珠江路橋工程施工的幾點技術(shù)探討

朱太旺

(昆山市水利建筑安裝工程有限公司，江蘇 昆山 215300)

1 工程概況

昆山市珠江路跨婁江橋及道路工程位于昆山市珠江中路和珠江北路之間，是跨越婁江的重要通道(見圖1)。珠江路橋全長83.75m，橋?qū)?2m，為四跨17.65m+36m+10.4m+19.7m連續(xù)剛架拱橋。橋梁設(shè)置半徑1500m的豎曲線;P1、P4、P5號墩(臺)采用滑動板式支座，主墩P2、P3號墩處為拱腳與主墩結(jié)合處，采用固接形式。中跨結(jié)構(gòu)水平推力通過拱腿傳至下部基礎(chǔ)。橋面板均為實心混凝土梁，截面高度為0.84～1.24m。拱腿橫向分為六片，每片拱腿寬2.75m，截面高度為0.6m，主梁與拱腿均為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。P1、P4、P5號墩(臺)采用直徑1.0m鉆孔灌注樁，樁長30～40m;P2、P3號墩采用直徑 1.2m鉆孔灌注樁，樁長55.5m。

圖1 全橋立面

全橋灌注樁總長度1746m，全部埋設(shè)聲測管?，F(xiàn)澆混凝土5600m3，普通鋼材578t，預(yù)應(yīng)力鋼筋:90t。

2 幾個重點難點部位的施工方法

2.1 鉆孔灌注樁施工

為方便承臺及硬化層施工，我們采用筑島圍堰的方法施工。本工程施工難點在于單樁長、土質(zhì)差，多為粉質(zhì)黏土及砂土。為防止塌孔和縮徑，要求盡量縮短施工時間，但同時不能影響成孔質(zhì)量，一旦成孔后在下鋼筋籠和灌注混凝土階段就要盡可能搶時間。

2.1.1 施工機械配備

根據(jù)本工程地質(zhì)情況及工期要求，選用4臺GPS-1500型工程鉆機進行施工。

2.1.2 施工工序

灌注樁主要施工工序為:測量定樁位→埋設(shè)護筒→樁架就位→制備泥漿→鉆孔→清孔→鋼筋籠吊裝就位→二次清孔→灌注水下混凝土→拔除鋼護筒。

2.1.3 施工工藝

2.1.3.1 場地平整及平臺施工

因原河底清淤后標(biāo)高偏低，我們采用先填土至鉆機平臺再鉆孔，采用推土機平整壓實，上鋪墊1cm厚鋼板，作為鉆樁平臺，灌注樁施工結(jié)束以后再用挖機將填土區(qū)恢復(fù)至蓋梁底標(biāo)高－0.9m。

2.1.3.2 護筒制作、埋設(shè)

灌注樁護筒為鋼護筒，直徑為1.4m，高2.5m，頂高▽+1.5m;頂部及腰部設(shè)加強圈二道，護筒的埋設(shè)高出外河水位及地面30cm。護筒周圍夯填黏土，防水漏水。

2.1.3.3 樁架就位

樁架就位后用經(jīng)緯儀及鋼尺根據(jù)樁位中心點控制線進行鉆頭就位，然后用水準(zhǔn)儀及吊錘調(diào)整樁架的水平度及垂直度，再校核鉆頭位置，確保樁架水平、鉆頭鉆桿垂直并對準(zhǔn)樁位中心點。頂部的起吊滑輪緣、轉(zhuǎn)盤中心和樁孔中心三者應(yīng)在同一鉛垂線上，其偏差不得大于20mm，確保鉆孔垂直度誤差不大于1%。

2.1.3.4 鉆孔

開始鉆進時，進尺應(yīng)適當(dāng)控制，在護筒刃腳處，采取低檔慢速鉆進，使刃腳處有堅固的泥皮護壁，鉆至刃腳下1m后按土質(zhì)以正常速度鉆進，因本工程土質(zhì)較差，10m以下均為砂土層，鉆進時特別控制進尺速度，選用相對密度、黏度較大的紅土制作泥漿;同時加大腰箍并快轉(zhuǎn)慢進，以加強護壁。鉆孔過程中不斷檢測泥漿含量及含砂率，根據(jù)檢測情況調(diào)整泥漿比例，確保成孔質(zhì)量。

本工程各設(shè)置一個泥漿池及沉砂池，在每根鉆孔樁結(jié)束后，用挖機將沉砂池里的砂挖除運走，保證下一根樁正常鉆進。

2.1.3.5 清孔

成孔后，先用測繩檢查孔深。達到深度后停止鉆進，稍提鉆頭離孔底10～20cm空轉(zhuǎn)，并保持泥漿正常循環(huán)，清孔完畢、起鉆后，再用探孔器檢查孔徑、孔深，符合設(shè)計要求、經(jīng)監(jiān)理工程師認可后吊放鋼筋籠入孔。因本工程土質(zhì)差、含砂率較高，因此在吊入鋼筋籠后再進行二次清孔，直至泥漿比重小于1.04，含砂率小于4%為止。

2.1.3.6 鋼筋籠骨架制安

根據(jù)施工情況及吊裝設(shè)備情況分段制作鋼筋籠。鋼筋在現(xiàn)場加工，采用汽車吊及浮吊吊裝入孔就位。上下鋼筋籠采用單面電弧焊接成整體，為保證鋼筋保護層質(zhì)量，我們采用φ10cm預(yù)制混凝土圓形滾輪墊塊焊接在加強筋上。為盡可能縮短下籠時間，根據(jù)工程特點采用在現(xiàn)場焊接成型18m/節(jié)，直接縮短了起吊和接頭焊接時間。

2.1.3.7 混凝土灌注

混凝土澆筑采用導(dǎo)管法灌注，導(dǎo)管采用25cm快速接頭導(dǎo)管。導(dǎo)管使用前進行水密承壓和接頭抗拉試驗。導(dǎo)管下好后，保持導(dǎo)管底部至孔底間距25～40cm，混凝土采用輸送泵運輸入倉，料斗容量滿足初始容許最小埋深的要求，首批灌注混凝土的數(shù)量滿足導(dǎo)管初次埋置深度不小于1m，料斗首批貯量大于2.5m3。

灌注時嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋深，隨時用測繩測量孔內(nèi)混凝土面層高程，保持導(dǎo)管埋深在2～5m之間，并保持混凝土灌注的連續(xù)性。灌注樁施工頂高程高出設(shè)計高程50cm，以保證成樁的樁頭質(zhì)量。土方開挖后鑿除多余樁頭，使之達到設(shè)計高程。

隨著貨運量以及船舶運力逐年增加，建于北江上的5級樞紐船閘由于等級低和通過能力不足已成為北江運輸?shù)钠款i。2013年6月中旬開始，飛來峽、清遠水利樞紐船閘大量船舶排隊過閘的情況，經(jīng)多方協(xié)調(diào)和努力，最大限度挖掘船閘通過潛力，使船舶候閘時間有所縮短，但由于實際貨運量已遠遠超過船閘通過能力，每天有約300艘船舶在等候過閘，最多的時候候閘船舶超過500艘，候閘時間超過5天，嚴(yán)重限制了地方經(jīng)濟發(fā)展。北江沿線的船民怨聲載道，剛剛解決了北江塞船問題的交通主管部門又因樞紐船閘的船舶滯航問題被推上風(fēng)口浪尖。

2.1.3.8 樁基檢測

a.混凝土灌注樁施工混凝土共取樣126組，合格率為100%。

b.低應(yīng)變檢測合格率100%;高應(yīng)變檢測合格率100% ，聲測檢測合格率100%。

2.2 P2、P3主梁、拱腿結(jié)合處(三角區(qū))現(xiàn)澆混凝土施工

本工程的主梁和拱腿連接處(拱腿三角區(qū))為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，是整個工程最重要的部位。根據(jù)設(shè)計要求，為確保拱腿與主梁的整體質(zhì)量，要求混凝土一次性澆筑完成，不留施工縫。本部分施工難點在于主梁和主拱腿分為上下二層，空間狹小，鋼筋和波紋管布置密，立模、支撐和混凝土澆筑施工難度較大。拱腿立面如圖2所示。

圖2 拱腿立面

2.2.1 支架與模板

本部分結(jié)構(gòu)采用上下二層滿堂支架支撐。其中拱腿部位的支架搭設(shè)在下層地基硬化處理層上，滿堂式鋼管支架支撐;拱腿上部的主梁支撐則搭設(shè)在已完成的拱座蓋梁上和拱腿之間的加密臨時支架上，這樣就形成上下二層支撐。立桿頂端安裝可調(diào)托，根據(jù)受力穩(wěn)定計算，在頂托凹槽內(nèi)擱置間距為20cm的5cm×10cm方木或I14a工字鋼(拱腿三角區(qū))作橫撐，其上再安置底模。

主梁和拱腿的底模、側(cè)模、內(nèi)側(cè)模、端模均采用壁厚為1.5cm竹膠模板。該部分要求一次性整體澆筑，因此主梁和拱腿的模板一次安裝完成。為方便澆筑和振搗，在上層主梁底模上和下層拱腿的頂模上設(shè)計了一排50cm×50cm的臨時澆筑作業(yè)孔(天窗)和直徑φ10cm的臨時振搗孔，這樣既方便施工也保證了混凝土的質(zhì)量。

2.2.2 預(yù)應(yīng)力波紋管安裝

2.2.3 混凝土澆筑

為使P2、P3拱、梁結(jié)合處(拱腿三角區(qū))不出現(xiàn)施工縫、保證拱腿與板梁剛性連接的質(zhì)量，根據(jù)設(shè)計要求一次澆筑混凝土。下層拱腿的混凝土則通過橋面底模上的50cm×50cm天窗向下輸送;拱腿澆筑時因是弧形斜面作業(yè)面，所以特別注意拱腿頂模的反壓力問題，通過直徑10cm的臨時振搗孔振搗;待拱腿澆筑完成時立即進行“天窗”封堵，主梁的混凝土澆筑則采用分層分幅澆筑法。根據(jù)氣溫條件和混凝土初凝時間要求計算，采用每幅寬度5m、每層厚度為30～40cm的分幅方法。澆筑時為保證下模板支架受力均勻，則從中軸線向兩邊呈45°角推進。

2.3 鋼絞線張拉施工

本工程鋼絞線均采用φ15.2高強低松弛鋼絞線，其中每片拱腿里布三孔，每孔布15索，為單端張拉，張拉力為2930kN;板梁里上層布36孔，下層布32孔，每孔布12索，為雙端張拉，張拉力為2340kN。

2.3.1 張拉工序

鋼鉸線下料→穿束→上錨具→預(yù)拉→張拉→伸長量與張拉控制應(yīng)力復(fù)核合格→錨固→壓漿→封錨頭。

2.3.2 張拉施工

按設(shè)計要求，混凝土強度達到設(shè)計值90%時進行張拉。張拉使用的千斤頂和油壓表經(jīng)檢測部門標(biāo)定后方可使用。

張拉程序采用:0→初始應(yīng)力(0.1δcon)→1.0δcon(持荷載2分鐘)→錨固，為減少孔道摩阻等預(yù)應(yīng)力損失，采用雙控張拉工藝。預(yù)應(yīng)力張拉采用應(yīng)力控制，伸長值校核，實際伸長值與理論伸長值差值控制在±6%以內(nèi)。在同一截面多束預(yù)應(yīng)力筋張拉嚴(yán)格按“先下后上、先長后短、先中間后兩邊”對稱張拉。張拉由專業(yè)張拉隊實施，以保證張拉質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完成后，立即進行壓漿，孔道壓漿采用水泥砂漿標(biāo)號為M50，用活塞壓漿泵進行，由低處向高處送漿。

3 關(guān)健部位的質(zhì)量控制

3.1 鉆孔灌注樁

本工程地質(zhì)較差，主墩樁基全部在粉砂層中，56m樁長其中45m樁長在砂層里，含砂率達到90%，若要降到小于2%，鉆孔難度較大，為確保樁基質(zhì)量，我們購買優(yōu)質(zhì)黏土配制泥漿，同時用陶土粉和化學(xué)漿糊在現(xiàn)場進行配比試驗，得到最佳配比制漿進行護壁，每鉆一根樁都要進行二次換漿、清池;在下鋼筋籠時，為盡可能縮短焊接時間，防止塌孔，按常規(guī)鋼筋長度9m/節(jié)用鉆機起吊下籠即可，但本工程我們采用二節(jié)一組18m，先在現(xiàn)場焊接成型，再用20T汽車吊及浮吊吊裝入孔就位，由6節(jié)5個焊接接頭減少到3節(jié)2個焊接接頭，直接縮短了起吊和接頭焊接時間，從而確保樁基施工質(zhì)量。

3.2 P2、P3主梁、拱腿結(jié)合處(三角區(qū))

由于主拱腿及橋面板梁采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，且要求是一次性澆筑完成，施工難度加大，尤其下層拱腿施工難度更大，但為確保拱腿與橋面連接部位混凝土的剛性連接質(zhì)量，我們果斷采取一次性連續(xù)澆筑方式，不留施工縫。為保證振搗密實不漏振，在搭設(shè)支架支撐時，在拱腿處預(yù)留了工人作業(yè)空間，以便工人鉆進支架內(nèi)操作，當(dāng)拱腿澆筑完成時馬上將作業(yè)空間部分的支撐補上，以確保上部施工時的支撐強度。振搗則是在拱腿上臨時開設(shè)了間距為80cm的臨時振搗孔，尤其在拱梁結(jié)合處的部位，鋼筋和波紋管密布且在上面看不到內(nèi)部，很有可能振壞波紋管或者漏振，為保證質(zhì)量，我們選派了四個身材瘦小的工人鉆進鋼筋籠內(nèi)部進行作業(yè)，工人幾乎是趴在里面非常細心地慢慢振搗，每過半小時就換一班人輪流進去，盡管如此困難，我們也從未放棄，從而確保了工程質(zhì)量。

3.3 鋼絞線張拉

本工程拱腿部位和橋面主梁都需進行預(yù)應(yīng)力的張拉，拱腿有一定的拱度，也是全橋的受力中心，如果拉力不足會使全橋支承受影響，如拉力過度則會直接導(dǎo)致拱腿開裂，技術(shù)要求相當(dāng)高。為保證預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量，我們采用兩套設(shè)備兩邊同時對稱張拉，先拉中間一束然后同時張拉兩邊的兩束，嚴(yán)格控制速度，每片拱腿都標(biāo)志了兩個位移觀察點，密切注意拱腿的變化，張拉采用應(yīng)力控制為主和延伸率為輔的雙重控制標(biāo)準(zhǔn)，確保嚴(yán)格按設(shè)計要求進行。整個張拉非常成功，得到了設(shè)計單位的高度評價。

4 結(jié)語

工程的質(zhì)量管理主要包括抓住項目的主要部位和重點部位進行質(zhì)量控制。本項目通過對灌注樁、拱梁結(jié)合處和鋼絞線張拉三個重點、難點部位的質(zhì)量控制和技術(shù)控制，實現(xiàn)質(zhì)量管理目標(biāo)，在整個項目的工程施工質(zhì)量中起到了核心作用?！?/p>