跨河桥梁基坑开挖与承台和桥面施工工艺研究.pdf

交通世界TRANSPOWORLD1 工程概况某桥梁工程为跨河大桥，全桥分左右两幅，其中单幅的宽度为12.5 m。下部结构由桥台和桥墩组成，其中三根为圆柱墩，其余为矩形承台和空心薄壁墩。部分承台位于河滩和河道内，现场实测河道水位约为 1001.5 m，基坑开挖深度在5.08.1 m。本文重点对该跨河大桥基坑、承台以及桥面铺装施工工艺展开分析。2 跨河桥梁基坑开挖与承台和桥面施工工艺2.1 桥梁基坑开挖2.1.1 方案比选本工程为跨河大桥，基坑开挖采用的方法包括放坡大开挖、井点降水后放坡开挖以及钢板桩支护开挖。其中放坡大开挖的承台位于粉细砂层内，施工过程中可能遇到大量流沙，容易引起坍塌事故，加之开挖难度大、施工周期长，还可能增大机械故障的发生率，进而导致基坑开挖失败。钢板桩支护开挖基本不会受到地质环境的影响，施工速度快、安全可靠，缺点是造价高。经过研究后，最终决定在承台基坑开挖中，采用钢板桩支护开挖的方法。2.1.2 钢板桩施工要点1）清除场地表面的淤泥及杂物，然后用砂性土整平场地，经整平后地表高度要求高出河面1.0 m，之后利用机械碾压密实，此过程可以采用挖掘机碾压。压实后，在场地边缘设置护栏，避免施工人员坠河。按照图纸并结合钢板桩的尺寸，对边线放样并打设木桩。2）运至施工现场的钢板桩在使用前，要全面检验，明确钢板桩是否存在变形问题，锁扣内是否存在杂物等，经检测存在严重变形的钢板桩要做废弃处理，轻微变形的钢板桩，可按规范给出的方法矫正，直至达到施工要求为止。锁扣内的杂物要清除干净，随后向锁扣内注入适量润滑油，借此增强钢板桩的抗渗能力，使拔插更加顺利。3）钢板桩经过预处理后，可放置在平整的场地上，要避免存放时发生变形或是损伤。插打钢板桩时，可以使用打桩机，利用打桩机的液压钳将钢板桩吊起，借助重力使钢板桩铅垂，桩尖与地面保持 5.0 cm的距离，检测桩点是否与放样点对准，确认无误后，便可开始插打1。先插打角上的钢板桩并检测垂直度，偏差控制在2以内，随后按锁扣定位其余钢板桩。4）插打角桩时，要确保定位准确无误且角度垂直，无法满足要求时应重新插打，否则会对后续钢板桩的定位造成影响。保证首根钢板桩的插打位置准确，随后将其余钢板桩运至定位点，按照角桩的插打方法施工，打桩后检测钢板桩垂直度和平面坐标位置，达标后，方可插打下一根，以免造成误差累积，影响施工质量。2.1.3 开挖基坑1）本工程中，承台基坑采用逐层、分级的方式开挖。挖设首层前，要检测钢板桩的质量，确认无任何问题后方可开挖。基坑最大开挖深度为8.1 m，为提高作业效率，使用挖掘机作业，按设计要求确定分层开挖的厚度，每层控制在50 cm左右。分级开挖时，应从中心向两侧，以减少钢板桩的不均匀受力，避免局部变形。2）土体压力会对基坑开挖造成一定程度的影响，为使影响降至最低，避免出现工况验算外的土体压力，开挖后要将土方及时外运，堆土坑与基坑边缘的距离收稿日期：2023-02-11作者简介：祝武韬（1987），男，工程师，从事高速公路监理工作。跨河桥梁基坑开挖与承台和桥面施工工艺研究祝武韬（河北省交通建设监理咨询有限公司，河北 石家庄 050091）摘要：结合某桥梁工程项目，重点分析了跨河桥梁基坑开挖与承台和桥面施工工艺。研究表明，在跨河桥承台基坑开挖时，为确保开挖过程的安全，应做好钢板桩支护措施。承台施工阶段，要加强基底处理、钢筋绑扎、模板支设及混凝土浇筑等工作的质量控制，以进一步确保承台质量。同时，桥面铺装层施工时，要掌握相关工艺，避免出现质量问题。关键词：桥梁工程；基坑；承台；桥面铺装中图分类号：U445文献标识码：B167总657期2023年第27期（9月 下）不小于4.0 m2。当基坑开挖至设计标高前50 cm处，为适当缩减开挖厚度，防止因开挖厚度过大，发生超挖的问题。2.1.4 安装钢板桩支撑1）结合设计图纸的要求，安装钢板桩围檩支撑，具体包括围檩与内撑，布置于一层，在距离钢板桩顶2.5 m的位置处布设支撑。围檩选用工字钢，支撑选用钢筋，将围檩固定在钢板桩的内壁，用三角加劲板对钢板桩两端加固。2）对围檩型钢安装前，先布设临时的短型钢结构，为型钢的安装做支撑，短型钢可采取焊接的方式设置，就位后吊入围檩型钢至设计位置。安装就位后部分围檩型钢与钢板桩侧面会存在缝隙现象，此时可对有缝隙的区域焊接短型钢支撑固定。3）依据设计图纸的要求，安装钢板桩的内撑，用三角加劲板对围檩型钢和内撑接头位置焊接。施焊过程中，要严格按照规程操作，焊接完毕后，对焊缝的质量进行检查，若发现存在问题要及时返工。2.1.5 基坑二次开挖1）安装好钢板桩支撑并经过检查验收后，确认质量达标，便可对基坑二次开挖。按照开挖深度采用长臂挖掘机施工。2）基坑二次开挖深度应至承台设计底标高以下40cm，其开挖的方法与首次开挖基本相同，在此不做赘述。3）开挖的基坑底部要保持平整，坑底高差控制在5.0 cm以内。如果基坑出现渗水的情况，则应在适当的位置处，挖设排水沟和集水井。2.2 承台施工要点本工程中，承台位于河道内，其顶面与地下水位处于基本齐平的状态，当承台基础开挖完毕且质检合格后，便可施工承台，具体的施工技术要点如下：2.2.1 基底处理1）开展承台施工前，先组织人员对开挖完成的基坑进行检测，此过程要求参建各方均参与验收，经检验合格后将基底加以处理，凿除桩顶废渣，对多余的声测管切割处理，保持基底的干净整洁，确保无多余的混凝土残渣。2）承台主要采用钢筋混凝土浇筑而成，为确保基底的承载力满足要求，在完成验收清理工作后，在基底表面需要做硬化处理。对基地硬化采取浇筑混凝土层的方式，在浇筑阶段应注意做好排水工作，避免基底的积水问题，同时混凝土浇筑后应开展养护，保证混凝土的强度达到设计要求3。2.2.2 承台钢筋绑扎1）基底处理之后先要绑扎钢筋作业，本工程承台采用的钢筋入场前均要经过检测，入场后为避免发生锈蚀问题，应涂刷防锈油并按要求分类存储，避免钢筋质量的变化。2）钢筋绑扎使用前，应对钢筋的性能、尺寸、数量等进行复测，如与设计要求一致，再运送至施工现场组织安装、绑扎。3）本次施工所有的钢筋加工均在存储前完成，利用调直机、弯曲机等将其加工至设计尺寸、规格，之后入场存储并等待安装。在加工阶段，为确保作业的安全及质量，所有机械使用前要经过检查，避免出现故障。4）运送至现场的钢筋按照图纸要求，从内向外、从竖到横的方式进行绑扎，对主筋连接时应采取焊接的方式，且每个焊点应错缝处理。钢筋的绑扎位置应精确，最大偏差要求控制在1cm以内。2.2.3 支设模板承台钢筋骨架安装完成后，在外侧支立模板结构，为确保模板的安装质量，在安装前先要进行定位放样，并检测模板的质量、尺寸等，然后在模板内壁涂刷一层脱模剂，并按照要求的位置，从底部向顶部安装作业。由于本工程部分模板施工在水下作业，在模板安装阶段应注意做好保护措施，避免模板发生坍塌的情况，诱发安全事故。当模板安装就位后，安排人员对安装的质量进行检测，经检测合格后再浇筑混凝土。2.2.4 承台混凝土浇筑1）混凝土浇筑阶段，采用的混凝土标号为 C35，混凝土材料采取集中拌和再运输的方式，其运输方式使用专用的混凝土罐车4。运送至现场的混凝土检测其坍落度，要求控制在120160 mm，检测合格的混凝土再浇筑作业，整个浇筑过程一次成型，其间利用振捣棒对混凝土振捣密实。2）承台属于大体积混凝土作业，浇筑时宜分层施工，每层的浇筑厚度控制在30 cm以内。振捣时注意保持振捣棒与模板、预埋件的距离，控制在30 cm以上，避免对此类构件造成破坏。混凝土浇筑完毕后，按现行规范方法对混凝土养生，如覆盖塑料薄膜加洒水的养护方法，养护时间应不少于7 d5。2.3 桥面铺装施工桥面铺装层的质量对行车安全性和舒适性具有直接影响，因此，确保桥面铺装施工质量尤为重要。本工程上面层和下面层厚度分别为5.0 cm和7.0 cm。具体的铺装施工技术要点如下：2.3.1 界面处理工艺桥面铺装施工过程中，应采用铣刨工艺对桥面板加以处理，去除板面的浮浆、油污等杂物，避免对防水黏结层与混凝土面板的黏结性造成不利影响。铣刨后，可以使桥面板形成比较粗糙且整洁的界面。168交通世界TRANSPOWORLD1）按桥面板宽度并结合设备型号，对铣刨区域的跨度合理确定。需要注意的是，铣刨设备的作业速度，应与铣刨试验段的推进速度相一致。本工程中，要求桥面铣刨深度达到4.05.0 mm，下刀深度控制在7.08.0 mm6。2）依据工期要求，桥面铣刨采用并行作业，两次作业的重叠宽度应达到15cm左右，且搭接部分不得出现高差。铣刨时，若是桥面板存在不平的情况，则可用窄幅铣刨机开展补偿作业。3）为在原本的基础上，进一步加快施工一体化基层，桥面铣刨采用自卸式铣刨机，该设备能够自动完成铣刨残渣的清理。当铣刨面彻底干燥后，可以使用小型的清扫机和空压机清理表面，使界面保持清洁。4）桥面铣刨对环境温度没有太高的要求，只要气温达到5 以上，且无雨雪的天气基本可以施工。铣刨前，要检查桥面板，看是否平整，发现明显的凸起部位，可以通过人工的方式铲除。5）铣刨完毕后要及时检测，确保质量达标，防止铺装时，发生二次铣刨的情况，延误工期。铣刨后的桥面板如果有孔洞，要采取相应的措施加以修补。2.3.2 沥青混合料生产1）桥面铺装层的质量与沥青混合料的拌和质量密切相关，本工程混合料采用自动化间歇式拌和设备完成，以控制筛孔尺寸的方法，确保热料仓供料均匀。2）生产混合料的过程中，可对热料仓取样、抽检，以此来确认混合料的配合比，确保沥青用量的准确性。安排专人负责检查混合料，发现问题要查明原因，采取相应的措施解决处理，确保沥青混合料的质量达标。3）每天拌和结束后，要做好相关记录，计算出最佳的沥青用量，并在总量上对混合料加以控制。拌制时，要充分考虑矿粉及外加剂的掺入情况，掌握混合料的出料温度。4）定期检查拌和设备的相关部件，发现问题的部件应及时更换，存在磨耗的构件应加强维护工作。拌和期间应做好混合料的温度控制，改性沥青混合料的出料温度应控制在195以内，普通沥青混合料的出料温度应控制在190 以内，若出料温度过高，则应做废弃处理，不得用于桥面铺装层施工7。2.3.3 混合料运输1）沥青混合料装车时，为避免集料离析，可分三次装料，每倒入一次，车辆向前移动。运输车抵达桥面铺装现场后，应将混合料倒入摊铺机。2）运输混合料的过程中，可以采用覆盖的方式保温，以免混合料温度散失过快。车辆行驶时要避免颠簸，防止混合料离析。3）当运输到达摊铺现场后，要对混合料测温，并将离析和结块的混合料剔除，以免对摊铺质量造成影响。2.3.4 混合料摊铺与碾压1）选用带有自动找平装置的摊铺机摊铺沥青混合料，施工前要对基层全面清理，去除各种杂物，摊铺区域内禁止停放机械设备。2）摊铺阶段施工中，为确保面层的厚度满足设计要求，宜按照1.151.25的松铺系数作业，其间做好摊铺速度的控制，与拌和站混合料出料能力相匹配。摊铺机的作业速度控制在1.52.5 km/h，作业时不得急转弯或是急刹车8。4）当摊铺一定长度后，便可开始碾压。不同的阶段选用相应的碾压设备，确保摊铺层达到密实度和平整度的要求。3 结束语为确保跨河桥梁基坑开挖与承台和桥面施工质量，应加强基底处理、钢筋绑扎、模板支设及混凝土浇筑等工作的质量控制，确保施工人员能熟练地掌握施工技巧，并在实际工程中合理应用，使基础、承台以及桥面铺装层能够高质量完工。参考文献：1 李方旭，张晓栋，张彦，等.市政桥梁承台基坑开挖施工技术及安全保障措施以南通市江海大道东延工程为例J.工程技术研究，2022（1）：49-51.2 李冕，李思吟，袁航.深中通道伶仃洋大桥东锚碇基坑开挖数值模拟及施工技术研究J.公路，2021（10）：130-134.3 焦兵，王加彬，周益军，等.复杂地质深埋承台深基坑支护结构设计及施工技术研究J.建筑机械，2021（5）：30-33.4 张涛.珠三角滨海地区桥梁承台支护结构若干技术问题的分析与探讨J.广东公路交通，2020（6）：17-21.5 孙锋明.新沟河延伸拓浚工程新沟口桥主墩承台深基坑开挖及降排水方案J.江苏水利，2020（S2）：51-53.6 杨涛，童立元，李丹.基坑开挖卸荷引起的公路桥梁桩基变形受力响应J.建筑科学与工程学报，2020（5）：214-222.7 史婉珂.公路桥梁工程桥面铺装施工技术的应用分析J.交通世界，2019（24）：96-97.8 龚弦.高速公路桥梁桥面铺装施工控制技术研究J.黑龙江交通科技，2019（3）：96，98.169