公路橋梁基礎設計與施工技術問題研究

岳超

摘 要：在城市化水平不斷提升的過程中，公路橋梁建設規(guī)模不斷擴大。我國地質地形條件相對復雜，增加了公路橋梁建設難度。為了確保公路橋梁投入使用后的安全性及穩(wěn)定性，促進我國公路運輸事業(yè)的長遠發(fā)展，筆者依據自身多年的工作經驗，首先分析了公路橋梁基礎設計原則，然后闡述了公路橋梁基礎設計要點，最后探討了公路橋梁基礎施工技術存在的問題，并提出改進措施。

關鍵詞：公路橋梁;基礎設計;施工技術

中圖分類號：U445.55文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）22-0087-03

Abstract： In the process of continuous improvement of urbanization level， the scale of highway and bridge construction continues to expand. China's geological and topographical conditions are relatively complex， which increases the difficulty of highway and bridge construction. In order to ensure the safety and stability of highway bridges after they are put into use and promote the long-term development of highway transportation in China， the author first analyzed the design principles of highway bridge foundation， then expounded the design points of highway bridge foundation， and finally discussed the problems existing in the construction technology of highway bridge foundation， and put forward improvement measures.

Keywords： highway bridge;foundation design;construction technology

在現代公路橋梁建設施工過程中，要根據不同的橋梁類型采取合適的設計、施工方法。不同類型的橋梁結構狀態(tài)存在一定差異，因此，必須在準確掌握橋梁建設要求及不同類型橋梁應用特點的基礎上，科學設計橋梁結構，并在施工過程中注意施工技術的合理運用。當前，應用較為廣泛的橋梁結構有拱橋、懸索橋、梁式橋、鋼架橋及斜拉橋。拱橋的主要特點是結構單一，在建設過程中需要重點關注橋面高度設計。同時，拱橋對地形的依賴性比較大，在平原地區(qū)建設的施工時間相對較短，能在極大程度上節(jié)約建造的成本。而梁式橋的適應能力比較強，建設過程也相對簡單，外表美觀，一般應用于城市連接處跨度相對較低的地方。鋼架橋在應用過程中主要以鋼材為主，較少使用混凝土，造價成本相對較高，適用于經濟發(fā)達地區(qū)。斜拉橋的橋型比較美觀，可以充分應用于極大跨度橋梁建設中，在建造過程中，需要利用鋼索完成重點部分的固定作業(yè)，對施工技術要求較高[1]。在了解不同類型橋梁的適用條件后，需要從設計及施工兩方面保證橋梁建設質量。

1 公路橋梁基礎設計原則

在公路橋梁基礎設計過程中，需要遵循以下原則以提高公路橋梁設計水平。

第一，安全性原則。公路橋梁設計方案是否科學合理會直接影響后續(xù)投入使用后車輛行駛的安全性以及道路的使用壽命。因此，在設計時必須掌握關鍵設計工作的重點，采取有效的監(jiān)督管理機制，確保公路橋梁通車后行車的安全性。此外，公路橋梁的施工環(huán)境都比較復雜，存在一定的危險性，因此在設計時也要遵循安全性原則，保障施工人員的人身安全。

第二，生態(tài)性原則。近年來，我國生態(tài)文明建設水平不斷提升，人們的生態(tài)環(huán)保意識越來越強。在公路橋梁施工過程中，除了要保證施工質量，還要注意保護施工區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。在早期公路工程建設過程中，因為技術水平受到限制，建設人員環(huán)保意識不強，所以出現了一些不科學的土方工程，影響施工區(qū)域的地質結構，破壞道路周邊環(huán)境，不利于公路建設事業(yè)的長遠發(fā)展。因此，當前在公路橋梁基礎設計過程中，要注重保護公路橋梁周圍的環(huán)境，堅持可持續(xù)發(fā)展的原則，確保在施工過程中能及時采取措施降低施工過程對周邊環(huán)境產生的不利影響，提高公路橋梁建設的生態(tài)環(huán)保水平[2]。

第三，以人為本的原則。公路橋梁建設的主要目的是為人民服務的，在對公路橋梁基礎進行設計時，設計人員除了要確保公路橋梁能滿足交通運輸需求外，更重要的是要滿足人們對行車舒適性的要求。

第四，技術創(chuàng)新原則。科學技術的快速發(fā)展在極大程度上提高了人們生活的便利性。在公路橋梁施工過程中，充分應用信息技術、數字技術及智能化技術，可以提高整個工程管理工作的科學性及合理性。特別是數字化測繪技術的充分應用，可以為公路橋梁基礎設計工作提供準確的數據資料，有利于開展公路橋梁路線優(yōu)化設計及路線三維可視化設計等工作，提高公路橋梁基礎設計水平。

第五，計劃性原則。公路橋梁在建設過程中受自然地形及地質條件的影響較大，為了確保施工過程能順利進行，必須制訂有效的設計計劃。通常情況下，公路橋梁基礎設計工作主要包括初期設計、設計方案分析、設計修正以及設計審核等。因此，在訂定設計計劃時，需要結合不同的設計階段。初期設計主要是對公路橋梁工程的施工環(huán)境進行調查并完成初步設計工作。設計調查工作的任務相對較重，影響最終的設計結果。在公路橋梁基礎設計工作中，設計人員必須掌握施工現場的地質情況，開展全面而詳細的勘察工作才能及時了解不良地質區(qū)域并采取有效措施對這些區(qū)域進行處理。設計方案分析主要是根據獲取的地質資料與工程需求對設計方案進行評價，找出設計方案中存在的不足。設計修正是對設計方案中的問題進行修正和改進，提高設計方案的科學性，降低公路橋梁施工過程中的各種風險。設計審核是對最終確定的設計方案進行核查。

2 公路橋梁基礎設計要點

2.1 結構構造耐久性設計

為了提高公路橋梁結構設計質量，需要保證結構的耐久性。一般情況下，公路橋梁在建設過程中的工藝比較復雜，在實際施工及公路后期投入使用后，受自然環(huán)境、地震因素、人為因素以及車輛行駛因素的影響比較大。除此之外，橋梁工程的使用年限不斷增加，會導致施工材料性能受到一定影響，從而使橋梁工程的結構部位出現損傷。因此，在公路橋梁設計時，可選用新材料提升結構構造的耐久性。

2.2 提高構造配筋率

在公路橋梁施工過程中，混凝土裂縫是影響公路橋梁運行安全以及舒適性的重要隱患。在基礎設計工作中，需要根據施工實際情況適當增加鋼筋混凝土的保護層厚度與構造的配筋率。這樣能夠保護鋼筋材料，防止其受到侵蝕，從而提高混凝土結構本身的耐久性，防止混凝土結構出現裂縫問題對公路橋梁的安全性產生影響[3]。

2.3 表面鋪裝層防水設計

在公路橋梁施工過程中，為了防止表面鋪裝層出現質量問題，要重視防水設計工作。在選擇鋪裝層混凝土時，要使用C30以上等級的混凝土。在實際施工時，還要設置鋼筋網防止混凝土出現開裂問題。此外，在防水層設計工作中，除了要在頂面進行防水設計外，還要利用連續(xù)梁彎矩段提高防水效果。在對泄水管進行設計時，要考慮泄水管的細節(jié)構造，提升整個橋梁工程的防水性能[4]。

2.4 降低橋梁超載率

在公路橋梁實際使用過程中，車輛超載會對橋梁的使用安全及使用壽命產生極大影響。為了保證公路橋梁的運行安全，要在橋梁工程設計過程中合理設置公路橋梁的超載率。這就需要設計人員綜合考慮公路橋梁的建設等級以及該區(qū)域的車輛通行情況，設置最大荷載率。

3 公路橋梁基礎施工技術存在的問題及改進措施

3.1 公路橋梁基礎施工技術問題

3.1.1 公路橋梁基礎混凝土裂縫問題。混凝土裂縫是基礎構造物中常見的病害，產生裂縫的主要原因為：混凝土中水泥水化度、強度與外界溫度有著密切的關系，外界溫度過低，導致混凝土內部水分膨脹，體積變大引起裂縫。混凝土澆筑完成后，若養(yǎng)護不及時，容易導致混凝土中水分蒸發(fā)過快，使水泥水化反應失衡，導致混凝土收縮過快產生裂縫[5]。

3.1.2 公路橋梁承臺混凝土腐蝕問題。承臺一般所處位置在水底深處或土質惡劣的地基內，長期浸入在水中容易使承臺混凝土腐蝕，對橋梁的承重力產生威脅。

3.1.3 樁身穩(wěn)固性不足的問題。樁身穩(wěn)固性不足是由打樁施工過程中對地質情況調查不足、地基處理措施不科學引起的。如遇到軟土地基時，軟土地基處理措施雖然有多種，但由于軟弱土層深淺不一，含水量不同，需要依據勘查的數據選擇合理的處理措施。此外，在樁身澆筑過程中由于施工管理不嚴格，導致塌孔或者孔底存在沉渣等現象，使樁身質量不足。

3.1.4 在公路橋梁建設過程中，排水保護措施比較單一。部分施工單位因對施工質量把控不嚴格，使公路排水設計施工的深度都比較淺，而這容易使后期公路投入使用后出現排水不暢的問題[6]。

3.2 基礎施工技術要點

①在圍堰基坑開挖施工過程中，需要利用降水處理措施，防止基坑內存在大量積水而影響施工效率以及施工安全性。具體來說，可以向基坑內注漿以達到止水的目的。注漿過程中，需要根據具體情況確定注漿厚度，如果基坑周圍出現滲水及滲泥問題，要在與問題區(qū)域相距一定距離的區(qū)域進行注漿止水。基坑開挖至基坑底時要特別注意，坑底最后30 cm應由人工開挖，所以位置及深度測量工作要跟蹤開挖實時開展。人工挖除坑底30 cm后，不得使坑底暴露時間過長，應盡快開展10 cm碎石層墊層工序[7]。

②在鋼筋骨架制作過程中，應分節(jié)制作每樁鋼筋籠骨架，每節(jié)長度控制在9.0 m左右，在孔口處拼接完成。焊接鋼筋過程中，必須對焊接技術進行嚴格管理，防止出現焊接縫隙。待清孔工作完成后，利用大型機器完成吊裝作業(yè)，下放鋼筋籠，并盡快澆筑混凝土，防止塌孔。

③采取灌注基樁混凝土質量控制措施。做好施工準備工作，將混凝土坍落度控制在18～22 cm，緩凝時間15 h左右，利用一定型號的無縫鋼管澆筑混凝土，當導管距孔底0.3～0.4 m時，需要保證孔內混凝土厚度在2 m以上，并使導管埋入混凝土內至少1 m。為了防止鋼筋籠上浮，在澆筑過程中，必須使導管埋深控制在2～6 m。當鉆孔樁施工完成后，需要采用超聲波無破損檢測成樁質量，在特大橋施工中，可采取按總量的5%鉆取巖芯破損檢測，檢測合格則可進行下一環(huán)節(jié)施工，若不符合要求，則要立刻按照設計補救方法進行處理[8]。

④在墩臺及立柱施工過程中，需要從以下方面保證墩臺立柱施工質量。第一，對模板施工尺寸進行嚴格控制。模板施工尺寸決定了公路橋梁工程立柱、臺墩結構的體積，因此，在施工過程中需要對模板進行精確測量，并且要開展有效的質量驗收工作。第二，在混凝土施工時，需要重視控制混凝土澆筑質量。主要從混凝土下落高度及振搗位置兩方面出發(fā)，提高混凝土澆筑質量。對樁基柱混凝土澆筑施工時，混凝土的強度等級要在C25以上，保護層厚度在7 cm以上，并且要盡可能在雨季進行施工[9]。第三，立柱以及墩高度較高，需要對混凝土結構的垂直度進行精確控制，這樣才能確保模板支撐的牢固性。

4 結語

我國交通建設行業(yè)的發(fā)展速度越來越快，公路橋梁的建設力度也在不斷加大。為了保證公路橋梁的建設水平，必須重視公路橋梁基礎設計以及施工技術控制工作。這樣才能提高我國公路橋梁建設水平，保證公路橋梁的穩(wěn)定性，防止公路橋梁在投入使用后出現安全問題。在對公路橋梁基礎進行設計時，需要根據公路橋梁的建設等級及具體施工要求，加強穩(wěn)定性設計工作，提高工程的設計水平。在施工中，施工人員要將質量控制意識貫穿全過程，做到事前防范、事中控制，并掌握施工中常出現的質量問題，制定應對措施。基礎結構作為公路橋梁的承重部位，是公路橋梁后續(xù)施工的主要支撐物，設計、施工人員要從細節(jié)入手，保證橋梁基礎建設質量，奠定橋梁整體施工質量基礎，推動我國公路運輸事業(yè)的進一步發(fā)展。

參考文獻：

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