊錘成孔后放入鋼筋籠，做好打設作業(yè)并完成澆筑施工。本工程中除了最為基礎的鋼管樁之外，還使用到了工字鋼（橫梁與分配梁）與貝雷架，形成穩(wěn)定的鉆孔平臺后，為后續(xù)的雙臂鋼圍堰施工提供基礎操作平臺。

2.2布置施工平臺

根據(jù)現(xiàn)場水文情況，設置合適的水中墩平臺，具體有：4#、5#墩所用平臺保持一致，規(guī)格為27.9m×24.3m，為滿足后續(xù)鋼圍堰施工作業(yè)要求，平臺邊距承臺邊3.5m處需采取加固措施，即設置鋼管樁，并通過焊接的方式將其穩(wěn)定連接于雙拼I36a工字鋼。本平臺中，分配縱梁使用的是20b工字鋼搭設，并為之敷設厚5～10mm的鋼板。工程施工中，鋼護筒定位需滿足精確性要求，使用到定位導向架，將其設置在平臺底層。

3水中樁基施工

工程經(jīng)驗表明，在整個橋梁工程的結構組成中，以深水樁基礎尤為關鍵，此環(huán)節(jié)將直接影響到工期與質量，因此，要靈活應用與之相適應的方法。

3.1放樣

本工程中使用到4臺沖擊鉆，將其置于鉆孔平臺的指定位置，隨后精確測量樁高程，確保樁位放線精度，要求橫、縱向偏差控制在許可范圍內(nèi)；后續(xù)施工中及時檢測樁中心與高程2大指標，為使其符合要求，需在與中心相距2m的4個方向上分別設置護樁。

3.2下放鋼護筒

以12mm厚的鋼板為原材料，經(jīng)特定工藝制作后形成鋼護筒，相較于樁徑，該結構內(nèi)徑應比其略大20cm。緩慢下放鋼護筒，在此之前需設置導向架，調(diào)節(jié)好具體位置，與水面的間距以50cm為宜，隨后下放鋼護筒后并基于焊接的方式將其與工字鋼穩(wěn)定連接。

3.3泥漿鉆孔

施工現(xiàn)場設置泥漿池，要求位置應臨近鋼護筒，準備足夠的造漿黏土，控制好鉆孔泥漿頂高程，相較于外部水應高出2.0m，并要滿足泥漿壓力超過靜水壓力的要求。工程經(jīng)驗表明，施工中易出現(xiàn)孔壁坍塌現(xiàn)象，在持續(xù)性孔隙滲流之下，將在孔壁上產(chǎn)生泥皮。對此，需要做好鉆機就位前的準備工作，確保各配套設備的性能足夠良好。注重安裝工藝，向護筒中置入鉆錐，要求鉆機足夠穩(wěn)定。合理調(diào)節(jié)鉆錐位置，使其與樁孔中心達到完全共線狀態(tài)。不同鉆孔階段的方式存在差異，初期應以小沖程開孔的方式為宜，待進入正常鉆進作業(yè)時，需轉變?yōu)榇鬀_程，并及時排渣。

3.4鉆進質量檢測

持續(xù)鉆進并到達指定深度后，技術人員全面檢查鉆進質量，諸如孔徑、孔深等，形成質量檢查表，轉交給監(jiān)理工程師審核并簽字。為確保檢測結果精確性，傾斜度等參數(shù)的檢查都要使用到檢孔器。通過置換的方式處理孔中大密度泥漿，并向其中注入低密度泥漿。

3.5鋼筋骨架的制作和安裝

在指定加工廠內(nèi)有序完成鋼筋籠制作，通過自制平板車將其轉移到施工地點。成孔檢驗且通過后，在吊車的輔助下將鋼筋骨架置入樁孔中；為避免骨架變形等問題，需為之設置墊塊，要求豎向間距為2m。在吊放過程中，遵循的是緩慢下落的原則，不可與孔壁發(fā)生撞擊現(xiàn)象，待到達指定高程后，需輔以固定措施。

3.6圍堰拼裝和下放

結束圍堰塊段的固定作業(yè)后，便要將與之相鄰的部分吊裝至拼裝平臺上，大致位置處在固定好的圍堰塊段壁板上，在該處通過焊接的方式設置接口板，將其與圍堰板準確對接，隨后再展開后續(xù)圍堰的拼裝作業(yè)。結束底節(jié)圍堰拼裝后，對精軋螺紋鋼進行調(diào)節(jié)，使其達到相對收緊的狀態(tài)。提升底節(jié)圍堰，要求超出拼裝平臺的距離達到20cm，延長精軋螺紋鋼，確保底節(jié)圍堰能夠有效地下放到水面，并達到水面自浮的狀態(tài)【1】。圍堰接高作業(yè)時，需要遵循的是按編號對稱的方式，結束拼裝后再全面檢驗施工質量，諸如焊縫質量、安裝精度等。此后，合理調(diào)節(jié)圍堰入水深度，若僅憑圍堰自重無法達到該效果，可采取向壁倉內(nèi)灌水的措施。

3.7澆筑水下混凝土

基于泵送的方式展開澆筑施工作業(yè)，在此之前的試驗工作必不可少。較特殊的是首批混凝土，此部分需基于剪球法處理。施工中，在漏斗下口處設置隔水球，經(jīng)一段時間后漏斗中將含有足量的混凝土，便可將球體鐵絲剪斷，使混凝土能夠快速地下落并在短時間內(nèi)到達孔底，要求導管處于完全被包裹的狀態(tài)。應注意的是，首批混凝土灌注施工時，要求導管埋深至少達1m，并持續(xù)施工作業(yè)。伴隨澆筑作業(yè)的持續(xù)推進，需逐步提升導管，并及時將上一節(jié)導管拆下，使混凝土處于持續(xù)性流動狀態(tài)。

4承臺施工

4.1鋼筋和模板

以設計圖紙為指導，綜合考慮現(xiàn)行行業(yè)規(guī)范，完成鋼筋與模板的施工作業(yè)，確定合適的間距，有序放置冷卻管。結束承臺鋼筋綁扎后，以設計要求為準，做好墩身外邊線放樣工作，將其準確呈現(xiàn)于承臺頂面鋼筋處，隨后在墩頂完成支立作業(yè)。考慮到本次臨時支撐體系的基本特點，有必要預埋補強鋼筋與預埋鋼板，將二者分別置于承臺頂，要求各個承臺頂?shù)匿摪鍞?shù)量均為8塊。組合鋼模板是順利完成承臺施工作業(yè)的關鍵，在混凝土澆筑之前，需處理套箱拉桿孔，使其被有效填堵。此舉主要目的在于抵御水位的漲落，避免套箱壁滲水現(xiàn)象。

4.2混凝土的澆筑

若缺乏合理的控制措施，混凝土易出現(xiàn)傾斜并離析的現(xiàn)象，因此，需要在套箱周邊分別安裝4套溜槽，并連接串筒（控制好與混凝土頂面的距離，具體應≤2m）【2】。承臺施工中需使用大量混凝土材料，遵循的是由一側逐步向另一側轉移的工藝流程，要求不可出現(xiàn)相鄰2層澆筑間隔時間過長的問題，否則會對整體澆筑質量造成不良影響。結束混凝土澆筑施工后，做好養(yǎng)護工作，使用透水土工布覆蓋，并及時向結構面灑水，有效避免裂縫現(xiàn)象，且養(yǎng)護時間至少要達到7d。

4.3承臺混凝土的溫度控制

4.3.1冷卻管的安裝及冷卻為滿足承臺降溫要求，需向其中置入冷卻水管，該材料為準32mm鑄鐵水管，彼此形成的水平與垂直間距均要達到1.5m。靈活運用鋼筋骨架與支撐裝置，確保冷卻水管處于穩(wěn)定狀態(tài)，以免在后續(xù)灌注時出現(xiàn)水管變形等問題。承臺澆筑之前做好準備工作，要求冷卻水管處于通水循環(huán)狀態(tài)，不可阻塞。平臺上增設水箱，在潛水泵的作用下達到向水箱中持續(xù)性注入清水的效果（即從施工現(xiàn)場抽取河水），通水冷卻時間至少達到14d。

4.3.2測溫管的布置承臺平面需滿足對稱性原則，在對角線處設置適量測溫管，在其作用下可獲得入模溫度、混凝土以及管進出水的溫度。為確保檢測結果的精確性，各測點的測溫管數(shù)量以3根為宜，分別利用冷卻管經(jīng)特定工藝加工而得，各自與承臺頂面間距不盡相同，分別為h/4、h/2、3h/4（h為承臺高度）。相較于測點的設置，測溫管埋深應比該值略大50mm，并采取加塞處理，以有效消除外界氣溫的不良影響【3】。結束澆筑后，隨即向鋼管中裝水，定期檢查鋼管下部混凝土溫度。分析各深度的溫度情況，求得各點的溫差值?；炷辽郎貢r，檢測工作間隔時間以2～4h為宜，待后續(xù)降溫時，則以8h為間隔時間進行檢測，并獲得現(xiàn)場大氣溫度。針對各測溫孔采取編號處理，明確其內(nèi)部與表面溫度情況。

4.3.3注漿封孔完成通水冷卻作業(yè)后，需要及時封孔，此環(huán)節(jié)水灰比以0.4～0.45為宜，引入的是活塞式壓漿泵?？紤]到冷卻管道較長的特點，要求壓漿壓力≤1MPa。結束壓漿作業(yè)后，關閉出漿口，將壓力維持在0.5MPa水平，保持此狀態(tài)的時間至少達到2min，通過此方式能夠確保施工質量。

5結語

綜上所述，大橋深水施工中影響因素錯綜復雜，關于樁基與承臺的施工作業(yè)，需從現(xiàn)場地質、水文情況出發(fā)，選擇合適的技術，注重對細節(jié)的管理，全面確保樁基與承臺施工質量，給橋梁的整體性能提供保障。

【參考文獻】

【1】彭寅.復雜地質深水大直徑樁基施工技術[J].黑龍江交通科技，2019(8):124-125.

【2】陳鵬.高速公路橋梁深水樁基及水中承臺施工要點分析[J].價值工程,2016(14):149-151.

【3】何清舉.深水樁基施工關鍵技術研究[J].能源與環(huán)保,2017(12):247-250.

作者：徐杰 單位：中交二公局第三工程有限公司