橋梁下部結構和基礎的環保設計與施工

熊美玲

(江西省宏發路橋建筑工程有限公司，江西 南昌 330029)

1 橋梁概況

某橋梁全長526 m，橋面坡度設計為1.2%。橋梁設計行車速度為100 km/h，橋梁為雙向6車道，設計安全等級為一級。橋面總寬度為42 m，護欄(0.5 m)+行車道(19.5 m)+護欄(0.5 m)+間隔帶(1 m)+(0.5 m)+行車道(19.5 m)+護欄(0.5 m)。經過勘察，橋梁施工位于山區，施工周圍地形復雜，植被茂密，線路縱坡比較多，施工過程中，可能對周圍的環境造成影響。因此在設計的時候，必須嚴格按照破壞最小、恢復最多的原則進行環保設計，確保橋梁設計可以保護自然、恢復生態環境的效果。橋梁的主墩和過渡墩采用薄壁墩，橋梁基礎采用鉆孔灌注樁。

2 橋梁下部結構設計

2.1 橋墩設計

橋梁下部結構設計為分離式路基，為了降低施工成本，橋墩采用圓柱橋墩，減少開挖土方量。圓柱橋墩承受著橋梁上部結構的荷載和車輛荷載。由于橋梁施工現場地形結構復雜，淺層存在軟弱土層，在施工前，需要將軟土進行處理，用換填法和強夯法，將軟土挖出來，填上強度比較大的砂土，用強夯法將其夯實達到施工的強度標準才能施工。34#～36#主橋墩設計為混凝土橋墩，橋墩厚度為4.5 m，橫向寬度為8 m，縱向寬度為4.5 m，并設計8根φ2.4 m鉆孔灌注樁。由于橋頭位置地勢比較陡峭，采用圓柱橋墩，需要開挖大量的土方，因此，將其設計為柱式橋墩。

2.2 橋臺設計

由于施工區域地形復雜，為了將路基下檔與橋臺進行承接，將其設計為U型橋臺。橋面總寬度為42 m，橋臺分幅設計，每一個橋臺寬22 m，高24 m。考慮到地基基礎的持力層穩定性能不好，承載力比較低，為了減少邊坡開挖，部分橋臺基礎為承臺樁基礎，承臺基礎為兩層臺階式鋼筋混凝土基礎，基礎頂面距離地面的距離為0.2 m，每一層的厚度為0.95 m，上層平面尺寸為6.48 m×21.7 m，下層平面尺寸為6.86 m×22.4 m。

2.3 雨水處理系統設計

公路橋梁運行環境復雜，車輛運輸過程中可能將重金屬、碳氫化合物等物品殘留在橋面，雨水天氣將順著橋面直接流入到排水溝或者周圍的溪流，造成嚴重的水污染。因此，需要設置雨水收集以及處理系統，將橋面徑流雨水收集并進行處理。雨水處理系統包括橋面泄水孔、格柵蓋、三通管、橋下的PVC管道以及橋墩豎直管道。橋面的雨水通過橫坡直接匯聚到橋外，通過泄水孔、三通管進入到橋下的三通管道進入到橋下PVC管道，經過路面截水溝過濾，最終進入到環保處理池，對雨水進行沉底、隔離處理，直到符合標準后，才能排放到河流。

3 橋梁下部結構和基礎施工

3.1 橋梁樁基施工要點

橋梁下部采用圓柱橋墩和鉆孔混凝土灌注樁，其中圓柱橋墩的施工方法比較簡單，本文主要探討鉆孔灌注樁施工。鉆孔灌注樁施工流程如下：測量放樣—→埋設護筒—→配置泥漿—→鉆孔—→成孔及清孔—→制作鋼筋籠—→第二次清孔—→灌注混凝土。在施工過程中，必須嚴格遵守鉆孔混凝土灌注樁的施工工藝流程。埋設護筒的時候，必須將護筒中心線與樁基中心線重合，其平面誤差不能超過50 mm，傾斜度小于1%。鉆孔是鉆孔灌注樁施工的重點，直接關系到成孔質量。在鉆孔過程中，開始鉆進的速度較慢。直到鉆頭全部進入土層后才能加速鉆孔。在鉆進過程中，還要及時校整鉆孔的垂直度，防止鉆機出現傾斜現象。遇到堅硬巖石或者孤石，立即停止鉆進，評估后采用合適的方法鉆進。鉆孔深度達到設計的要求后，需要對孔深、孔徑、垂直度進行檢查，檢查合格后需要進行清孔。灌注樁需要進行二次清孔，第一次清孔是鉆孔成型后，需要及時將孔內的砂漿清出來，可以利用鉆頭將砂漿帶出來一部分，采用正循環旋轉鉆機或者反旋轉真空吸泥機進行清孔。清孔結束后，需要檢查孔底的沉渣情況。第二次清孔是在灌注混凝土前，以免影響到混凝土樁的質量。由于灌注樁比較長，將其分段制作鋼筋籠，鋼筋籠制作后，采用吊裝的方式將其吊放到孔洞中，在吊放的時候，需要對準孔洞保持垂直，避免下放過程中碰到孔壁，導致孔洞倒塌，鋼筋籠無法下放。鋼筋籠吊放到預定位置后，用鋼絲繩將其固定下來，防止鋼筋籠出現上浮現象。鋼筋籠下放成功后才能安放導管和清孔。混凝土通過導管進行灌注，灌注需要一次完成，中間不能停止，否則混凝土容易出現斷樁現象，導致混凝土灌注樁質量不合格，當導管混凝土灌注到設計標高，停止灌注混凝土，并開始將導管拆除。

3.2 橋梁承臺施工

承臺施工前，按照設計圖紙進行測量，確定承臺的邊線和中心線，并做好主筋的位置。鋼筋加工制作后運輸到現場后進行綁扎，必須滿足相同斷面鋼筋接頭的相關要求。按照承臺施工要求，安裝模板，橋梁承臺面積比較大，采用分層澆筑方式，模板支撐結構必須達到混凝土澆筑的要求。確定模板支撐結構、預埋件合格后，才能澆筑混凝土。由于承臺的高度比較大，需要采用串筒以及溜槽進行澆筑，以免造成混凝土材料散落。混凝土采用連續澆筑，澆筑過程中，還需要用振搗棒進行振搗，減少混凝土材料中的氣泡孔洞。

4 結束語

橋梁的下部結構與基礎結構關系到橋梁上部結構的安全性、耐久性以及車輛行車的安全性。在設計和施工過程中不僅要保障結構的安全性、經濟性，還要考慮環保，減少橋梁結構施工對周圍環境的影響。在施工過程中，必須嚴格按照施工工藝流程，和設計規范，確保橋梁施工質量。