市政橋梁下部結(jié)構(gòu)的水中施工技術(shù)

郭寶君

北京建工土木工程有限公司 北京 100028

引言

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平大幅度進(jìn)步的影響下，使得國(guó)內(nèi)市政工程建設(shè)得到了顯著的進(jìn)步。因?yàn)槲覈?guó)地域廣闊，進(jìn)而擁有大量的江河，這就使得在實(shí)施市政道路工程建造的時(shí)候，極易遇到跨河橋梁工程，這個(gè)時(shí)候就需要施工人員充分的結(jié)合實(shí)際情況和需要來選擇最為適當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)來實(shí)施工程的建造，諸如：鋼板樁結(jié)構(gòu)，浮箱平臺(tái)施工技術(shù)，圍堰結(jié)構(gòu)建造等等，這些施工方法和技術(shù)都被切實(shí)的運(yùn)用到了水中橋梁工程的建造之中，但是市政橋梁工程的建造與其他類型的橋梁工程還是存在諸多的差別的，因?yàn)槭姓缆饭こ痰慕Y(jié)構(gòu)較薄并且長(zhǎng)度跨越較大，進(jìn)而以上闡述的各種施工技術(shù)和方法不適合使用在市政橋梁工程施工之中。

1 工程概況

廣雅大橋工程位于柳州市，橫跨柳江河，13#墩為主墩，承臺(tái)設(shè)計(jì)為啞鈴形，上下游各設(shè)置9根2.3m樁基礎(chǔ)。承臺(tái)底設(shè)計(jì)標(biāo)高為73.000m。廣雅大橋?yàn)樯舷掠魏拥理樦保捎诹掠我呀ù髩危食Ｋ槐３衷?7.5m左右，水流速度很小。橋位處河床基巖埋深很淺，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘探，表面覆蓋層厚度為0～5m，明顯的喀斯特地貌。河床覆蓋層自上而下為淤泥層、砂卵石層。目前樁基施工平臺(tái)及樁位布置如圖1所示。

2 排架及鉆機(jī)平臺(tái)搭設(shè)

水中基礎(chǔ)施工技術(shù)其實(shí)質(zhì)就是鉆孔灌注樁的形式，在水下實(shí)施孔洞的設(shè)置，在實(shí)施這項(xiàng)工作的時(shí)候，周邊的環(huán)境十分的惡劣，進(jìn)而在正式開始這項(xiàng)工作的時(shí)候，需要做好充足的安全準(zhǔn)備工作，并且需要對(duì)施工設(shè)備實(shí)施檢核，確保在施工中能夠正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。在針對(duì)樁基結(jié)構(gòu)排架實(shí)施設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以選擇長(zhǎng)度在五到七厘米的長(zhǎng)排架，所有的設(shè)置在河道中的網(wǎng)木樁結(jié)構(gòu)較小的一頭的直徑需要保持在不能低于十厘米的水平，并且需要從鉆孔樁的兩邊進(jìn)行嵌入，確保兩邊都設(shè)置兩排木樁，之后利用松木來當(dāng)做木樁結(jié)構(gòu)的主要支撐結(jié)構(gòu)。鉆孔設(shè)備可以放置在排架頂部結(jié)構(gòu)上。對(duì)方木實(shí)施安設(shè)的時(shí)候，務(wù)必要對(duì)鉆孔樁之間的間距進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且采用適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)孔樁實(shí)施加固。并且需要對(duì)走行方木實(shí)施安設(shè)，為鉆孔機(jī)的移動(dòng)創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)。

3 水中鉆孔樁施工技術(shù)

3.1 前期準(zhǔn)備工作

對(duì)于施工工作開展前的準(zhǔn)備工作來說，可以劃分為兩個(gè)部分，首先是施工物料，設(shè)備的準(zhǔn)備工作，其次是施工現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備工作。施工物料以及設(shè)備的準(zhǔn)備其實(shí)質(zhì)就是將施工中會(huì)使用到的各種類型的物料以及設(shè)備進(jìn)行前期的采買和儲(chǔ)備，并且需要由專業(yè)人員對(duì)施工設(shè)備實(shí)施檢查，保證設(shè)備正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。所有的施工物料的質(zhì)量都需要達(dá)到既定的要求，并且還要保證施工工作人員都具備一定的安全生產(chǎn)的意識(shí)，對(duì)施工中的各項(xiàng)技術(shù)都有所掌握，還需要全面的了解施工的方案，這樣才能遵照施工方案按部就班的開展各項(xiàng)施工工作。所有施工中涉及到的應(yīng)急資源也需要做好充分的準(zhǔn)備，為工程的施工工作創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)。

3.2 具體施工方法

（1）鋼管樁的制作及吊裝技術(shù)。鋼管樁結(jié)構(gòu)的建造需要利用到大量的鋼管物料，進(jìn)而我們需要對(duì)鋼管的質(zhì)量實(shí)施嚴(yán)格的檢核，確保所有的鋼管的質(zhì)量都達(dá)到既定的標(biāo)準(zhǔn)。再有，利用鋼管完成樁柱的建造，通常鋼管樁都是被安設(shè)在水下的，進(jìn)而需要在正式開始建造之前，需要對(duì)鋼管的長(zhǎng)度進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，之后按照計(jì)算的結(jié)果來準(zhǔn)備符合要求的鋼管，并且也需要對(duì)河床內(nèi)的土層的質(zhì)地實(shí)施分析，最終確定鋼管之間的間距。鋼管埋設(shè)的深度也是需要加以側(cè)重考慮的，鋼管樁焊接操作的結(jié)果務(wù)必要進(jìn)行嚴(yán)格的管控，吊裝技術(shù)需要確定準(zhǔn)確的準(zhǔn)吊點(diǎn)，并且需要保證吊點(diǎn)為雙數(shù)。

（2）插打鋼管樁技術(shù)。在運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)實(shí)施施工操作的流程為：首先需要將專門的打樁設(shè)備安設(shè)在準(zhǔn)確的位置上，并且將全站儀調(diào)節(jié)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)上，鋼管樁吊裝插打工序需要利用專業(yè)的震動(dòng)錘工具，在選擇震動(dòng)錘工具的時(shí)候，需要充分的結(jié)合鋼管樁結(jié)構(gòu)的規(guī)格，鋼管樁安設(shè)在水下之后，需要設(shè)置導(dǎo)向架來加以輔助，這樣能夠確保鋼管樁安設(shè)在指定的位置上。浮吊需要確保穩(wěn)定的保持達(dá)到水平的狀態(tài)，這樣在將鋼管樁實(shí)施安設(shè)的時(shí)候才不會(huì)發(fā)生傾斜的問題。震動(dòng)錘的工作時(shí)長(zhǎng)需要結(jié)合鋼管樁下沉的情況來加以衡量，一旦鋼管樁在外界作用力下不能持續(xù)下沉，這就基本上可以判定鋼管樁已經(jīng)達(dá)到了既定的要求狀態(tài)，雖然埋設(shè)到土層中的深度超出的既定的要求，但是這樣能夠促使鋼管樁能夠保持一定的穩(wěn)定性。

（3）在針對(duì)鋼管樁實(shí)施插打操作之前，需要對(duì)土層中的雜質(zhì)進(jìn)行清除，不然鋼管樁不能保持與土層形成完全的垂直，插打樁施工務(wù)必要保證不間斷性，并且對(duì)于施工的時(shí)長(zhǎng)也需要加以管控。鋼管樁在安設(shè)到土層之后，需要針對(duì)所有的鋼管樁實(shí)施找平，要確保全部的鋼管樁的頂層都處在同一個(gè)水平面上，在實(shí)施找平工作的時(shí)候，需要遵從高切低補(bǔ)的原則，找平工作的目的就是為了保證在頂層的鋼板的焊接位置的穩(wěn)定性。在針對(duì)鋼蓋板實(shí)施焊接操作之前，需要在樁柱頂層設(shè)置專門的鋼橋面橫梁結(jié)構(gòu)，各個(gè)橫梁之間的距離需要達(dá)到既定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，之后才能實(shí)施豎直梁結(jié)構(gòu)的安設(shè)，橫縱兩個(gè)方向的梁柱結(jié)構(gòu)的連接的目的就是促使橋梁結(jié)構(gòu)保持良好的穩(wěn)定性。

4 水中基礎(chǔ)的施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 護(hù)筒的制作與埋設(shè)

在施工工作的開展中，可以借助埋設(shè)雙護(hù)筒結(jié)構(gòu)的形式來找到護(hù)筒中鉆孔的準(zhǔn)確位置，整個(gè)護(hù)筒結(jié)構(gòu)最少需要兩個(gè)定型半網(wǎng)，所有的半網(wǎng)之間可以借助專門的螺栓來進(jìn)行緊固連接，利用鋼板來對(duì)最底層的護(hù)筒的底口實(shí)施加固操作。在正式安設(shè)護(hù)筒之前需要對(duì)護(hù)筒實(shí)施加工，所有的護(hù)筒之間的連接都需要利用螺栓來加以緊固。外層護(hù)筒的安設(shè)工作完成之后，才能確定內(nèi)層護(hù)筒的準(zhǔn)確位置，護(hù)筒的分支結(jié)構(gòu)也需要利用螺栓來進(jìn)行加固連接，需要針對(duì)螺栓的緊固情況實(shí)施嚴(yán)格的檢核，確保結(jié)構(gòu)能夠擔(dān)負(fù)內(nèi)外兩方面的載荷。

4.2 泥漿配備及鉆孔清孔

對(duì)于泥漿的密實(shí)度，實(shí)際重量以及護(hù)筒的結(jié)構(gòu)情況實(shí)施密切的觀察和檢核，鉆孔工具的運(yùn)轉(zhuǎn)效率需要結(jié)合所處地質(zhì)的情況來加以切實(shí)的額控制，對(duì)鉆機(jī)設(shè)備運(yùn)行效率實(shí)施切實(shí)的調(diào)控，這樣才能確保高效的成孔。由于水中的孔洞的條件具有一定的限制性，需要對(duì)質(zhì)量實(shí)施切實(shí)的暴恐。鉆孔操作務(wù)必要達(dá)到下面幾項(xiàng)要求：

（1）需要對(duì)造漿的工序的效率加以切實(shí)的管控，將規(guī)格較小的泥漿泵需要懸空設(shè)置在內(nèi)層護(hù)筒結(jié)構(gòu)上，之后從泥漿之中抽出來并且移動(dòng)到沉淀池中實(shí)施沉淀，在整個(gè)工序中，如果操作地點(diǎn)與河邊的距離不遠(yuǎn)，這個(gè)時(shí)候可以將泥漿池選擇設(shè)置在距離較近的河邊的位置。如果與河邊的距離較遠(yuǎn)，那么我們可以利用泥漿船來充當(dāng)沉淀池，之后將完成沉淀的泥漿灌注到泥漿孔洞之中來循環(huán)工作。因?yàn)檎麄€(gè)工序?qū)δ酀{的質(zhì)量具有嚴(yán)格的要求，進(jìn)而所有的泥漿成分的量都需要加以管控。

（2）在完成鉆孔操作后，需要安排專人在最短的時(shí)間內(nèi)將孔洞內(nèi)的雜質(zhì)進(jìn)行清理，確保孔洞內(nèi)的整潔度。在實(shí)施混凝土灌注操作之前，需要實(shí)施二次清理孔洞，務(wù)必要保證孔洞內(nèi)的清潔。

4.3 澆筑混凝土

因?yàn)樗禄炷辆哂杏捕却螅叻€(wěn)定性的特點(diǎn)，往往較普通混凝土提高一標(biāo)號(hào)。在灌注混凝土之前，首先應(yīng)嚴(yán)格核對(duì)配料單中水、骨料、摻合料、水泥以及其他外加劑來配合比，混凝土制作完成之后要及時(shí)注入孔中，并且在注入的同時(shí)不斷攪拌，攪拌的時(shí)長(zhǎng)需要結(jié)合實(shí)際情況和需要來加以控制。采用單導(dǎo)管水下灌注法灌注封底混凝土，封底混凝土厚度為3.5m，汽車吊轉(zhuǎn)動(dòng)移位灌注各個(gè)樁體，封底混凝土要求短時(shí)間灌注完成。

5 承臺(tái)施工

承臺(tái)施工采用鋼吊箱施工，鋼吊箱安排在外部場(chǎng)地焊接安裝后移運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地。之后開始進(jìn)入整體就位階段。啟動(dòng)千斤頂移動(dòng)收緊受力部件，使其各向受力均勻，拆除阻礙鋼吊箱下沉的部件，利用千斤頂控制下降速度，平穩(wěn)有序沉降，轉(zhuǎn)換千斤頂行程，不斷循環(huán)下沉，直至達(dá)到設(shè)計(jì)位置。安排有豐富水下焊接經(jīng)驗(yàn)的操作人員進(jìn)行水下焊接連接。之后進(jìn)行樁頭處理，鋼筋綁扎，灌注混凝土等步驟不再重復(fù)說明。

6 橋墩及蓋梁施工技術(shù)

橋墩與蓋梁本身并不是同時(shí)施工，而是分步施工，在此為避免使文章繁冗，特將此兩部分施工合為一處，橋墩施工應(yīng)先在平臺(tái)上進(jìn)行鋼筋綁扎，然后架立鋼模板，鋼模板需經(jīng)過強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性驗(yàn)算。鋼模板采用模板廠家事先定做加工而成的成品，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)組裝，螺栓擰緊，桿件拉緊，加固穩(wěn)定后，待相關(guān)人員檢查完畢后，進(jìn)行混凝土分節(jié)澆筑。

6.1 支撐體系設(shè)計(jì)

在本工程中，經(jīng)過Midas軟件驗(yàn)算選擇I40型號(hào)，采用抱箍這種受力結(jié)構(gòu)作為對(duì)其上模板及混凝土支撐型式，便于安裝但拆除費(fèi)力。本工程之所以采用這種材料基于現(xiàn)有材料的循環(huán)使用，比選方案還可以有穿心棒配合沙箱型式，這種支撐結(jié)構(gòu)在拆除時(shí)十分方便、快捷，能夠有效的提升工作的效率。槽鋼在施工時(shí)，會(huì)因?yàn)榭缇嗵螽a(chǎn)生撓度，長(zhǎng)期作用下去，會(huì)對(duì)施工造成影響，不利于施工質(zhì)量的保證，所以還需要用小圓木在鉆孔平臺(tái)的相對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行必要支撐。

6.2 模板制作

模板原材料采用加強(qiáng)竹膠板，小方木底模布置在槽鋼的相關(guān)位置，用豎向方木作為側(cè)模主楞，對(duì)蓋梁混凝土側(cè)壓力起到加固抵抗作用，底模間距以及側(cè)模間距要控制在一定范圍內(nèi)，后者要比前者大。在模板接縫處進(jìn)行密封處理，保障混凝土外觀。蓋梁模板定型制作后，為了使?jié)仓幕炷脸尚停怀霈F(xiàn)跑模、脹模、傾倒現(xiàn)象同時(shí)為了模板能夠抵抗混凝土產(chǎn)生的壓力，還要在模板外部進(jìn)行加固，加固材料為D50型號(hào)的鋼管，對(duì)拉螺栓拉緊。

7 結(jié)束語

市政橋梁水中基礎(chǔ)及下部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)因?yàn)槭┕きh(huán)境的特殊性而出現(xiàn)施工問題的案例有很多，所以相關(guān)施工人員在作業(yè)時(shí)，要避免此問題的出現(xiàn)，要將其全過程中的每一項(xiàng)施工步驟按要求落實(shí)到實(shí)處，確保橋梁施工順利如期完成。