合璧津高速公路土建四標(biāo)項(xiàng)目中承臺(tái)施工工藝及優(yōu)化技術(shù)研究

任年佳

（中鐵十九局集團(tuán)第一工程有限公司，遼寧遼陽(yáng) 111000）

0 引言

高速公路建成后，可改善沿線地區(qū)交通條件，對(duì)周邊地區(qū)的人口、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)等結(jié)構(gòu)都有顯著的優(yōu)化、促進(jìn)作用[1]。在此背景下，人們對(duì)高速公路橋梁的建設(shè)提出更高的要求，其中承臺(tái)作為橋梁的主要組成部分，其施工工藝與施工質(zhì)量直接關(guān)系到高速公路橋梁的安全性和穩(wěn)定性。

1 高速公路承臺(tái)施工工藝概述

1.1 承臺(tái)施工的定義和重要性

承臺(tái)是樁與柱、墩的連接部分，其作用是將幾根或數(shù)十根樁、柱、墩組合形成樁基礎(chǔ)。按照高度的不同，可將承臺(tái)分為高柱承臺(tái)和低柱承臺(tái)。對(duì)于低柱承臺(tái)而言，通常需要將其全部或部分埋設(shè)在地基當(dāng)中；而高柱承臺(tái)則需要呈現(xiàn)在地面或水面之上[2]。因此，高柱承臺(tái)主要出現(xiàn)于碼頭和橋梁工程中，低柱承臺(tái)則在工業(yè)建筑和民用工程中應(yīng)用。此外，由于承臺(tái)能夠起到增加建筑支撐面、提高建筑安全性和穩(wěn)定性的作用，因此其在建筑工程項(xiàng)目中屬于重點(diǎn)施工內(nèi)容，是保證建筑施工質(zhì)量的重要結(jié)構(gòu)之一。

1.2 高速公路承臺(tái)施工的一般流程

高速公路承臺(tái)施工中需要注意以下四點(diǎn)：第一，根據(jù)土層性質(zhì)，可采用分臺(tái)階放坡開挖的方式進(jìn)行基坑施工。第二，當(dāng)?shù)叵滤惠^高或滲透性很強(qiáng)時(shí)，應(yīng)利用井管、排水管開展降排水施工，以確保基坑作業(yè)環(huán)境良好和施工安全。第三，淺水墩承臺(tái)可采用編織袋裝土圍堰筑島的方式進(jìn)行施工。第四，對(duì)于相鄰公路段、河堤段的承臺(tái)施工，應(yīng)在基坑開挖后及時(shí)進(jìn)行防護(hù)[3]。高速公路承臺(tái)的具體施工流程如圖1 所示。

圖1 高速公路承臺(tái)施工流程

1.3 承臺(tái)施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)要求

第一，在承臺(tái)施工過(guò)程中，基坑以機(jī)械開挖為主、人工開挖為輔。第二，在破除樁頭、樁基無(wú)損檢測(cè)合格以后才能開始承臺(tái)施工。第三，鋼筋在鋼筋場(chǎng)中加工成型，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)綁扎成承臺(tái)骨架后設(shè)置冷卻管。第四，模板用大塊鋼模拼裝成型，利用鋼管、對(duì)拉螺栓等對(duì)模板進(jìn)行加固。第五，利用吊車、溜槽、汽車泵等將混凝土入模，在強(qiáng)度達(dá)到80%后，對(duì)基坑采用砂礫石進(jìn)行回填。第六，承臺(tái)混凝土為大體積混凝土，施工中需采取降低混凝土入模溫度、設(shè)置冷卻水管等措施，確保混凝土的內(nèi)在質(zhì)量[4]。

2 承臺(tái)施工工藝的現(xiàn)狀分析

2.1 常規(guī)承臺(tái)施工工藝的特點(diǎn)和局限性

常規(guī)承臺(tái)施工工藝的特點(diǎn)和局限性，可從高柱承臺(tái)和低柱承臺(tái)兩個(gè)方面予以體現(xiàn)。

首先，高柱承臺(tái)能夠滿足大型道路工程中的橋梁建設(shè)要求，但是其適用范圍較為局限，且成本投入較大，導(dǎo)致高柱承臺(tái)只在大型道路工程項(xiàng)目中出現(xiàn)；其次，低柱承臺(tái)能夠應(yīng)用于中小型道路工程，建設(shè)成本小于高柱承臺(tái)，是目前多數(shù)道路工程中常用的土建施工工藝，但容易受到施工環(huán)境的限制，且施工時(shí)間較長(zhǎng)[5]。

2.2 現(xiàn)有承臺(tái)施工工藝的優(yōu)缺點(diǎn)分析

優(yōu)點(diǎn)：高柱承臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)是施工較為方便，無(wú)須在特殊環(huán)境下施工，墩臺(tái)圬工數(shù)量大幅度減少；低柱承臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性高，投入較少。

缺點(diǎn)：高柱承臺(tái)的缺點(diǎn)是投入較大，穩(wěn)定性小于低柱承臺(tái)；低柱承臺(tái)的缺點(diǎn)是需要在特殊環(huán)境下施工。

2.3 承臺(tái)施工工藝的創(chuàng)新和改進(jìn)方向

由于承臺(tái)施工工藝對(duì)于高速公路的建設(shè)非常重要，所以承臺(tái)施工工藝的創(chuàng)新和改進(jìn)方向?yàn)椋簻p少承臺(tái)的現(xiàn)場(chǎng)施工流程，提高承臺(tái)的施工效率、施工質(zhì)量，以及穩(wěn)定性和安全性[6]。

3 承臺(tái)施工工藝優(yōu)化技術(shù)研究

3.1 承臺(tái)施工工藝優(yōu)化的理論基礎(chǔ)

由于承臺(tái)采用大塊鋼模板澆筑混凝土，屬于大體積混凝土施工，因此常規(guī)的陸地承臺(tái)可采用機(jī)械放坡開挖、人工配合的方式進(jìn)行施工；而對(duì)于高等級(jí)公路附近或放坡受限的承臺(tái)而言，則可以采用鋼樁、挖孔樁或槽鋼等進(jìn)行防護(hù)；同時(shí)，對(duì)于水深在2m 以內(nèi)的承臺(tái)而言，可以采用草袋圍堰進(jìn)行施工[7]。

3.2 承臺(tái)施工工藝優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)

首先，承臺(tái)基坑開挖需要按設(shè)計(jì)坡度進(jìn)行放坡；超過(guò)5m 的深基坑要制訂專項(xiàng)支護(hù)方案，且審批手續(xù)齊全；按施工規(guī)范鑿除樁頭，沖洗干凈并整修樁頭連接鋼筋；基樁埋入承臺(tái)長(zhǎng)度及樁頂主鋼筋錨入承臺(tái)長(zhǎng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。施工材料為C15 和C20 混凝土，采用φ12mm 以下的鋼筋，承臺(tái)底筋根數(shù)=（平面尺寸-保護(hù)層厚度）÷間距+1，如果結(jié)果是小數(shù)則直接向前進(jìn)一位。其次，承臺(tái)施工工序優(yōu)化如圖2 所示。最后，施工參數(shù)為：承臺(tái)混凝土的澆筑條件是樁基混凝土強(qiáng)度超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%；為了保證承臺(tái)與樁基接縫處的施工質(zhì)量，在進(jìn)行承臺(tái)混凝土澆筑前，需要在接樁、混凝土強(qiáng)度超過(guò)2.5MPa 時(shí)，人工鑿除接樁混凝土表面的水泥浮漿和松散層，并用高壓水槍進(jìn)行清洗；承臺(tái)混凝土澆筑前還要在水平施工縫處鋪設(shè)厚度為1～2cm 的1∶2 水泥砂漿，以保證承臺(tái)接縫處的混凝土質(zhì)量良好[8-9]。

圖2 承臺(tái)施工工序優(yōu)化

承臺(tái)施工設(shè)備為：挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)、自卸車、平地機(jī)、灑水車、小型打夯機(jī)、重型壓路機(jī)。此外，承臺(tái)各施工部位誤差必須在原有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上控制在一定的范圍內(nèi)，具體如表1 所示。

表1 承臺(tái)各施工部位誤差控制范圍

3.3 承臺(tái)施工工藝優(yōu)化的實(shí)踐案例分析

3.3.1 鋼筋安裝

承臺(tái)鋼筋在鋼筋場(chǎng)彎制成半成品，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行綁扎。承臺(tái)鋼筋按設(shè)計(jì)和規(guī)范進(jìn)行焊接、綁扎成骨架，鋼筋網(wǎng)片之間利用架立鋼筋焊接牢固，做到上下層網(wǎng)格對(duì)齊、層間距正確，并確保鋼筋的保護(hù)層厚度達(dá)標(biāo)。

3.3.2 模板安裝

安裝模板前放出承臺(tái)設(shè)計(jì)邊線，模板安裝完成后再進(jìn)行校核。模板全部采用大塊鋼模板，利用起重機(jī)在基坑內(nèi)逐塊組拼，要求表面平整、支撐牢靠、接縫嚴(yán)密，并保證模板強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性合格。混凝土初凝后，開始對(duì)混凝土進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，條件允許的情況下進(jìn)行圍水養(yǎng)護(hù)，并采取承臺(tái)頂面覆蓋措施，防止陽(yáng)光直曬，并定時(shí)檢查混凝土測(cè)溫點(diǎn)溫度，記錄環(huán)境氣溫、混凝土表面溫度，確保混凝土內(nèi)外溫差不超過(guò)20℃[10]。

4 承臺(tái)施工工藝優(yōu)化效果評(píng)價(jià)

4.1 承臺(tái)施工工藝優(yōu)化前后的對(duì)比分析

承臺(tái)施工工藝優(yōu)化前后的對(duì)比分析如表2 所示。

表2 承臺(tái)施工工藝優(yōu)化前后的對(duì)比分析

4.2 承臺(tái)施工工藝優(yōu)化的原則

第一，遵循節(jié)約資源和可持續(xù)發(fā)展的原則；第二，貫徹“十分珍惜、合理利用土地和切實(shí)保護(hù)耕地”的原則；第三，遵循科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理的原則；第四，遵循引進(jìn)、創(chuàng)新、發(fā)展的原則；第五，遵循安全設(shè)施與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)使用的“三同時(shí)”原則[11]。

5 承臺(tái)施工工藝優(yōu)化的可持續(xù)發(fā)展方向

5.1 環(huán)境保護(hù)和資源利用

從環(huán)境保護(hù)方面進(jìn)行分析，在實(shí)際施工過(guò)程中，降低施工材料及施工設(shè)備對(duì)周圍環(huán)境的破壞與污染，進(jìn)一步貫徹綠色環(huán)保的社會(huì)發(fā)展理念，確保承臺(tái)施工工藝發(fā)揮作用的同時(shí)，滿足《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01—2014）、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 3650—2020）等標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范的要求；從資源利用方面分析，將無(wú)法應(yīng)用于其他高速公路建設(shè)施工的材料進(jìn)行二次利用，降低高速公路項(xiàng)目的成本投入，同時(shí)精減后期清場(chǎng)項(xiàng)目與時(shí)間，或?qū)U棄的施工材料采取二次加工的方式應(yīng)用到承臺(tái)施工當(dāng)中，開發(fā)其可循環(huán)利用價(jià)值[12-13]。

5.2 節(jié)能減排和減少浪費(fèi)

節(jié)能減排和減少浪費(fèi)可從優(yōu)化后的施工工藝及施工工序中體現(xiàn)出來(lái)。高速公路土建項(xiàng)目中承臺(tái)施工工藝單項(xiàng)節(jié)能減排和減少浪費(fèi)的效果相對(duì)較小，但是若將其結(jié)合到整體項(xiàng)目中分析，將是一筆巨大的收益[14]。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，作為連接重慶合川和四川安岳的合璧津高速公路，通過(guò)此次高速公路的土建四標(biāo)項(xiàng)目中承臺(tái)施工工藝及優(yōu)化技術(shù)研究，了解高速公路承臺(tái)施工工藝，分析承臺(tái)施工工藝的現(xiàn)狀和承臺(tái)施工工藝優(yōu)化技術(shù)，從實(shí)際角度出發(fā)，提出承臺(tái)施工工藝優(yōu)化效果評(píng)價(jià)和承臺(tái)施工工藝優(yōu)化的可持續(xù)發(fā)展方向，突出此次研究的主要內(nèi)容，并完善研究。未來(lái)，要加強(qiáng)實(shí)踐內(nèi)容的分析與研究，進(jìn)一步提升承臺(tái)施工工藝及優(yōu)化技術(shù)水平。