框架桥顶进施工预防扎头的质量控制

刘永波

(河北省秦皇岛路桥建设开发有限公司)

1 框架桥顶进过程中发生扎头现象的原因

顶进法施工的框架桥，底板与框架为一个整体。在顶进施工中框架桥因为下方地质情况不尽相同发生框架桥体微倾，并随着施工的进行而以扎头现象表现出来。顶程长且未采取有效措施时都可能发生扎头现象。发生扎头现象得不到及时处理必然超过设计及规范要求甚至影响正常使用。当顶程较长时也提供给我们调整框架桥形态的时间距离也长，所以只要采取有效的方法，顶程较长的顶进框架桥一般在到位后均可满足施工规范要求。因此在了解框架桥可能发生扎头现象的原因，并预先做了处理，这样框架桥到位后不至于出现超标的现象。根据现场实际调查分析，扎头可能出现的部位及原因为以下几方面。

(1)施工处地质承载力无法达到设计承载力是可能出现扎头现象的原因之一。因此，施工中要注重地质报告并在开挖过程中要随时注意土质变化及地基承载力的检测。顶进通道断面前后土质差异很大，框架桥就会在这个地方因受力不均而容易产生扎头;当土质为砂质土或软弱土时发生扎头现象可能性很大，因此这种地质就必须先期采取措施，为以后的工作减小难度。当地质情况一定后，框架桥在行进过程需要注意每次挖土底面的坡度和吃土量。如果框架桥底板超挖，框架桥就容易发生扎头。如忽略这些细节并未在施工中采取措施，必然给以后工作造成难度。

(2)框架桥在滑板上行进及框架桥刚下滑板时，由于船头坡的缘故一般出现抬头现象;当框架桥有1/3下滑板时，框架桥会因重心迁移就会出现抬头变缓的现象;当框架桥2/3下滑板后框架桥重心就会落在土上，框架桥就会因前后地质情况差异而出现扎头现象。上述现象均属正常现象，但其扎头应有一个限度。超过这个限度就表明框架桥已经不在正常状态，就需要采取措施来调整框架桥状态。因此在整个顶进施工过程中，需要勤测量，加密测量，勤分析测量数据，准确掌握框架桥状态，并预测框架桥以后的状态。如通过水平测量记录发现扎头现象并有加剧趋势，可通过使框架桥吃土量增加并将挖土地面标高抬高;如趋势比较稳就需继续观察;如趋势变缓说明框架桥行进正常。

(3)在采用机械出土时，箱体底板容易发生超挖而发生扎头现象。因此，在利用机械出土时，底板挖土保留20～30cm采用人工清底。

(4)在雨季施工时，容易出现框架桥水倒灌而出现涵头基础被浸泡，造成涵头地基承载力降低，如果对浸过土不采取措施并继续顶进，框架桥容易发生扎头现象。因此，在雨季施工时，要采用短掘短顶方法并注意涵内降排水保证基坑内无水干燥。

2 施工中预防扎头的措施

(1)核对地质情况。在施工过程中，要核对设计单位提供的顶进箱涵地点的地质资料，并检测框架桥滑板下地基承载力是否满足设计要求。若地质与设计不符或承载力达不到设计要求，由设计单位变更设计，如采取换填等办法，以免滑板在箱涵顶进重心移出端部时造成滑板断裂、箱体前倾、扎头。

(2)做好临时降水。框架桥顶进掌子面内必须保持干燥无水，如遇地下水位高的情况，必须采取措施把水位降至底板以下0.5m，以免带水顶进造成基底土质软化造成箱涵扎头。

(3)合理设计滑板仰坡和框架的船头坡。在框架桥预制时预留滑板仰坡，以防框架在顶进出滑板时因地质的变化，土质承载力降低造成扎头。根据经验滑板仰坡一般取5‰左右，主要视土质情况而定，土质密实且开挖得当，取5‰即可;土质松软、含水量大，坡度应略微放大，一般以8‰为宜。船头坡一般采用1∶10的坡度。

3 处理扎头现象的措施

(1)顶进施工中，框架桥如发生扎头现象一般可以通过采用增大吃土量、改善土质(换填碎石)、往框架底塞废弃混凝土枕(混凝土枕底面朝上，塞入涵内侧1m并有一定坡度)等方法将其调整到正常状态。

(2)可以通过打混凝土带来调整。如发现扎头现象时框架桥体离到位还有一段距离，施工中可以采用打混凝土薄带来逐渐调整;如距离很短时可采用打混凝土通带方法来调节。混凝土薄带，一般为3×2m、厚度在50cm左右的混凝土带。一般分别设置在框架桥头两边，中间用碎石换填。在混凝土薄带中一般设置两根短轨(长度深入框架桥内50cm，轨底朝上)来减小混凝土带与涵底的摩擦，防止顶进中混凝土带跟随框架桥一起向前移动。根据情况可以在混凝土带中增加锚固墩来加强带与土的结合。顶进过程中发现土质有变化，混凝土带的厚度和大小可以做调整。

混凝土通带，适用于要求在较短时间内将框架桥体姿态调整的情况。混凝土通带一般为长度与涵跨度相当、宽度在2～3m、深度在2m以上的混凝土构造物。为了加强其整体性一般配设钢筋。混凝土带一般设计成反楔型，防止在顶进中随框架一起移动。混凝土通带可在短时间内将框架桥体调整到要求，并在以后顶进中提供一个支点。

(3)当在软弱地基中顶进时，在根据设计要求改良地质框架桥体到位后尚不能满足使用要求时，在最后几顶(2m左右)可以先用千斤顶将框架桥体顶起，而后用木枕支撑框架桥，再往框架桥体与木枕架之间安置铁板，再继续顶进。其具体方法如下：首先在涵尾、在边墙及中心分别挖三个基坑。分别浇筑钢筋混凝土，将2个千斤顶安置在边墙下方，并在基坑周围摆放支撑用的木枕和铁板。当千斤顶向上顶时，要随时注意框架桥的变化。施工中要多顶高一点预留一定的沉降值。

4 结语

顶进法已成为铁路既有线平改立、增加公路下穿式立交通道一种主要的施工工艺，并被逐步推广应用。在施工中施工单位要注重施工工序，在施工过程中加强顶进的过程监测和控制，及时采取措施纠正扎头现象，保证在顶进过程中不出现扎头现象，将一个合格的产品交给业主，才可以赢得更大的市场!